高多层线路板通常被定义为具有10层以上甚至20层以上的多层线路板。
与传统的多层线路板相比，高层线路板的制造难度更大，对品质可靠性要求更高。
它主要应用于通讯设备、高端服务器、医疗电子、航空、工控、军事等领域。
近年来，随着中国电信设备市场的迅猛发展，高层线路板市场前景备受看好。
目前，国内批量生产高层线路板的PCB厂商主要来自外资企业或极少数内资企业。
高层线路板的制造不仅需要高超的技术和设备，还需要技术和生产人员的经验积累。同时，高层线路板的客户认证程序严格而繁琐。
因此，高层线路板的门槛较高，产业化生产周期较长。高层线路板的平均层数已成为衡量PCB企业技术水平和产品结构的重要技术指标。
本文将简要介绍高层线路板在制造过程中面临的主要挑战，以及关键生产工序的控制要点，供大家参考。
主要制造难点
与常规线路板相比，高层线路板具有以下特点：板件更厚、层数更多、线路和过孔更密集、单元尺寸更大、介质层更薄等。这些特点导致了以下制造难点：
1. 层间对准度难点
高层线路板的层数众多，客户对各层之间的对准要求变得更加严格。通常，层间对位公差控制在±75μm左右。考虑到高层线路板的单元尺寸较大、环境温湿度波动、不同芯板层涨缩不一致等因素，层间对准度的控制难度增加。
2. 内层线路制作难点
高层线路板采用高TG、高速、高频、厚铜、薄介质层等特殊材料，对内层线路的制作和图形尺寸控制提出高要求。这增加了内层线路制作的难度。线宽线距较小，开短路和微短路问题增多，合格率降低。细密线路信号层较多，容易漏检。内层芯板厚度较薄，容易褶皱，导致曝光不良。高层板大多用于系统板，单元尺寸较大，报废成本较高。
3. 压合制作难点
在高层线路板的制造过程中，多张内层芯板和半固化片叠加在一起，容易出现滑板、分层、树脂空洞和气泡残留等缺陷。在叠层结构设计中，需要考虑材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度等因素。同时，需要设定合理的高层板压合程序。层数多，涨缩量控制和尺寸系数补偿量难以保持一致性。层间绝缘层薄，容易导致层间可靠性测试失效问题。
4. 钻孔制作难点
高层线路板采用高TG、高速、高频、厚铜类特殊板材，导致钻孔粗糙度增加、钻孔毛刺和去钻污难度增加。层数多，累积总铜厚和板厚增加，钻孔易断刀。密集BGA多，导致窄孔壁间距，可能出现CAF失效问题。由于板厚增加，容易导致斜钻问题。
关键生产工序控制要点
1. 材料选择
高层线路板要求电子电路材料的介电常数和介电损耗较低，以及低CTE、低吸水率和高性能覆铜板材料。不同的板材供应商提供不同系列的内层基板。材料的选择对高层线路板的加工和可靠性至关重要。
2. 压合叠层结构设计
在叠层结构设计中，需要考虑材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度等因素。半固化片与芯板厂商必须保持一致。特殊要求的高TG板材需要选择相应的材料。
3. 层间对准度控制
控制层间对准度需要采用高精度的压合前层间定位方式，如四槽定位(Pin LAM)或热熔与铆钉结合。设定合适的压合工艺程序和对压机进行日常维护是确保压合品质的关键。
4. 内层线路工艺
高层线路板制作中，可以引入激光直接成像机(LDI)来提高图形解析能力。高精度对位曝光机可以提高图形对位精度，减少对位偏差。
5. 压合工艺
设定合适的压合程序，包括升温速率和曲线的控制。不同的板材和半固化片需要采用相应的工艺参数。确保树脂充分流动和固化，同时减少压合过程中的滑板和层间错位问题。
6. 钻孔工艺
控制钻孔的孔数、落速和转速，适当降低以减少钻头磨损。对于高层板，需要采用精确测量板的涨缩，并采用合适的钻孔机生产。
可靠性测试
高层线路板通常用于系统板，需要经受高温焊接测试。这要求过回流焊测试的时间较长。同时，需要进行可靠性测试，以确保高层线路板的质量。
高层线路板的制造是一个技术和经验要求较高的领域。本文介绍了材料选择、叠层结构设计、层间对准度、内层线路制作、压合工艺、钻孔工艺等关键生产工序的控制要点。
我们希望这些信息能够为高层线路板制造领域的同行提供参考和启发，促进技术研究和交流的进一步发展。
常见问题解答
1. 高层线路板的层间对准度要求有多严格？
通常，高层线路板的层间对位公差控制在±75μm左右。这取决于客户的设计要求和产品应用。
2. 为什么高层线路板需要采用高TG、高速、高频、厚铜类特殊板材？
这些特殊材料通常用于高层线路板，因为它们具有更好的电性能和导热性能，以满足高频、高速信号传输的要求。
3. 如何控制高层线路板的钻孔质量？
控制钻孔的孔数、落速和转速，采用精确测量板的涨缩，以及使用合适的钻孔机都是控制钻孔质量的关键。
4. 高层线路板的可靠性测试包括哪些内容？
高层线路板的可靠性测试通常包括高温焊接测试、热应力测试、热冲击测试等，以确保其在各种环境条件下的可靠性。
5. 有哪些常见的高层线路板制造厂商？
目前，国内批量生产高层线路板的厂商主要来自外资企业或极少数内资企业，其中一些知名的厂商包括敬鹏电子、深南电路等。
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