PCB印制电路板PCB生产过程与技术

PCB生产过程与技术PCB分类、特点和地位〔用途〕PCB分类PCBPCB构造来分类。PCBPCB。⑵双面PCB。⑶多层PCB。①常规多层PCB。②埋/PCB。③积层〔HDI/BUM〕PCB。A有“芯板”的积层PCB。BPCB。PCBPCB〔FPC〕应用领域快速扩大，挠性印制板已最快速度进展着。FPC。FPC。FPC。PCB这是指由刚性局部和挠性局部共同组成的PCB。刚性局部主要用于焊接或组装元作用。化与电镀等形成刚性局部与挠性局部之间连接。面挠性板或多组的单、双面挠性板等组成。PCB这是指高频微波PCB、金属基〔芯〕PCB和某些特别PCB而言的。PCB。这是指应用于高频〔频率大于300MHZ或波长小于1米〕与微波〔频率大于3G0.1〕PCB。其主要要求如下。①低介电常数εrA聚四氟已烯〔PTFE〕Teflon,其εr=2.1CCLεr2.6B“空气珠”或“微泡”构造的CCLεr1.15∽1.35〔Arlon公司。②低介质损耗角正切tanδPTFEtanδ0.002FR-41/10。⑵金属基〔芯〕PCB。在组装有大功率组件的PCB内埋入金属板，以提高导热或散热为主要目的〔还有改善CTE和尺寸稳定性等〕的PCB。所承受的金属材料有：薄AlFeCu⑶其它特别PCB。如厚铜箔PCB、复合材料PCB和特大尺寸〔面积或厚度等〕PCB。①厚铜箔PCB35∽200µm之间的PCB。主要应PCB②复合材料PCB。这是指不同材料压合在一起的PCB，如把PTFE材料和FR-4材料压合在一起的PCB性与尺寸稳定性问题。③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PCBPCBPCB。①为何要埋入无源元件到PCBA无源元件数量与有源元件数量比率越来越大。由〔6∽15：1上升到〔15∽331，如手机的无源元件的数量已超过500只，而台式电脑主板〔2023B促进PCB高密度化进展。如能埋入50%数量的无源元件，则可使PCB板面25%以上。C提高PCB组装的牢靠性。削减了大量的焊接。埋入无源元件受到“保护避开大气中的湿气、有害气体、尘粒等侵蚀，性能稳定。D提高了PCB组装件的电气性能。消退了无源元件焊接所形成的大量回路，及其引起的寄生效应。削减无源元件功能失效率，提高无源元件功能稳定性。②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。③埋入电容PCBPCBCCL网印油墨电容、喷墨打印和烧结等工艺来形成。④埋入电感PCB。把电感以平面形式埋入到PCB内部的方法。由于数量很少，加上电感较大，埋入效果不抱负。⑤PCBPCB。1.1 PCB特点优点，概括如下。⑴可高密度化。100多年来，PCB的高密度化是随着集成电路集成度的提高和安装技术的进步而进展着。⑵牢靠性。通过一系列标准和规定的检查、测试和老化试验等可保证PCB产品长期〔20〕而牢靠地工作着。⑶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，可PCB〔量产〕化、自动化生产，保证产品质量全都性。PCB⑹可组装性PCB产品既便于各种元件进展标准化组装，又可以进展自动化、规模化的组装生产。同时，PCB和各种元件组装的部件还可以组装形成更大的部件、系统，直至整机产品。⑺可维护性。由于PCB产品和各种元件组装形成的部件是以标准化设计与规模化便利、灵敏地进展更换，快速恢复工作。固然，还可以举例说得更多些。如系统小型化、轻量化，消息传输高速化等。1.3PCB地位在全部的电子工业领域中都离不开PCBPCB产品已成为三大电子元件一。其应用领域有五大方面。⑴家用电子产品方面。如电视机、洗衣机、VCD等。树脂的单、双面板。②主要特点：利润低；靠量产。⑵便携式电子产品方面。如手机〔移动、摄象机、录象机等。FR-4、CEM-3；PI、PE等。②主要特点：高密度化〔HD；量产化。⑶高性能电子产品方面。如电脑、玩耍机等①基板材料：FR-〔或高Tg的FR-、CEM-3等。②主要特点：高密度化〔HD；量产化。⑷超高性能电子产品方面。如超级〔巨型〕计算机、大型工作站等。①基板材料：BT树脂基材；PI树脂基材。②主要特点：高密度化高层化；技术与工艺难度大，量少，昂贵〔附加值高。⑸汽车领域电子产品方面。FR-4、CEM-3，PI、PE等。②主要特点：安全、牢靠。22.1

PCB PCB⑴薄铜箔材料。① FPC用铜箔材料。承受高延展性铜箔，如冷轧的铜箔等，其厚度为35µm〔1OZ、18µm〔1/2OZ、12µm〔3/8OZ、9µm〔1/40Z、……等。② 刚性PCB用铜箔材料。承受电镀高延展性铜箔，其厚度为35µm、18µm、12µm、9µm……等。⑵半固化片〔粘结片〕材料。一般是由玻纤布或纸和树脂来组成的。①常规半固化片。它是由常规玻纤布与树脂形成的半固化片。②扁平或特种半固化片。它是由扁平玻纤布〔玻纤与树脂均匀分布〕与树脂形成的，主要用于钻微、激光蚀孔，精细导线制作等。形成不同类型与不同厚度的系列产品供客户选用。①FR-4〔可用不同类型与活动厚度〕与环氧树脂形成的CCLPCB②CEM-3材料。芯料为玻纤纸半固化片、面料为玻纤布半固化片，然后在与铜箔形成的材料。它有利于机械冲切加工，价格也廉价些，但某些性能〔如弯曲强度〕FR-4〔半固化状态〕HDI/BUM④其它方面材料。如CEM-1材料〔芯料为纤维纸，面料为玻纤布，FR-1FR-2〔纸基酚醛树脂〕材料，FR-3〔纸基环氧树脂〕BT，PI，PTFECCL⑤特种基板材料。如金属基覆铜箔材料，陶瓷基覆铜板材料等。CCLPIPECCLPI①三层法。即由铜箔、粘结剂和PI〔或PE〕膜形成的挠性CCL。其优点是价CCL。②两层法。即由铜箔和PICCL。PCB简洁的多层板为例。⑴常规双面板工艺流程和技术。①开料---钻孔---孔化与全板电镀---图形转移〔成膜、曝光、显影〕刻与退膜---阻焊膜与字符---HAL或OSP等---外形加工---检验---成品②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---检验---成品⑵常规多层板工艺流程与技术。开料---内层制作---氧化处理---层压---钻孔---孔化电镀〔可分全板和图形电镀〕---外层制作---外表涂覆---外形加工---检验---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〕蚀刻与退膜---检验等的过程。〔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：外表涂〔镀〕覆是指外层制作后---阻焊膜与字符---涂〔镀〕层〔HAL、OSPNi/AuAgSn。一般承受挨次层压方法。即：开料---形成芯板〔相当于常规的双面板或多层板〕---层压---以下流程同常规多层板。〔注1成埋/盲孔多层板。假设芯板的孔的厚径比大时，则应进展堵孔处理，才能保证其牢靠性。⑷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---蚀刻与退膜RCC--a+n+b〔HDI/BUM。〔注1/盲孔多〔注2：积层〔HDI/BUM〕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。⑸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---以下流程同多层板制作。〔注1：平面元件以CCL或网印形式材料而承受。PCBPCB检验与测试是指PCB生产过程中质量把握、最终产品性能和使用期〔寿命〕牢靠性等的检验与测试。⑴PCB①物理方面检验。★2X10X或更高倍数的工具显微镜以及其它工具〔如检孔镜、背光装置等〕来观测外表和孔内外表质量。★AOI〔自动光学检查〕SEM〔扫描电子显微镜〕等的检查。②化学方面检验。★常规化学分析。分析和把握各种溶液质量〔主要是组成或成分方面。★各种化学仪器。分析和把握各种溶液〔主要是杂质或污染方面。⑵PCB①外观检验。通过目检〔含放大倍数〕来观测成品外表与尺寸的质量〔电阻与电压〕等来检测成品的电气性能状况。③显微剖切检验。通过剖切来检验成品内部质量状况，如多层板的对位、镀层厚度分布、层间连接与缺陷等。⑶PCB使用牢靠性的检测。热冲击试验〔浮焊或焊接、凹凸温循环试验、潮湿试〔如电阻变化等、显微剖切等来检查与分析成品的牢靠性和使用寿命。PCBPCB技术的过去、现在和将来都是围围着PCB和进展着。按电子组装技术的进展与进步可分为如下四个阶段。通孔插装技术〔THT〕的PCB概况⑴通孔的作用。①电气导通〔连接〕作用。②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，为了保证自太小，一般停留在φ0.8mm⑵高密度化方向。①缩小线宽/间距〔L/S。这一阶段L/S的高端产品到达0.1mm〔0.3∽0.2mm。②增加层数。最多到达64层，打算为≥100层，但是孔化、特别是电镀格外困难。⑶外表涂〔镀〕AuNi/Au，松香基助焊剂等。外表安装技术〔SMT〕的PCB概况外表安装技术的消灭，给PCB工业带来了天翻地覆的变化。主要特点。⑴导通孔的作用。它仅起电气互连作用，这意味着：①只要保证电气互连质量，导通孔直径可尽量小；②即使把导通孔堵塞起来也行。⑵PCB成品共面性要求。这意味着：①PCB1%→0.7%0.5%，甚至更小；②连接盘〔焊盘〕的共面性高。高密度化方向。主要是导通孔的快速缩小和构造变化。〔机械〕钻孔走向激光钻孔。导通孔直径由0.8→0.5→0.3→0.→0.150.10〔mm。导通孔数控钻孔方法的改进:①数控钻床主轴转速由6万转/分→8万转/分→10∽12万转/分→16∽18万转/分→25/分等。提高了钻孔定位精度和质量。性。④转变了了钻头组成与构造，减小WC颗粒直径〔由2∽3µm→0.2∽0.3µm，甚至更小。⑵激光钻孔的快速进展。①红外激光钻孔。②UV③混合激光钻孔。各种钻孔方法适用范围如下：钻孔直径Φ0.8→ф0.5→φ0.3→ф0.2→ф0.15→φ0.10→φ0.05mm← 数控钻孔 →←---红外激光 →--UV激光---→⑶埋/盲空孔构造的消灭。①埋/盲孔构造。②不连接的层之间没有导通孔，不设隔离盘，缩短导线和孔深，提高布线自由度。③PCB1/3④改善电气性能。⑷盘内孔〔HILHIP〕构造的诞生。①由“狗骨”构造改为盘内连接构造。②到达缩短连线，提高密度，改善电气性能等。板面平坦度由于元器件是贴装在PCB〔焊盘〕这样共面性。⑴PCB翘曲度要求越来越小，从1.0%→0.7%→0.5%，甚至更小。HAL〔HASL〕→OSP、化学镀Ni/Au、Ag、SnPCB〔镀〕覆PCB外表涂〔镀〕覆是指保护性和可焊性涂〔镀〕覆两局部。⑴保护性涂〔镀〕覆。这是指PCB非焊接局部的常规性保护与字符。① 〔剂〔防止PCB在焊接时焊料的污染与桥接作用；“三防”即在PCB长期使用过程中起到防污染、防霉变和防潮湿等作用。② 字符涂覆。它起到元器件安装位置和便于修理的作用。〔镀〕覆。这是指保持或形成PCB连接〔焊接〕〔镀〕HAL、OSPNi/AuNi/AuAgSn①热风〔焊料〕整平。它是把PCB在制板浸入熔化的Sn/Pb焊料中，然后拉出经热风吹去〔把握厚度〕多余的焊料。由于可焊性好，它在PCB可焊性涂覆中曾到达90%以上。但随着SMT技术和高密度化的进展，目前已下降到50%以下，还会连续下降下去。主要缘由有如下几个方面。ⅰSn/Pb焊料外表张力太大，随着焊盘直径缩小〔即高密度化外表形成“龟背”状态，从而影响焊接牢靠性。ⅱSn/Pb≤2µmCu3Sn2②有机可焊性保护剂〔OSP。它是一种耐热有机〔烷基苯并咪唑类〕大约300℃才会分解，它能与连接盘颖铜外表络合形成厚度为0.3∽0.5µm30%左右的份额。但易于划伤，生产操作应格外留神。③电镀镍/金。这是在焊盘外表先镀镍后再镀金的可焊性镀层。ⅰ镍层为阻挡〔隔离〕3∽5µm〔原为5∽7µm/间相互集中〔影响牢靠性。★插头〔金手指〕镀金。由于是反复使用插拔，金层不仅要求耐磨〔镀硬金，而且要求有较大的厚度〔目前规定应大于0.5µm。★〔不可降低本钱问题，更重要的是保证焊点牢靠性〔焊点的焊料中金的含量≥3%时，焊点简洁脆断〕问题。★〔Al〕是直接焊接在金层上的，因此要求有较厚的金层，一般应≥0.5µm。此方法越来越少了。④化学镀镍/金。利用氧化/复原的化学方法沉积镍层厚度3∽5µm，然后再沉积。由于承受化学沉积，因而镀层均匀。目前化学镀镍/金已快速取代电镀镍/金。其中化学镀镍工艺把握较难，应特别留意。此，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连接盘上化学沉积一层厚度为0.05∽0.5µm。为了防止银层腐蚀和银迁移，在化学镀液中参与特种添加剂，使镀层中含有1∽3%的耐热有机物，可经得起屡次焊接过程。+Cl5ppm；避开与卤化物接触，否则会使外表发黄，影响外观与可焊性；防止与硫化物接触，否则会使外表呈黑色，同样影响外观与可焊性；成品应承受无硫纸包装。所以化学镀银的PCB产品应优先与准时处理。① 化学镀锡。由于全部焊料是以锡为主