PCB制造工藝綜述(doc)
PCB制造工藝綜述 目 錄 一PCB制造行業(yè)術(shù)語........................................................... ...........................2 二PCB制造工藝綜述........................................................... ...........................4 1. 印制板制造技術(shù)發(fā)展50年的歷程................................................ ............................4 2初步認(rèn)識PCB................................................................ ............................................5 3表面貼裝技術(shù)(SMT)的介紹.................................................... ..................................7 4PCB電鍍金工藝介紹.......................................................... ......................................8 5PCB電鍍銅工藝介紹.......................................................... ......................................8 6多層板孔金屬化工藝......................................................... ........................................9 7. PCB表面處理技術(shù)............................................................. .........................................9 三印制板產(chǎn)品的DFM........................................................... .........................12 1DFM的開始.................................................................. ...........................................12 2工具和技術(shù)................................................................. ..............................................13 .. Additive Process(加成工藝)一種制造PCB導(dǎo)電布線的方法通過選擇性的在板層上沉淀導(dǎo)電材料(銅 錫等) .. Angle of attack(迎角)絲印刮板面與絲印平面之間的夾角 .. Anisotropic adhesive(各異向性膠)一種導(dǎo)電性物質(zhì)其粒子只在Z軸方向通過電流 .. Application specific integrated circuit (ASIC特殊應(yīng)用集成電路)客戶定做的用于專門用途的電路 .. Artwork(布線圖)PCB的導(dǎo)電布線圖用來產(chǎn)生照片原版可以任何比例制作但一般為3:1或4 :1 .. Automated test equipment (ATE自動(dòng)測試設(shè)備)為了評估性能等級設(shè)計(jì)用于自動(dòng)分析功能或靜態(tài)參數(shù)的設(shè)備 也用于故障離析 .. Blind via(盲通路孔)PCB的外層與內(nèi)層之間的導(dǎo)電連接不繼續(xù)通到板的另一面 .. Buried via(埋入的通路孔)PCB的兩個(gè)或多個(gè)內(nèi)層之間的導(dǎo)電連接(即從外層看不見的) .. Bonding agent(粘合劑)將單層粘合形成多層板的膠劑 一PCB制造行業(yè)術(shù)語 1. Test Coupon: 試樣 test coupon是用來以TDR (Time Domain Reflectometer) 測量所生產(chǎn)的PCB板的特性阻抗是否滿足設(shè) 計(jì)需求 一般要控制的阻抗有單根線和差分對兩種情況 所以 test coupon上的走線線寬和線距(有 差分對時(shí))要與所要控制的線一樣 最重要的是測量時(shí)接地點(diǎn)的位置 為了減少接地引線(ground lead) 的電感值 TDR探棒(probe)接地的地方通常非常接近量信號的地方(probe tip) 所以 test coupon 上量測信號的點(diǎn)跟接地點(diǎn)的距離和方式要符合所用的探棒 2. 金手指 在線路板板邊節(jié)點(diǎn)鍍金Edge-Conncetion也就是我們經(jīng)常說的金手指(Gold Finger)是用來與連 接器(Connector)彈片之間的連接進(jìn)行壓迫接觸而導(dǎo)電互連這是由于黃金永遠(yuǎn)不會生銹且 電鍍加工 有非常的容易外觀也好看故電子工業(yè)的接點(diǎn)表面幾乎都要選擇黃金 線路板金手指上的金的硬度在140 Knoop以上以便卡插拔時(shí)確保耐磨得效果故一向采用鍍硬金的工 藝其鍍金的厚度平均為在30u in 但在封裝載板上(Substrate)上設(shè)有若干鍍金的承墊用來COBchip on board晶片間以"打金線" wire bond是一種熱壓式熔接的辦法互連故另需使用較軟的金層與金線融合一般金的硬度在10 0 Knoop以下稱為軟金其品質(zhì)要求較硬金更為嚴(yán)格此外鍍金層具有焊錫性與導(dǎo)熱性故也常用 于焊 點(diǎn)與散熱表面的用途 3. 硬金,軟金 硬金:Hard Gold;軟金 soft Gold電鍍軟金是以電鍍的方式析出鎳金在電路板上它的厚度控制較具彈 性一般適合用于IC封裝板打線用金手指或其它適配卡內(nèi)存所用的電鍍金多數(shù)為硬金因?yàn)?必須耐 磨在化學(xué)金方面基本上有所謂的浸金和化學(xué)金兩種浸金指的是以置換的方式將金析出于 鎳表面 因?yàn)槭侵脫Q方式其厚度相當(dāng)薄且無法繼續(xù)成長但是化學(xué)金是采用氧化還原劑的方式將金 還原在鎳面上 并非置換因此它的厚度可以成長較厚一般這類的做法是用于無法拉出導(dǎo)線的電路板因?yàn)?化學(xué)金在 整體的穩(wěn)定度上控制較難因此較容易產(chǎn)生品質(zhì)問題一般此類應(yīng)用多集中在焊接方面打線 方面的應(yīng) 用很少 4. SMT基本名詞術(shù)語解釋 .. Functional test(功能測試)模擬其預(yù)期的操作環(huán)境對整個(gè)裝配的電器測試 .. Bridge(錫橋)把兩個(gè)應(yīng)該導(dǎo)電連接的導(dǎo)體連接起來的焊錫引起短路 .. Circuit tester(電路測試機(jī))一種在批量生產(chǎn)時(shí)測試PCB的方法包括針床元件引腳腳印導(dǎo)向探針內(nèi) 部跡 線裝載板空板和元件測試 .. Cladding(覆蓋層)一個(gè)金屬箔的薄層粘合在板層上形成PCB導(dǎo)電布線 .. CTE---Coefficient of the thermal expansion(溫度膨脹系數(shù))當(dāng)材料的表面溫度增加時(shí)測量到的每度溫度材料 膨脹百萬分率(ppm) .. Cold cleaning(冷清洗)一種有機(jī)溶解過程液體接觸完成焊接后的殘?jiān)宄?.. Component density(元件密度)PCB上的元件數(shù)量除以板的面積 .. Conductive epoxy(導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂)一種聚合材料通過加入金屬粒子通常是銀使其通過電流 .. Copper foil(銅箔)一種陰質(zhì)性電解材料沉淀于電路板基底層上的一層薄的連續(xù)的金屬箔 它作為PCB的導(dǎo)電 體它容易粘合于絕緣層接受印刷保護(hù)層腐蝕后形成電路圖樣 .. Copper mirror test(銅鏡測試)一種助焊劑腐蝕性測試在玻璃板上使用一種真空沉淀薄膜 .. Defect(缺陷)元件或電路單元偏離了正常接受的特征 .. Delamination(分層)板層的分離和板層與導(dǎo)電覆蓋層之間的分離 .. Desoldering(卸焊)把焊接元件拆卸來修理或更換方法包括用吸錫帶吸錫真空(焊錫吸管 )和熱拔 .. DFM(為制造著想的設(shè)計(jì))以最有效的方式生產(chǎn)產(chǎn)品的方法將時(shí)間成本和可用資源考慮在內(nèi) .. Environmental test(環(huán)境測試)一個(gè)或一系列的測試用于決定外部對于給定的元件包裝或裝配的結(jié)構(gòu)機(jī) 械和功 能完整性的總影響 .. Fiducial(基準(zhǔn)點(diǎn))和電路布線圖合成一體的專用標(biāo)記用于機(jī)器視覺以找出布線圖的方向 和位置 .. Fine-pitch technology (FPT密腳距技術(shù))表面貼片元件包裝的引腳中心間隔距離為 0.025"(0.635mm)或更少 .. Fixture (夾具)連接PCB到處理機(jī)器中心的裝置 .. Lead configuration(引腳外形)從元件延伸出的導(dǎo)體起機(jī)械與電氣兩種連接點(diǎn)的作用 .. Machine vision(機(jī)器視覺)一個(gè)或多個(gè)相機(jī)用來幫助找元件中心或提高系統(tǒng)的元件貼裝精度 .. Mean time between failure (MTBF平均故障間隔時(shí)間)預(yù)料可能的運(yùn)轉(zhuǎn)單元失效的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔通常以每 小時(shí)計(jì)算結(jié)果應(yīng)該表明實(shí)際的預(yù)計(jì)的或計(jì)算的 .. Photo- plotter(相片繪圖儀)基本的布線圖處理設(shè)備用于在照相底片上生產(chǎn)原版PCB布線圖(通常 為實(shí)際尺寸) .. Pick-and-place(拾取- 貼裝設(shè)備)一種可編程機(jī)器有一個(gè)機(jī)械手臂從自動(dòng)供料器拾取元件移動(dòng)到PCB上的一 個(gè)定點(diǎn)以正確的方向貼放于正確的位置 .. Placement equipment(貼裝設(shè)備)結(jié)合高速和準(zhǔn)確定位地將元件貼放于PCB的機(jī)器分為三種類型SMD的 大量轉(zhuǎn) 移X/Y定位和在線轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可以組合以使元件適應(yīng)電路板設(shè)計(jì) .. Reflow soldering(回流焊接)通過各個(gè)階段包括預(yù)熱穩(wěn)定/干燥回流峰值和冷卻把表面貼裝元件 放入錫 膏中以達(dá)到永久連接的工藝過程 .. Schematic(原理圖)使用符號代表電路布置的圖包括電氣連接元件和功能 .. Solder bump(焊錫球)球狀的焊錫材料粘合在無源或有源元件的接觸區(qū)起到與電路焊盤連接的作 用 .. Soldermask(阻焊)印刷電路板的處理技術(shù)除了要焊接的連接點(diǎn)之外的所有表面由塑料涂 層覆蓋住 .. Type I, II, III assembly(第一二三類裝配)板的一面或兩面有表面貼裝元件的PCB(I)有引腳元件安裝在 主面有SMD元件貼裝在一面或兩面的混合技術(shù)(II)以無源SMD元件安裝在第二面引腳(通孔 )元件安裝在主面為 特征的混合技術(shù)(III) .. Ultra-fine- pitch(超密腳距)引腳的中心對中心距離和導(dǎo)體間距為0.010(0.25mm)或更小 .. Void(空隙)錫點(diǎn)內(nèi)部的空穴在回流時(shí)氣體釋放或固化前夾住的助焊劑殘留所形成 .. Yield(產(chǎn)出率)制造過程結(jié)束時(shí)使用的元件和提交生產(chǎn)的元件數(shù)量比率 5 Keying Slot 在線路板金手指區(qū)為了防止插錯(cuò)而開的槽 6. Mounting Hole 安裝孔此詞有兩種意思一是指分布在板腳的較大的孔是將組裝后的線路板固 定在終端設(shè)備上使用的螺絲孔其二是指插孔焊接零件的腳孔后者也稱Insertion Hole ,Lead Hole 7. Laminate :基材指用來制造線路板用的基材板也叫覆銅板CCL Copper per Claded Laminates 8. Prepreg 樹脂片也稱為半固化片 9. Silk Screen 網(wǎng)板印刷用聚酯網(wǎng)布或不銹鋼網(wǎng)布當(dāng)載體將正負(fù)片的圖案以直接乳膠或間接版膜 方式轉(zhuǎn)移到網(wǎng)框的網(wǎng)布上形成的網(wǎng)版作為對線路板印刷的工具 10. Screen Printing 網(wǎng)版印刷是指在已有圖案的網(wǎng)布上用刮刀刮擠壓出油墨將要轉(zhuǎn)移地圖案轉(zhuǎn) 移到板面上也叫絲網(wǎng)印刷 11. Screen ability 網(wǎng)印能力指網(wǎng)版印刷加工時(shí)其油墨在刮壓之作用下具有透過網(wǎng)布之露空部分 而順利漏到板上的能力 12. Solder Bump 銲錫凸塊為了與線路板的連接在晶片的連接點(diǎn)處須做上各種形狀的微銲錫凸 塊 13. Substractive Process 減成法是指將基材上部分無用的銅箔減除掉而達(dá)成線路板的做法稱為 減成法 14. Surface-Mount Device(SMD) 表面裝配零件不管是具有引腳或封裝是否完整的各式零件凡能 夠利用錫膏做為焊料而能在板面焊墊上完成焊接組裝者皆稱為SMD 15. Surface Mount Technology 表面裝配技術(shù)是利用板面焊墊進(jìn)行焊接或結(jié)合的組裝技術(shù)有別于 采用通孔插焊的傳統(tǒng)的組裝方式稱為SMT 16. Thin Core 薄基材多層板的內(nèi)層是由薄基材制作 17. Through Hole Mounting 通孔插裝是指早期線路板上各零件之組裝皆采用引腳插孔及填錫方式 進(jìn)行以完成線路板上的互連 18. Twist板翹指板面從對角線兩側(cè)的角落發(fā)生變形翹起稱為板翹其測量的方法是將板的三個(gè) 叫 落緊臺面再測量翹起的角的高度 二PCB制造工藝綜述 1. 印制板制造技術(shù)發(fā)展50年的歷程 PCB制造技術(shù)發(fā)展的50年歷程可劃分為6個(gè)時(shí)期 1PWB誕生期1936年~制造方法加成法 絕緣板表面添加導(dǎo)電性材料形成導(dǎo)體圖形稱為加成法工藝使用這類生產(chǎn)專利的印制板曾 在1936 年底時(shí)應(yīng)用于無線電接收機(jī)中 2PWB試產(chǎn)期1950年~制造方法減成法 制造方法是使用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板PP基材用化學(xué)藥品溶解除去不需要的銅箔留 下的銅箔成為電路稱 為減成法工藝在一些標(biāo)牌制造工廠內(nèi)用此工藝試做PWB以手工操作為主腐蝕液是三氯化鐵 濺上衣服就會變黃 當(dāng)時(shí)應(yīng)用PWB的代表性產(chǎn)品是索尼制造的手提式晶體管收音機(jī)應(yīng)和PP基材的單面PWB 3PWB實(shí)用期1960年~新材料GE基材登場 PWB應(yīng)用覆銅箔玻璃布環(huán)氧樹脂層壓板GE基材由于PWB的國產(chǎn)GE基板在初期有加熱翹曲變 形銅箔剝離等問題 材料制造商逐漸改進(jìn)而提高1965年起日本有好幾家材料制造商開始批量生產(chǎn)GE基板工業(yè) 用電子設(shè)備用GE基板民 用電子設(shè)備用PP基板已成為常識 4PWB跌進(jìn)期1970~MLB登場新安裝方式登場 這個(gè)時(shí)期的PWB從4層向6810204050層更多層發(fā)展同時(shí)實(shí)行高密度化細(xì)線小孔薄板化線路 寬度與間距從0.5mm向0.350.20.1mm發(fā)展PWB單位面積上布線密度大幅提高 PWB上元件安裝方式開始了革命性變化原來的插入式安裝技術(shù)TMT改變?yōu)楸砻姘惭b技術(shù)SM T引線插入式安裝方 法在PWB上應(yīng)用有20年以上了并都依靠手工操作的這時(shí)也開發(fā)出自動(dòng)元件插入機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 裝配線SMT更是采用 自動(dòng)裝配線并實(shí)現(xiàn)PWB兩面貼裝元件 5MLB躍進(jìn)期1980年~超高密度安裝的設(shè)備登場 在1982年~1991年的10年間日本PWB產(chǎn)值約增長3倍1982年產(chǎn)值3615億日元1991年10940億 日元MLB的產(chǎn) 值1986年時(shí)1468億日元追上單面板產(chǎn)值到1989年時(shí)2784億日元接近雙面板產(chǎn)值以后就ML B占主要地位了 1980年后PCB高密度化明顯提高有生產(chǎn)62層玻璃陶瓷基MLBMLB高密度化推動(dòng)移動(dòng)電話和計(jì) 算機(jī)開發(fā)競爭 6邁向21世紀(jì)的助跑期1990年~積層法MLB登場 1991年后日本泡沫經(jīng)濟(jì)破滅電子設(shè)備和PWB受影響下降到1994年后才開始恢復(fù)MLB和撓性 板有大增長而單面板 與雙面板產(chǎn)量卻開始一直下跌1998年起積層法MLB進(jìn)入實(shí)用期產(chǎn)量急速增加IC元件封裝形 式進(jìn)入面陣列端接型的 BGA和CSP走向小型化超高密度化安裝 今后的展望50多年來PWB發(fā)展變化巨大自1947的發(fā)明半導(dǎo)體晶體管以來電子設(shè)備的形態(tài)發(fā)...
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