多層線路板

多層板的製作方法一般由內層圖形先做，然後以印刷蝕刻法作成單面或雙面基板，並納入指定的層間中，再經加熱、加壓並予以粘合，至於之後的鑽孔則和雙面板的鍍通孔法相同。是在1961年發明的。

基本介紹

• 中文名：多層線路板

概述

1961年，美國Hazelting Corp.發表 Multiplanar，是首開多層板開發之先驅，此種方式與現今利用鍍通孔法製造多層板的方式幾近相同。1963年日本跨足此領域後，有關多層板的各種構想方案、製造方法，則在全世界逐漸普及。因隨著由電晶體邁入積體電路時代，電腦的套用逐漸普遍之後，因高功能化的需求，使得布線容量大、傳輸特性佳成為多層板的訴求重點。

當初多層板以間隙法(Clearance Hole)法、增層法(Build Up)法、鍍通法(PTH)法三種製造方法被公開。由於間隙孔法在製造上甚費工時，且高密度化受限，因此並未實用化。增層法因製造方法相當複雜，加上雖具高密度化的優點，但因當時對高密度化需求並不如現在來得迫切，一直默默無聞；爾近則因高密度電路板的需求日殷，再度成為各家廠商研發的重點。至於與雙面板同樣製程的PTH法，目前仍是多層板的主流製造法。

多層板的製作方法一般由內層圖形先做，然後以印刷蝕刻法作成單面或雙面基板，並納入指定的層間中，再經加熱、加壓並予以粘合，至於之後的鑽孔則和雙面板的鍍通孔法相同。這些基本製作方法與溯至1960年代的工法並無多大改變，不過隨著材料及製程技術（例如：壓合粘接技術、解決鑽孔時產生膠渣、膠片的改善）更趨成熟，所附予多層板的特性則更多樣化。

恆天翔四層線路板

鍍通孔

一次銅

在層間導通孔道成型後需於其上布建金屬銅層，以完成層間電路的導通。先以重度刷磨及高壓沖洗的方式清理孔上的毛頭及孔中的粉屑，再以高錳酸鉀溶液去除孔壁銅面上的膠渣。在清理乾淨的孔壁上浸泡附著上錫鈀膠質層，再將其還原成金屬鈀。將電路板浸於化學銅溶液中，借者鈀金屬的催化作用將溶液中的銅離子還原沉積附者於孔壁上，形成通孔電路。再以硫酸銅浴電鍍的方式將導通孔內的銅層加厚到足夠抵抗後續加工及使用環境動擊的厚度。

外層線路

二次銅

線上路影像轉移的印製作上如同內層線路，但線上路蝕刻上則分成正片與負片兩種生產方式。負片的生產方式如同內層線路製作，在顯影后直接蝕銅、去膜即算完成。正片的生產方式則是在顯影后再加鍍二次銅與錫鉛（該區域的錫鉛在稍後的蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑），去膜後以鹼性的氨水、氯化銅混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除，形成線路。最後再以錫鉛剝除液將功成身退的錫鉛層剝除（在早期曾有保留錫鉛層，經重容後用來包覆線路當作保戶層的做法，現多不用） 。

防焊緣漆

外層線路完成後需再披覆絕緣的樹酯層來保戶線路避免氧化及焊接短路。塗裝前通常需先用刷磨、微蝕等方法將線路板銅面做適當的粗化清潔處理。而後以鋼版印刷、簾塗、靜電噴塗…等方式將液態感光綠漆塗覆於板面上，再預烘乾燥（乾膜感光綠漆則是以真空壓膜機將其壓合披覆於板面上）。待其冷卻後送入紫外線曝光機中曝光，綠漆在底片透光區域受紫外線照射後會產生聚合反應（該區域的綠漆在稍後的顯影步驟中將被保留下來），以碳酸鈉水溶液將塗膜上未受光照的區域顯影去除。最後再加以高溫烘烤使綠漆中的樹酯完全硬化。

較早期的綠漆是用網版印刷後直接熱烘（或紫外線照射）讓漆膜硬化的方式生產。但因其在印刷及硬化的過程中常會造成綠漆滲透到線路終端接點的銅面上而產生零件焊接及使用上的困擾，現在除了線路簡單粗獷的電路板使用外，多改用感光綠漆進行生產。

文字印刷

將客戶所需的文字、商標或零件標號以網版印刷的方式印在板面上，再用熱烘（或紫外線照射）的方式讓文字漆墨硬化。

接點加工

防焊綠漆覆蓋了大部份的線路銅面，僅露出供零件焊接、電性測試及電路板插接用的終端接點。該端點需另加適當保護層，以避免在長期使用中連通陽極(+)的端點產生氧化物，影響電路穩定性及造成安全顧慮。 【鍍金】在電路板的插接端點上（俗稱金手指）鍍上一層高硬度耐磨損的鎳層及高化學鈍性的金層來保護端點及提供良好接通性能。

【噴錫】在電路板的焊接端點上以熱風整平的方式覆蓋上一層錫鉛合金層，來保護電路板端點及提供良好的焊接性能。

【預焊】在電路板的焊接端點上以浸染的方式覆蓋上一層抗氧化預焊皮膜，在焊接前暫時保護焊接端點及提供較平整的焊接面，使有良好的焊接性能。

【碳墨】在電路板的接觸端點上以網版印刷的方式印上一層碳墨，以保護端點及提供良好的接通性能。

成型切割

將電路板以CNC成型機（或模具沖床）切割成客戶需求的外型尺寸。切割時用插梢透過先前鑽出的定位孔將電路板固定於床台（或模具）上成型。切割後金手指部位再進行磨斜角加工以方便電路板插接使用。對於多聯片成型的電路板多需加開X形折斷線，以方便客戶於外掛程式後分割拆解。最後再將電路板上的粉屑及表面的離子污染物洗淨。

終檢包裝

在包裝前對電路板進行最後的電性導通、阻抗測試及焊錫性、熱衝擊耐受性試驗。並以適度的烘烤消除電路板在製程中所吸附的濕氣及積存的熱應力，最後再用真空袋封裝出貨。

近年，隨著VLSI、電子零件的小型化、高集積化的進展，多層板多朝搭配高功能電路的方向前進，是故對高密度線路、高布線容量的需求日殷，也連帶地對電氣特性（如Crosstalk、阻抗特性的整合）的要求更趨嚴格。而多腳數零件、表面組裝元件(SMD)的盛行，使得電路板線路圖案的形狀更複雜、導體線路及孔徑更細小，且朝高多層板（10~15層）的開發蔚為風氣。1980年代後半，為符合小型、輕量化需求的高密度布線、小孔走勢，0.4~0.6 mm厚的薄形多層板則逐漸普及。以沖孔加工方式完成零件導孔及外形。此外，部份少量多樣生產的產品，則採用感光阻劑形成圖樣的照相法。

大功率功放 - 基材:陶瓷+FR-4板材+銅基,層數:4層+銅基,表面處理:沉金,特點:陶瓷+FR-4板材混合層壓,附銅基壓結.

軍工高頻多層板 - 基材:PTFE,板厚:3.85mm,層數:4層,特點:盲埋孔、銀漿填孔.

綠色產品 - 基材:環保FR-4板材,板厚:0.8mm,層數:4層,尺寸:50mm×203mm,線寬/線距:0.8mm,孔徑:0.3mm,表面處理:沉金、沉錫.

高頻、高Tg器件 - 基材:BT,層數:4層,板厚:1.0mm,表面處理:化金.

嵌入式系統 - 基材:FR-4,層數:8層,板厚:1.6mm,表面處理:噴錫,線寬/線距:4mils/4mils,阻焊顏色:黃色.

DCDC,電源模組 - 基材:高Tg厚銅箔、FR-4板材,尺寸:58mm×60mm,線寬/線距:0.15mm,孔徑:0.15mm,板厚:1.6mm,層數:10層,表面處理:沉金,特點:每層銅箔厚度3OZ（105um）,盲埋孔技術,大電流輸出.

高頻多層板 - 基材:陶瓷,層數:6層,板厚:3.5mm,表面處理:沉金,特點:埋孔.

光電轉換模組 - 基材:陶瓷+FR-4,尺寸:15mm×47mm,線寬/線距:0.3mm,孔徑:0.25mm,層數:6層,板厚:1.0mm,表面處理:鍍金+金手指,特點:嵌入式定位.

背板 - 基材:FR-4,層數:20層,板厚:6.0mm,外層銅厚:1/1盎司（OZ）,表面處理:沉金.

微型模組 - 基材:FR-4,層數:4層,板厚:0.6mm,表面處理:沉金,線寬/線距:4mils/4mils,特點:盲孔、半導通孔.

通信基站 - 基材:FR-4,層數:8層,板厚:2.0mm,表面處理:噴錫,線寬/線距:4mils/4mils,特點:深色阻焊,多BGA阻抗控制.

數據採集器 - 基材:FR-4,層數:8層,板厚:1.6mm,表面處理:沉金,線寬/線距:3mils/3mils,阻焊顏色:綠色啞光,特點:BGA、阻抗控制.

恆天翔六層線路板

多層線路板的優缺點

優點：裝配密度高、體積小、質量輕由於裝配密度高，各組件(包括元器件)間的連線減少，因此提高了可靠性；可以增加布線層數，從而加大了設計靈活性；能構成具有一定阻抗的電路;可形成高速傳輸電路;可設定電路、磁路禁止層，還可設定金屬芯散熱層以滿足禁止、散熱等特種功能需要;安裝簡單，可靠性高。缺點：造價高；周期長；需要高可靠性的檢測手段。多層印製電路是電子技術向高速度、多功能、大容量、小體積方向發展的產物。隨著電子技術的不斷發展，尤其是大規模和超大規模積體電路的廣泛深入套用，多層印製電路正迅速向高密度、高精度、高層數化方向發展t出現了微細線條、小孔徑貫穿、盲孔埋孔、高板厚孔徑比等技術以滿足市場的需要。

線路板行業前景

2003年半導體行業景氣復甦，今年更呈穩步發展狀態，在PCB方面，伴著整個行業的回升，自去年起行情就已經逆轉，可以說在5、6、7三個月的市場淡季，PCB仍然難見疲軟的狀態，目前撓性板成為業者掘金重點。目前柔性板（FPC）在整個PCB產業中所占的比重越來越大，而據現貨市場經銷商高先生早透露，FPC毛利率明顯高於普通硬板。

線路板板塊的市場在不斷發展，這主要得益於兩方面的動力。一是線路板板塊套用行業的市場空間在持續拓展，通訊行業和筆記本電腦行業的套用提升，使得高端多層線路板市場的增長十分迅速，目前套用比例達到50%。同時，彩電、手機、汽車電子用數字線路板的比例也明顯增加，從而使得線路板行業的空間不斷拓展。再者，全球線路板行業正在向我國轉移也導致了我國線路板市場空間的迅速拓展。 最近，美國PCB專門製造商(PCB pure-plays)公布的收益數據揭示了一個需求不斷增長的市場環境：過去的一年裡，PCB的訂單出貨比穩大於一。另外一方面，由於PCB行業競爭的激烈，一些PCB大廠通過積極開發新技術，增加PCB層數或者促進技術要求高的FPC市場化進程，以滿足不斷變化的市場需求；與此同時，通過技術上的“打壓”，讓一些沒有競爭力的小廠被迫退出該市場，這也是今年行情大好的情況下很大部分PCB小廠的隱憂。

由於FPC的套用範圍越來越寬廣，在計算機與通信、消費電子、汽車、軍事與航天、醫療等領域FPC正被大量使用，因此，市場需求量明顯增加。據經銷商反映，今年的FPC出貨量也明顯高於往年， 在毛利率繼續維持的情況下，經銷商均表現出了重點投資該市場的信心。