多层印制电路板内埋电阻试验研究

一、试验准备：

实验材料与仪器材料：导电碳浆，PCB芯板材料，粘结片等。仪器：电阻测量仪（HIOKI3532-50），微切片测量仪，扫描电子显微镜（S-3400Ⅱ）。

二、内埋式封装结构与实验内容

图1是内埋式封装结构的示意图。

电路板外层内埋电阻是电路板外层完成图形转移形成导电线路后，在基材上网印导电浆料形成电阻，固化后再覆盖阻焊油墨，实现电阻内埋，如图2(a)所示。电路板内层内埋电阻是在多层PCB内层板芯图形转移后，在芯板基材上网印导电浆料形成电阻，固化后经过层压过程实现电阻内埋，如图2(b)所示。

三、内埋电阻多层板制作

主要工艺流程为：内层图形转移→网印导电碳浆→固化→棕化→层压→钻孔→电镀→外层图形转移→后工序→测试。采用层压方式，将网印电阻芯板压制成四层内埋电阻多层板。网印导电碳浆选用177目/cm网纱制作网版，使用半自动丝网印刷机进行网印。导电碳浆网印参数控制范围：刮刀硬度75~80度，刮刀角度70°~80°，刮刀压力50~70 N/cm2，刮刀行进速度1.5~2.5m/min，丝网与待印刷板面间距（网距）1.0~2.0 cm。

四、固化条件对电阻阻值的影响

测试板设计50处电阻图形，其有效尺寸为2.54mm×12.70 mm，可视作5个方阻的串联。在网印导电碳浆后进行如下测试：

（1）固化温度测试：选取5片测试板，导电浆料固化时间1 h，固化温度分别为150，155，160，165，170℃。固化后测量阻值，进一步完成棕化、层压后再次测量阻值。

（2）固化时间测试：选取12片测试板，导电碳浆固化温度170℃，固化时间分别为60~280 min（每隔20 min选取一个固化时间），在固化后测量阻值。

五、可靠性分析

多层PCB在层压之前需要对铜面进行化学氧化处理（如棕化、黑化），以增强粘结片与铜面的结合力，实验中选择棕化处理工艺。该工艺的基本流程为：酸洗→水洗→除油→水洗→预浸（活化铜面）→棕化（氧化微蚀铜面）→水洗→烘干。以1.2.2节研究结果为基础，选择不同的导电碳浆固化条件，对比分析棕化后烘板与不烘板对层压后内埋电阻与粘结片结合可靠性的影响。每种条件制作3片测试板，层压后对测试板进行峰值260℃、3次回流焊处理，制作微切片进行观察分析。

六、阻值稳定性测试

选用外层图形转移后的2片测试板，每片测试板设计50处电阻图形，其有效尺寸为2.54 mm×12.70mm。

（1）其中1片进行240 h高温高湿测试（温度85℃、相对湿度85%）。测试前后分别测量并记录内埋电阻方阻值。

（2）另1片进行100个循环的冷热冲击测试（–55~+125℃，高低温停留时间为15 min)。测试前后分别测量并记录内埋电阻方阻值。（以上信息由正航仪器独家报道）http://www.gdzhenghang.net