HDI板及SMT相关知识

/HDI板,HDI电路板介绍HDI,电路板1前言近年来，随着电子产品向高频化，高数字化，便携化发展，要求PCB向芯片级封装方向发展HDI/BUM板将成为PCB发展与进步的主流，相应的RCC等材料成为HDI/BUM的主导材料，国内目前所用的积层材料主要依靠进口，积层材料的生产加工工艺也处于发展中，目前使用的积层材料多为环氧RCC。随着电子产品向更高级发展，高频PCB材料的应用越来越多，高频PCB中需使用介电性能优异的材料，PPE树脂RCC和芳酰胺无纺布半固化片等材料，在高频PCB中使用具有优良的综合性能。2积层方法对积层材料的要求2．1HDI/BUM板微小孔技术2．1．1HDI/BUM板要求PCB产品全面走向高密度化。a导通孔微小化，由机械钻孔（o．3mm）激光钻孔0.05mmb线宽/间距精细化100m0.15m0·05mc介质厚度薄型化100m60m40m2．1．2HDI／BUM板的制造方法a导通方法：孔化电镀、充填导电胶、导电柱b导通孔形成：钻孔（机械，激光），等离子体2．2RCC在HDI/BUM板应用激光成孔工艺流程：芯板黑化和RCC层压，图形转移，蚀铜（开窗口），激光成孔，百孔电镀，做线路。RCC所用的铜箔厚度一般为18m，12m，树脂层厚度为40～100m.2．4RCC的工艺要求为了控制介质层厚度和填补图形空隙，RCC树脂处于B阶段．以保证树脂有一定的流动性，又要保持一定的厚度，以保证介电性能。3．激光直接成像技术使用对RCC用铜箔的影响RCC所用的铜箔厚度变小由18m12m5m一个原因为精细线路的要求，另一个原因是采用激光直接成像技术,激光直接成像技术的优点是不需对盲孔进行去污染处理，直接孔化电镀，对位精度高，形状尺寸偏差小（避免在微孔侧壁和底部钢箔上形成熔融状态或焦化的残留物）。3.l激光直接“刻线”技术激光直接“刻线”技术特别适用于高频使用0．3G或300）和种材料（如PTFE／玻璃布或金属基等）的PCB的高精度尺寸加工上，以保证这些类型PCB的电气性能仰特性阻抗、低串扰等),用UV光（波长＜400nm)除去厚度方向Cu（留3—5m，保护或保证底下的介质材料的特性阻抗与厚度，最后用化学蚀刻法除去余下的Cu得到导电图形。制作得到的图形的侧壁很陡直。3．2激光直接成孔技术在内层芯片或RCC上直接形成微孔：先用高能UV光除去Cu和部分介质厚度，再降低能量烧蚀去余下的介质厚度得到微孔。这就需要铜箔的厚度较小以便于制作的效率的提高。4．日本RCC的生产厂家与产品特性九十年代初，瑞士DUCONEX公司开创了涂树脂铜箔制造技术，用等离子体对PCB绝缘树脂层蚀刻成孔加工制造，制成高密度PCB在医疗器械、航空产品中得到小范围的应用。日本消化吸收了这一成果，在降低成本、应用领域、技术发展后来居上。5．PPE树脂RCC的发展PPE（polyphenyleneether，简称PPE）美国通用电器公司1965年工业化生产的性能优异工程塑料。由于PPE是一种热塑性的材料，无法单独作为PCB的绝缘树脂基体。若在PPE树脂中引入热固性的树脂，达到两者的均一混熔。就可改善PPE的性能，使树脂体系具有了热固性树脂的性质。5.l介电常数要求越来越小由于RCC的介电常数由树脂来决定，低的介电常数又可以满足PCB设计特性阻抗值越来越高的要求，目前PPE树脂的RCC介电常数约为2.9-3.0，而其他树脂的Rcc介电常数都大于4。5．2介质损耗要求越来越小介电损耗是指信号传输在“信号线中漏失到绝缘介质材料中去的能量与尚存在信号线能量之比”，介电损耗小，信号传输过程中能量（信号）损失小。保持信号传输的完整性高。PPE树脂的RCC介质损耗为小于0．003，而其他树脂的RCC介质损耗为0.0l以上。5．3玻璃化温度高有利于提高尺寸稳定性，适应无铅焊料的推广和应用（环保要求，含铅焊料毒性高，需采用无铅焊料，无铅焊料熔点提高),PPE树脂的RCCTg在200℃以上。6用芳酰胺无纺布半固化片代替RCC材料PCB使用RCC基材会出现绝缘层裂纹，采用芳酰胺无纺布半固化片不会出现分层裂纹，虽然机械钻孔会发生问题，但如采用激光钻孔（芳酰胺属于有机材料，可被激光烧蚀掉）可解决钻孔出现的问题，而且因芳酰肢无纺布介电常数、相对密度较小，可满足电子产品高频性能与轻量化的要求。芳香族酰亚胺纤维无纺布的CTE＝-4.o-5.0，其组合的CCL或“RCC”生产的PCB的CTE可达到~1PPM，采用PTFE（聚四氟乙烯）无纺布CTE为0．1PPM。电路板生产的几个常用标准1)IPC-ESD-2020:静电放电控制程序开发的联合标准。包括静电放电控制程序所必须的设计、建立、实现和维护。根据某些军事组织和商业组织的历史经验，为静电放电敏感时期进行处理和保护提供指导。2)IPC-SA-61A:焊接后半水成清洗手册。包括半水成清洗的各个方面，包括化学的、生产的残留物、设备、工艺、过程控制以与环境和安全方面的考虑。3)IPC-AC-62A:焊接后水成清洗手册。描述制造残留物、水成清洁剂的类型和性质、水成清洁的过程、设备和工艺、质量控制、环境控制与员工安全以与清洁度的测定和测定的费用。4)IPC-DRM-40E:通孔焊接点评估桌面参考手册。按照标准要求对元器件、孔壁以与焊接面的覆盖等详细的描述，除此之外还包括计算机生成的3D图形。涵盖了填锡、接触角、沾锡、垂直填充、焊垫覆盖以与为数众多的焊接点缺陷情况。5)IPC-TA-722:焊接技术评估手册。包括关于焊接技术各个方面的45篇文章，内容涉与普通焊接、焊接材料、手工焊接、批量焊接、波峰焊接、回流焊接、气相焊接和红外焊接。6)IPC-7525:模板设计指南。为焊锡膏和表面贴装粘结剂涂敷模板的设计和制造提供指导方针i还讨论了应用表面贴装技术的模板设计，并介绍了带有通孔或倒装晶片元器件的?昆合技术，包括套印、双印和阶段式模板设计。7)IPC/EIAJ-STD-004:助焊剂的规格需求一包括附录I。包含松香、树脂等的技术指标和分类，根据助焊剂中卤化物的含量和活化程度分类的有机和无机助焊剂;还包括助焊剂的使用、含有助焊剂的物质以与免清洗工艺中使用的低残留助焊剂。8)IPC/EIAJ-STD-005:焊锡膏的规格需求一包括附录I。列出了焊锡膏的特征和技术指标需求，也包括测试方法和金属含量的标准，以与粘滞度、塌散、焊锡球、粘性和焊锡膏的沾锡性能。9)IPC/EIAJ-STD-006A:电子等级焊锡合金、助焊剂和非助焊剂固体焊锡的规格需求。为电子等级焊锡合金，为棒状、带状、粉末状助焊剂和非助焊剂的焊锡，为电子焊锡的应用，为特殊电子等级焊锡提供术语命名、规格需求和测试方法。10)IPC-Ca-821:导热粘结剂的通用需求。包括对将元器件粘接到合适位置的导热电介质的需求和测试方法。11)IPC-3406:导电表面涂敷粘结剂指南。在电子制造中为作为焊锡备选的导电粘结剂的选择提供指导。12)IPC-AJ-820:组装和焊接手册。包含对组装和焊接的检验技术的描述，包括术语和定义;印制电路板、元器件和引脚的类型、焊接点的材料、元器件安装、设计的规范参考和大纲;焊接技术和封装;清洗和覆膜;质量保证和测试。13)IPC-7530:批量焊接过程(回流焊接和波峰焊接)温度曲线指南。在温度曲线获取中采用各种测试手段、技术和方法，为建立最佳图形提供指导。14)IPC-TR-460A:印制电路板波峰焊接故障排除清单。为可能由波峰焊接引起的故障而推荐的一个修正措施清单。15)IPC/EIA/JEDECJ-STD-003A。印制电路板的焊接性测试。16)J-STD-013:球脚格点阵列封装(SGA)和其他高密度技术的应用。建立印制电路板封装过程所需的规格需求和相互作用，为高性能和高引脚数目集成电路封装互连提供信息，包括设计原则信息、材料的选择、板子的制造和组装技术、测试方法和基于最终使用环境的可靠性期望。17)IPC-7095:SGA器件的设计和组装过程补充。为正在使用SGA器件或考虑转到阵列封装形式这一领域的人们提供各种有用的操作信息;为SGA的检测和维修提供指导并提供关于SGA领域的可靠信息。18)IPC-M-I08:清洗指导手册。包括最新版本的IPC清洗指导，在制造工程师决定产品的清洗过程和故障排除时为他们提供帮助。19)IPC-CH-65-A:印制电路板组装中的清洗指南。为电子工业中目前使的和新出现的清洗方法提供参考，包括对各种清洗方法的描述和讨论，解释了在制造和组装操作中各种材料、工艺和污染物之间的关系。20)IPC-SC-60A:焊接后溶剂的清洗手册。给出了在自动焊接和手工焊接中溶剂清洗技术的使用，讨论了溶剂的性质，残留物以与过程控制和环境方面的问题。21)IPC-9201:表面绝缘电阻手册。包含了表面绝缘电阻(SIR)的术语、理论、测试过程和测试手段，还包括温度、湿度(TH)测试，故障模式与故障排除。22)IPC-DRM-53:电子组装桌面参考手册简介。用来说明通孔安装和表面贴装装配技术的图示和照片。23)IPC-M-103:表面贴装装配手册标准。该部分包括有关表面贴装的所有21个IPC文件。24)IPC-M-I04:印制电路板组装手册标准。包含有关印制电路板组装的10个应用最广泛的文件。25)IPC-CC-830B:印制电路板组装中电子绝缘化合物的性能和鉴定。护形涂层符合质量与资格的一个工业标准。26)IPC-S-816:表面贴装技术工艺指南与清单。该故障排除指南列出了表面贴装组装中遇到的所有类型的工艺问题与其解决方法，包括桥接、漏焊、元器件放置排列不齐等。27)IPC-CM-770D:印制电路板元器件安装指南。为印制电路板组装中元器件的准备提供有效的指导，并回顾了相关的标准、影响力和发行情况，包括组装技术(包括手工和自动的以与表面贴装技术和倒装晶片的组装技术)和对后续焊接、清洗和覆膜工艺的考虑。28)IPC-7129:每百万机会发生故障数目(DPMO)的计算与印制电路板组装制造指标。对于计算缺陷和质量相关工业部门一致同意的基准指标;它为计算每百万机会发生故障数目基准指标提供了令人满意的方法。29)IPC-9261:印制电路板组装体产量估计以与组装进行中每百万机会发生的故障。定义了计算印制电路板组装进行中每百万机会发生故障的数目的可靠方法，是组装过程中各阶段进行评估的衡量标准。30)IPC-D-279:可靠表面贴装技术印制电路板组装设计指南。表面贴装技术和混合技术的印制电路板的可靠性制造过程指南，包括设计思想。31)IPC-2546:印制电路板组装中传递要点的组合需求。描述了材料运动系统，例如传动器和缓冲器、手工放置、自动丝网印制、粘结剂自动分发、自动表面贴装放置、自动镀通孔放置、强迫对流、红外回流炉和波峰焊接。32)IPC-PE-740A:印制电路板制造和组装中的故障排除。包括印制电路产品在设计、制造、装配和测试过程中出现问题的案例记录和校正活动。33)IPC-6010:印制电路板质量标准和性能规范系列手册。包括美国印制电路板协会为所有印制电路板制定的质量标准和性能规范标准。34)IPC-6018A:微波成品印制电路板的检验和测试。包括高频(微波)印制电路板的性能和资格需求。35)IPC-D-317A:采用高速技术电子封装设计导则。为高速电路的设计提供指导，包括机械和电气方面的考虑以与性能测试。贴片机抛料的主要原因分析在SMT生产过程中，怎么控制生产成本，提高生产效率，是企业老板与工程师们很关心的事情，而这些跟贴片机的抛料率有很大的联系，以下就谈谈贴片机的抛料问题。所谓抛料就是指贴片机在生产过种中，吸到料之后不贴，而是将料拋到拋料盒里或其他地方，或者是没有吸到料而执行以上的一个抛料动作。抛料造成材料的损耗，延长了生产时间，降抵了生产效率，抬高了生产成本，为了优化生产效率，降低成本，必须解决抛料率高的问题。抛料的主要原因与对策：原因1：吸嘴问题，吸嘴变形，堵塞，破损造成气压不足，漏气，造成吸料不起，取料不正，识别通不过而抛料。对策：清洁更换吸嘴；原因2：识别系统问题，视觉不良，视觉或雷射镜头不清洁，有杂物干扰识别，识别光源选择不当和强度、灰度不够，还有可能识别系统已坏。对策：清洁擦拭识别系统表面，保持干净无杂物沾污等，调整光源强度、灰度，更换识别系统部件；原因3：位置问题，取料不在料的中心位置，取料高度不正确（一般以碰到零件后下压0.05MM为准）而造成偏位，取料不正，有偏移，识别时跟对应的数据参数不符而被识别系统当做无效料抛弃。对策：调整取料位置；原因4：真空问题，气压不足，真空气管通道不顺畅，有导物堵塞真空通道，或是真空有泄漏造成气压不足而取料不起或取起之后在去贴的途中掉落。对策：调气压陡坡到设备要求气压值(比如0.5~~0.6Mpa--YAMAHA贴片机)，清洁气压管道，修复泄漏气路；原因5：程序问题，所编辑的程序中元件参数设置不对，跟来料实物尺寸，亮度等参数不符造成识别通不过而被丢弃。对策：修改元件参数，搜寻元件最佳参数设定；原因6：来料的问题，来料不规则，为引脚氧化等不合格产品。对策：IQC做好来料检测，跟元件供应商联系；原因7：供料器问题，供料器位置变形，供料器进料不良(供料器棘齿轮损坏，料带孔没有卡在供料器的棘齿轮上，供料器下方有异物，弹簧老化，或电气不良)，造成取料不到或取料不良而抛料，还有供料器损坏。对策：供料器调整，清扫供料器平台，更换已坏部件或供料器；有抛料现象出现要解决时，可以先询问现场人员，通过描述，再根据观察分析直接找到问题所在，这样更能有效的找出问题，加以解决，同时提高生产效率，不过多的占用机器生产时间PCB制程简介一、PCB名词与源由：为「PrintedCircuitBoard」的简称，中文称为「印刷电路板」，也有人称为「ＰＷＢ」（PrintedWiringBoard）亦即「印刷线路板」。顾名思意该产品是以