精度线电阻PCB制作方法

随着PCB功能化和高性能化发展，PCB则出现了众多特殊要求的产品，迎合客户对于产品特性的需求。

列：根据某要求，制作一款在PCB上实现既定布线方式的精准线电阻控制要求的产品。客户资料给定了总走线长度（6413mm），线宽要求在0.2mm左右，线电阻控制16Ω±10Ω，允许适当调整。根据实际制程能力，首先计算出匹配的线宽和铜厚范围，再制作出满足阻抗要求的PCB产品。

1.理论计算

客户电阻控制板设计图案如图1所示，只有BOT面有较长的电阻线，总线长6413mm，线宽预先按0.2mm算，TOP面较宽0.4mm，线长15.8mm。电阻控制面只有BOT面。

图1客户电阻控制板设计图案

6413mm长，0.2mm宽的铜导线在不同铜厚下的电阻理论计算值如下表。R=ρ×L/S，ρ为材料电阻率1.75×10-8Ω×m，L为导线长度6413mm，S为导线横截面积，实际电阻上下限分别为：17.6Ω和14.4Ω。理论计算当铜厚在35μm时，0.2mm宽6413mm长的导线才能达到理想电阻值16Ω。

实际制作表铜控制35μm左右。此板孔铜要求最小18μm，考虑到板厚0.5mm，最孔孔径0.35mm，钻孔厚径比在1.4左右，电镀灌孔率以90%计算，面铜电镀层厚度至少在20μm左右，所以底铜选择应为15μm，选择1oz/3oz起镀铜厚最理想。

根据客户的电阻要求，计算线宽公差范围如下表2。根据下表计算结果，控制铜厚理论最优区间32μm到40μm之间。

实际设计该PCB的制作流程为正片，正片制作更便于线宽公差控制，得到更精准的电阻。

2.过程控制

2.1.板电后面铜

板电铜厚8μm，实际板电后量测量2PNL板的面铜，量测后计算铜厚分布Cpk为1.4>1.33，如表3和图2，板电均匀性比较理想。

图2板电铜厚分布Cpk=1.4

2.2.图电后成品铜厚

切片量测孔铜面铜，实际值如图3，板电孔铜已经到最小值24μm左右，面铜约在35μm到39μm，铜厚合格。

图3.孔铜与面铜测量

2.3.成品电阻测试

测试板2PNL，蚀刻得到PNL1线宽均值0.19mm，实测相应电阻值在15.8Ω到19Ω；PNL2线宽均值0.21mm，实测相应阻值在15.2Ω到17.5Ω。继续跟进测试板到成品后的电阻测试结果。

成品测试电阻如表4所示，2PNL板电阻全部合格，但是相对于蚀刻的半成品，成品电阻降低了1.5Ω。

3.结论

测试板成品量测所有电阻均合格，说明板电铜厚控制21+/-3μm、成品铜厚控制均值35μm到40μm，线宽控制在0.19mm到0.21mm之间，成品电阻合格。且蚀刻后的半成品电阻比成品的电阻大1.5Ω左右。故蚀刻量测电阻理论上应做1.5Ω的预大。预大与PCB的设计和阻焊和表面处理流程带来的差异有相当大的关系，不同PCB蚀刻后的电阻预大需要考虑到这些因素。