pcb生产过程与技术

1、PCB生产过程与技术1PCB分类、特色和地位（用途）PCB分类可按PCB用途、基材种类、构造等三种来分类，一般采纳PCB构造来分类。刚性PCB单面PCB。双面PCB。多层PCB。惯例多层PCB。埋/盲孔多层PCB。积层（HDI/BUM）PCB。A有“芯板”的积层PCB。B无“芯板”的积层PCB。挠性PCB跟着挠性PCB（FPC）应用领域快速扩大，挠性印制板已最快速度发展着。单面FPC。双FPC。多层FPC。刚-挠性PCB这是指由刚性部分和挠性部分共同构成的PCB。刚性部分主要用于焊接或组装元器件，而挠性部分主要起着刚性部分之间的连结、信号传输和可挠曲性机械安装的作用。刚性部分主要为刚性多层板构

2、造，但中间夹入挠性部分，经过层压、钻孔和孔化与电镀等形成刚性部分与挠性部分之间连结。挠性部分由挠性板构成。为了保持可挠曲性机械安装，挠性部分大多为单、双面挠性板或多组的单、双面挠性板等构成。特种PCB这是指高频微波PCB、金属基（芯）PCB和某些特别PCB而言的。高频微波PCB。这是指应用于高频（频次大于300MHZ或波长小于1米）与微波（频次大于3G或波长小于0.1米）领域的PCB。其主要要求以下。低介电常数r的基材。A聚四氟已烯（PTFE）又称Teflon,其r=，形成CCL的r为左右。B“空气珠”或“微泡”构造的CCL资料，其r为之间（Arlon企业）。低介质消耗角正切tan。PTFE基

3、材的tan为，仅为FR-4的1/10。金属基（芯）PCB。在组装有大功率组件的PCB内埋入金属板，以提升导热或散热为主要目的（还有改良CTE和尺寸稳固性等）的PCB。所采纳的金属资料有：薄Al板；薄Fe板；薄Cu板；殷钢；钨钼合金。还有非金属的炭素板等。其余特别PCB。如厚铜箔PCB、复合资料PCB和特大尺寸（面积或厚度等）PCB。厚铜箔PCB。这是指镀通孔和导线的铜厚度35200m之间的PCB。主要应用于大电流经过的场合，如电源用的PCB等。复合资料PCB。这是指不一样资料压合在一同的PCB，如把PTFE资料和FR-4资料压合在一同的PCB。既解决了高频信号传输问题，又解决了使用时的刚性与尺

4、寸稳固性问题。特大尺寸PCB。这是指厚度很厚、面积很大的PCB，如600X800X5800X1800X12（mm）的背板或底板（又称母板）。集成元件PCB。这是指把无源元件（电阻、电容和电感等）、有源元件（各种集成电路等）分别或复合埋入到PCB内部的产品。因为当前技术水平易发展过程的原由，当前主假如埋入无源元件的PCB为主，其工艺也比较成熟。埋入无源元件PCB。为什么要埋入无源元件到PCB内部去呢无源元件数目与有源元件数目比率愈来愈大。由（615）：1上涨到（1533）：1，如手机的无源元件的数目已超出500只，而台式电脑主板（奔跑）的无源元件数目已达2000只以上。这类增添趋向还在持续。B促

5、使PCB高密度化发展。如能埋入50%数目的无源元件，则可使PCB板面减小25%以上。提升PCB组装的靠谱性。减少了大批的焊接。埋入无源元件遇到“保护”，防止大气中的湿气、有害气体、尘粒等侵害，性能稳固。提升了PCB组装件的电气性能。除去了无源元件焊接所形成的大批回路，及其惹起的寄奏效应。减少无源元件功能无效率，提升无源元件功能稳固性。埋入电阻PCB。把电阻以平面形式埋入到PCB内部的方法，以CCL电阻、网印油墨电阻、喷墨打印和烧结等工艺来形成。埋入电容PCB。把电容以平面形式埋入到PCB内部的方法，相同以CCL电容、网印油墨电容、喷墨打印和烧结等工艺来形成。埋入电感PCB。把电感以平面形式埋入

6、到PCB内部的方法。因为数目极少，加上电感较大，埋入成效不理想。复合埋入无源元件PCB。即同时埋入电阻和电容等的PCB。1.1PCB特色过去、此刻和将来，PCB之所以能愈来愈获得宽泛地应用，这是因为它有很多独到的长处，归纳以下。可高密度化。100多年来，PCB的高密度化是跟着集成电路集成度的提升和安装技术的进步而发展着。靠谱性。经过一系列标准和规定的检查、测试和老化试验等可保证PCB产品长久（使用期，一般为20年）而靠谱地工作着。可设计性。对PCB产品的各种性能（电气、物理、化学、机械等）的要求，能够通过设计标准化、规范化等来实现PCB设计，时间短、效率高。可生产性。可采纳现代化生产管理，可进

7、行标准化、规模（量产）化、自动化生产，保证产质量量一致性。可测试性。成立了比较完好的测试方法、测试标准、各种测试设施与仪器等来查验，并判定PCB产品的合格性和使用寿命。可组装性PCB产品既便于各种元件进行标准化组装，又能够进行自动化、规模化的组装生产。同时，PCB和各种元件组装的零件还能够组装形成更大的零件、系统，直至整机产品。可保护性。因为PCB产品和各种元件组装形成的零件是以标准化设计与规模化生产的，因此，这些零件也是标准化的。所以，一旦系统或整机发生故障，能够快速、方便、灵巧地进行改换，快速恢复工作。自然，还能够举例说得更多些。如系统小型化、轻量化，信息传输高速化等。PCB地位在全部的电

8、子工业领域中都离不开PCB产品，PCB产品已成为三大电子元件一。其应用领域有五大方面。家用电子产品方面。如电视机、洗衣机、VCD等。基板资料。主要采纳纸基酚醛树脂的单面板，少许采纳纸基或玻纤布基环氧树脂的单、双面板。主要特色：收益低；靠量产。便携式电子产品方面。如手机（挪动电话）、摄象机、录象机等。基板资料：刚性资料挠性资料PI、PE等。主要特色：高密度化（化。FR-4、CEM-3；HDI）；量产高性能电子产品方面。如电脑、游戏机等基板资料：FR-4（或高Tg的FR-4）、CEM-3等。主要特色：高密度化（HDI）；量产化。超高性能电子产品方面。如超级（巨型）计算机、大型工作站等。基板资料：B

9、T树脂基材；PI树脂基材。主要特色：高密度化高层化；技术与工艺难度大，量少，昂贵（附带值高）。汽车领域电子产品方面。基板资料：刚性资料FR-4、CEM-3，挠性资料PI、PE等。主要特色：安全、靠谱。2PCB生产工艺与技术2.1PCB原资料薄铜箔资料。FPC用铜箔资料。采纳高延展性铜箔，如冷轧的铜箔等，其厚度为35m（1OZ）、18m（1/2OZ）、12m（3/8OZ）、9m（1/40Z）、等。刚性PCB用铜箔资料。采纳电镀高延展性铜箔，其厚度为35m、18m、12m、9m等。半固化片（粘结片）资料。一般是由玻纤布或纸和树脂来构成的。惯例半固化片。它是由惯例玻纤布与树脂形成的半固化片。扁平或特

10、种半固化片。它是由扁平玻纤布（玻纤与树脂平均散布）与树脂形成的，主要用于钻微、激光蚀孔，精美导线制作等。刚性覆铜板（CCL）资料。它是由铜箔和半固化片于高温高压下而形成的，能够形成不一样种类与不一样厚度的系列产品供客户采纳。FR-4资料。这是由玻纤布（可用不一样种类与活动厚度）与环氧树脂形成的CCL资料，是当前PCB工业应用最宽泛的资料。CEM-3资料。芯料为玻纤纸半固化片、面料为玻纤布半固化片，而后在与铜箔形成的资料。它有益于机械冲切加工，价钱也廉价些，但某些性能（如曲折强度）比FR-4稍差。RCC（涂树脂铜箔）资料。在办理过的铜箔表面上涂覆必定厚度树脂形成（半固化状态）的资料。应用于HDI

11、/BUM板的激光形成微孔方面。其余方面资料。如CEM-1资料（芯料为纤维纸，面料为玻纤布），FR-1与FR-2（纸基酚醛树脂）资料，FR-3（纸基环氧树脂）资料，还有BT，PI，PTFE等等形成的CCL资料。特种基板资料。如金属基覆铜箔资料，陶瓷基覆铜板资料等。挠性覆铜板资料。挠性CCL的最大特色是介质层中没有加强资料，可成卷订货。主要有PI和PE两种种类CCL。此中PI的构造有两种。三层法。即由铜箔、粘结剂和PI（或PE）膜形成的挠性CCL。其长处是价钱廉价。弊端是因为粘结剂层存在使结协力低，同时因为粘结剂常常是非阻燃性的而形成不阻燃的挠性CCL。两层法。即由铜箔和PI膜形成的挠性CCL。2

12、.2PCB工艺流程与技术印制电路板的工艺流程与技术可分为单面、双面和多层印制板。现以双面板和最复杂的多层板为例。惯例双面板工艺流程和技术。开料-钻孔-孔化与全板电镀-图形转移（成膜、曝光、显影）-蚀刻与退膜-阻焊膜与字符-HAL或OSP等-外形加工-查验-成品开料-钻孔-孔化-图形转移-电镀-退膜与蚀刻-退抗蚀膜（Sn,或Sn/pb）-镀插头-阻焊膜与字符-HAL或OSP等-外形加工-查验-成品惯例多层板工艺流程与技术。开料-内层制作-氧化办理-层压-钻孔-孔化电镀（可分全板和图形电镀）-外层制作-表面涂覆-外形加工-查验-成品（注1）：内层制作是指开料后的在制板-图形转移（成膜、曝光、显影）

13、-蚀刻与退膜-查验等的过程。（注2）：外层制作是指经孔化电镀的在制板-图形转移（成膜、曝光、显影）-蚀刻与退膜等过程。（注3）：表面涂（镀）覆是指外层制作后-阻焊膜与字符-涂（镀）层（如HAL、OSP、化学Ni/Au、化学Ag、化学Sn等等）。埋/盲孔多层板工艺流程与技术。一般采纳次序层压方法。即：开料-形成芯板（相当于惯例的双面板或多层板）-层压-以下贱程同惯例多层板。（注1）：形成芯板是指按惯例方法造成的双面板或多层板后，按构造要求构成埋/盲孔多层板。假如芯板的孔的厚径比大时，则应进行堵孔办理，才能保证其靠谱性。积层多层板工艺流程与技术。芯板制作-层压RCC-激光钻孔-孔化电镀-图形转移-

14、蚀刻与退膜-层压RCC-频频进行形成a+n+b构造的集成印制板（HDI/BUM板）。（注1）：此处的芯板是指各种各种的板，如惯例的双面、多层板，埋/盲孔多层板等等。但这些芯板一定经过堵孔和表面磨平办理，才能进行积层制作。（注2）：积层（HDI/BUM）多层板构造可用下式表示。a+n+ba为一边积层的层数，n为芯板，b为另一边积层的层数。集成元件多层板工艺流程与技术。开料-内层制作-平面元件制作-以下贱程同多层板制作。（注1）：平面元件以CCL或网印形式资料而采纳。2.3PCB查验与测试PCB查验与测试是指PCB生产过程中质量控制、最后产品性能和使用期（寿命）靠谱性等的查验与测试。PCB生产过程

15、质量控制的查验。物理方面查验。目检：采纳人眼或2X、10X或更高倍数的工具显微镜以及其余工具（如检孔镜、背光装置等）来观察表面和孔内表面质量。AOI（自动光学检查）和SEM（扫描电子显微镜）等的检查。化学方面查验。惯例化学剖析。剖析和控制各种溶液质量（主假如构成或成分方面）。各种化学仪器。剖析和控制各种溶液（主假如杂质或污染方面）。PCB产品性能的检测。外观查验。经过目检（含放大倍数）来观察成品表面与尺寸的质量电气性能查验。经过“通”、“断”测试，绝缘（电阻与电压）等来检测成品的电气性能状况。显微剖切查验。经过剖切来查验成品内部质量状况，如多层板的对位、镀层厚度散布、层间连结与缺点等。PCB使

16、用靠谱性的检测。热冲击试验（浮焊或焊接）、高低温循环试验、湿润试验、高压蒸煮试验、互连应力试验等等。而后经过电气性能（如电阻变化等）、显微剖切等来检查与剖析成品的靠谱性和使用寿命。PCB技术现状与发展PCB技术的过去、此刻和将来都是环绕着PCB的“孔”、“线”、“层”、“面”等而睁开和发展着。按电子组装技术的发展与进步可分为以下四个阶段。通孔插装技术（THT）的PCB概略通孔的作用。电气导通（连结）作用。支撑元器件作用。即元器件的引脚是穿过通孔而焊接起来的，为了保证自动插装和焊接的靠谱性，因此限制了元器件引脚尺寸和通孔直径尺寸不可以太小，一般逗留在0.8mm左右。高密度化方向。减小线宽/间距（

17、L/S）。这一阶段L/S的高端产品达到0.1mm（但大部分为0.2mm）。增添层数。最多达到64层，计划为100层，可是孔化、特别是电镀十分困难。表面涂（镀）覆。电镀Au或电镀Ni/Au，松香基助焊剂等。表面安装技术（SMT）的PCB概略表面安装技术的出现，给PCB工业带来了翻天覆地的变化。主要特色。导通孔的作用。它仅起电气互连作用，这意味着：只需保证电气互连质量，导通孔直径可尽量小；即便把导通孔拥塞起来也行。PCB成品共面性要求。这意味着：PCB翘曲度应尽量小，要求由1%或%，甚至更小；连结盘（焊盘）的共面性高。高密度化方向。主假如导通孔的快速减小和构造变化。导通孔快速走向细小化，并由数控（

18、机械）钻孔走向激光钻孔。导通孔直径由（mm）。导通孔数控钻孔方法的改良数控钻床主轴转速由6:万转/分8万转/分1012万转/分1618万转/分25万转动/分等。由整个主轴转动改为夹钻头系统转动，动能大大减小，显然降低震动性，提升了钻孔定位精度和质量。台面由丝杠挪动改为线性马达，挪动更快速，既降低了磨损又提升了稳固性。改变了了钻头构成与构造，减小WC颗粒直径（由23mm，甚至更小）。激光钻孔的快速发展。红外激光钻孔。UV激光钻孔。混淆激光钻孔。各种钻孔方法合用范围以下：钻孔直径0.05mm-数控钻孔-红外激光-UV激光-埋/盲空孔构造的出现。埋/盲孔构造。不连结的层之间没有导通孔，不设隔离盘，缩

19、短导线和孔深，提升布线自由度。PCB提升密度起码1/3以上。改良电气性能。盘内孔（HIL或HIP）构造的出生。由“狗骨”构造改为盘内连结构造。达到缩短连线，提升密度，改良电气性能等。板面平坦度因为元器件是贴装在PCB表面上，不单要求整体板面有平坦度，并且连结盘（焊盘）这样共面性。PCB翘曲度要求愈来愈小，从%，甚至更小。连结盘要有好的共面性。由HAL（或HASL）OSP、化学镀Ni/Au、Ag、Sn等。PCB表面涂（镀）覆PCB表面涂（镀）覆是指保护性和可焊性涂（镀）覆两部分。保护性涂（镀）覆。这是指PCB非焊接部分的惯例性保护与字符。阻焊膜（剂）涂覆。它起到“一阻三防”的作用：“一阻”即阻（

20、防）止PCB在焊接时焊料的污染与桥接作用；“三防”即在PCB长久使用过程中起到防污染、防霉变和防湿润等作用。字符涂覆。它起到元器件安装地点和便于维修的作用。可焊性涂（镀）覆。这是指保持或形成PCB连结（焊接）盘表面可焊性的涂（镀）覆层。如HAL、OSP、电镀Ni/Au、化学Ni/Au、化学Ag、化学Sn等。热风（焊料）整平。它是把PCB在制板浸入融化的Sn/Pb焊猜中，而后拉出经热风吹去（控制厚度）剩余的焊料。因为可焊性好，它在PCB可焊性涂覆中曾达到90%以上。但跟着SMT技术和高密度化的发展，当前已降落到50%以下，还会持续降落下去。主要原由有以下几个方面。Sn/Pb焊料表面张力太大，跟着

21、焊盘直径减小（即高密度化），涂覆的焊料表面形成“龟背”状态，进而影响焊接靠谱性。Sn/Pb焊料很薄时，如2m则会形成不行焊的Cu3Sn2表面层。有机可焊性保护剂（OSP）。它是一种耐热有机（烷基苯并咪唑类）化合物，大概300才会分解，它能与连结盘新鲜铜表面络合形成厚度为m的保护层，保护了铜的可焊性。因为很薄，能保持原有的共面性，加上操作简易，成本低，所以获得了宽泛应用，当前已达到30%左右的份额。但易于划伤，生产操作应分外当心。电镀镍/金。这是在焊盘表面先镀镍后再镀金的可焊性镀层。镍层为阻拦（隔绝）层，其厚度为35m（原为57m），阻挡铜/金之间相互扩散（影响靠谱性）。电镀金层。其厚度应由使用

22、条件或特色来决定。插头（金手指）镀金。因为是频频使用插拔，金层不单要求耐磨（镀硬金），并且要求有较大的厚度（当前规定应大于m）。焊接用镀金。因为焊接是在镍表面进行，金层是为了保护新鲜镍表面（不被氧化）的，所以金层在保证镍表面不氧化条件下，金层应越薄越好。这不单可降低成本问题，更重要的是保证焊点靠谱性（焊点的焊猜中金的含量3%时，焊点简单脆断）问题。金属丝（WB）焊接用镀金。因为金属丝（金丝或Al丝等）是直接焊接在金层上的，所以要求有较厚的金层，一般应m。因为电镀镍/金的电镀分别能力差，镀层厚度不平均，成本也高，所以采用此方法愈来愈少了。化学镀镍/金。利用氧化/复原的化学方法堆积镍层厚度35m，而后再堆积金层厚度（由应用条件来决定）。因为采纳化学堆积，因此镀层平均。当前化学镀镍/金已快速代替电镀镍/金。此中化学镀镍工艺控制较难，应特别注意。化学镀银。因为“绿色”环保要求，无铅焊料与焊接便摆在日程上来了，所以，与焊料相对应的化学镀银或化学镀锡等开发和使用起来了。化学镀银是PCB连结盘上化学堆积一层厚度为m。为了防备银层腐化和银迁徙，在化学镀液中加入特种增添剂，使镀层中含有13%的耐热有机物，可经得起多次焊接过程。但化学镀液中Cl+离子含量应小于5ppm；防止与卤化物接触，不然会使表面发黄，影响外观与可焊性；防备与硫化物接触