表面組裝印制板的設(shè)計與制造(2)

1、表面組裝印制板的設(shè)計與制造 印制電路基板材料生產(chǎn)工藝印制電路基板材料生產(chǎn)工藝主要內(nèi)容 印制電路板基材分類與特點印制電路板基材分類與特點 印制電路板概念與分類印制電路板概念與分類 表面組裝印制電路板基本制造工藝表面組裝印制電路板基本制造工藝印制電路板印制電路板 印制電路是一種附著于絕緣基材表面用于連接電子元器件的導(dǎo)電圖形，印制電路的成品板印制電路的成品板稱為印制電路板（PCBPCB，Printed Circuit BoardPrinted Circuit Board）。 PCB采用印刷、蝕刻和鉆孔印刷、蝕刻和鉆孔等手段制造出導(dǎo)電圖導(dǎo)電圖形和元器件安裝孔形和元器件安裝孔，構(gòu)成電氣互連，并保證電子產(chǎn)

2、品的電性能、熱性能和機械性能電性能、熱性能和機械性能的可靠性。 用于THT技術(shù)的PCB稱插裝印刷板；用于SMT技術(shù)的PCB稱為表面組裝印制板SMPCB或SMB。 但SMT技術(shù)用的基板不止限于印制電路板，還包括陶瓷基板、硅基板、玻璃基板和被釉鋼基板等，狹義的SMT基板專指SMB板。印制電路板基板分類印制電路板基板分類表面組裝印制板表面組裝印制板SMPCB or SMBSMBSMB印制板的特點印制板的特點 SMB印制板不需要在焊盤上鉆插裝孔，但其設(shè)計和制造都比傳統(tǒng)PCB要求更高。較之THT印制板,SMB的主要特點： 【高密度】SMD引腳數(shù)增加、線寬和間距縮?。?【小孔徑】SMPCB通孔主要用來實現(xiàn)

3、層間連接； 【CTE要求高】元器件與電路板之間的熱失配應(yīng)力對SMB的CTE提出了更高的要求； 【耐高溫性能】雙面SMT時，SMB需經(jīng)受兩次再流焊； 【平整度好】要求SMB焊盤與元器件引腳或端子緊密接觸；印制電路板功能與分類印制電路板功能與分類 按電路類型分：插裝PCB和SMPCB 按基材機械強度分： 硬式（剛性）PCB和軟式（撓性）PCB 按電路層數(shù)分：單層PCB、雙層PCB和多層PCB PCB主要功能：【元件固定、機械支撐】 【電氣互連：導(dǎo)電與絕緣】SMBSMB基板材料基板材料 制作印刷電路板的基材稱印制電路板基板，制作基板的材料主要有兩大類，一類是有機基板材料，一類是無機基板材料。 無機材

4、料基板主要指陶瓷電路基板陶瓷電路基板；有機材料基板中，多采用高分子聚合物，其中玻璃纖維基板（FR-4、FR-5）最為常用，常用的表面組裝PCB多屬于這一系列?！緹o機材料基板】 無機材料基板主要是指陶瓷類基板，其中以96%氧化鋁基陶瓷為主，還包括碳化硅、氧化鈹和氮化鋁基的金屬陶瓷?；宀牧戏诸惢宀牧戏诸?特點：CTE低、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、表面光潔度好、性脆、成本高、不耐受驟冷驟熱和加工困難（成品率低）等。有機基板材料分類有機基板材料分類 有機基板材料采用增強材料包括：紙基、玻璃纖維布紙基、玻璃纖維布基、復(fù)合基和多層基基、復(fù)合基和多層基等。采用的樹脂膠黏劑類型有：酚醛酚醛樹脂樹脂PFPF、環(huán)

5、氧樹脂、環(huán)氧樹脂EPEP、聚酯樹脂、聚酯樹脂PETPET等。 有機基板材料通常由增強材料（基礎(chǔ)材料）增強材料（基礎(chǔ)材料）和膠黏劑和膠黏劑組成，二者性能優(yōu)劣決定了基板材料的性能和特點，其中，最常用的是環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂- -玻璃纖玻璃纖維布基覆銅板維布基覆銅板。 有機類基板用增強材料（如玻璃纖維布）增強材料（如玻璃纖維布）浸漬樹脂類粘合劑樹脂類粘合劑，經(jīng)烘干、壓合成坯料，覆上銅箔后以鋼板為模具在熱壓機中經(jīng)高溫高壓成形，制成覆覆銅箔層壓板銅箔層壓板簡稱覆銅板（CCL-Copper Clad Laminate）。 作為制作PCB的主要材料，CCL起著導(dǎo)電、絕緣導(dǎo)電、絕緣和支撐和支撐三大主要作用。有機材

6、料基板有機材料基板 玻璃纖維很容易和樹脂類膠黏劑結(jié)合，把結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊密、強度高緊密、強度高的玻璃纖維布浸入樹脂中，硬化后就得到隔熱絕緣層不易彎曲的PCB基板；絕緣板不能傳遞電信號，因此需要在表面覆蓋一層銅箔，有幾有幾層電路就要覆蓋幾層銅箔層電路就要覆蓋幾層銅箔。有機材料基板結(jié)構(gòu)有機材料基板結(jié)構(gòu)有機材料成品覆銅板有機材料成品覆銅板CCLCCL增強材料增強材料-紙基與布基紙基與布基 紙基：玻璃纖維紙為主要原料，由直徑細小的玻璃纖維抄造而成 布基：玻璃纖維織物玻璃纖維織成的布 玻璃纖維：玻璃抽成絲后，強度大為增加且具有柔軟性 膠黏劑性能對比膠黏劑性能對比有機基板材料分類有機基板材料分類 按CCL阻燃性

7、能分類，可分為阻燃型和非阻燃阻燃型和非阻燃型型兩類基板，為提高環(huán)保性，阻燃型CCL又出現(xiàn)一種不含溴類物質(zhì)的新類型，稱“綠色型阻燃CCL”。 【臭氧層消耗和全球變暖】含氯氟烴含鹵氟烴（CFCS) 玻璃纖維紙基CCL FR-1（Fire Resistent) 、FR-2、FR-3（環(huán)氧樹脂） 特點：【只能沖孔，不能鉆孔】、【成本低，低檔民用】 玻璃纖維布基CCL FR-4、FR-5、GPY和玻璃布聚酯樹脂CCL（FR-6） 玻璃布-聚四氟乙烯CCL（GX或GT） 特點：【良好加工性能，能高速鉆孔，不能沖孔】 【性能優(yōu)良，用于中、高擋電子產(chǎn)品】有機基板材料分類編號有機基板材料分類編號有機基板材料分類

8、編號有機基板材料分類編號 復(fù)合基CCL常用牌號： a:環(huán)氧樹脂類復(fù)合基：CEM-1、CEM-2和CEM-3 特點：【沖孔性能好、適用沖壓工藝】 【適用一般家電產(chǎn)品和普通電子產(chǎn)品】 b：聚酯樹脂類復(fù)合基： 玻璃氈-玻璃布-聚酯樹脂CCL； 玻璃纖維-玻璃布-聚酯樹脂CCL 特點：【可鉆可沖，工藝適應(yīng)性好】有機基板材料分類編號有機基板材料分類編號 金屬基CCL： a:金屬芯層疊型： 銅-殷鋼-銅三層結(jié)構(gòu)，外覆絕緣層； 特點：【控制殷鋼CTE與銅盡可能一致】 b：包覆金屬型： 鋁板、鋼板或銅板作內(nèi)芯，樹脂包覆，外層壓銅箔； 特點：【剛性好、支撐和散熱效果好】1銅箔 2絕緣材料 3絕緣層 4金屬層 5

9、粘接劑 6陶瓷板表面組裝電路基板的結(jié)構(gòu)表面組裝電路基板的結(jié)構(gòu) 撓性CCL制作撓性PCB 金屬導(dǎo)體和介電基片金屬導(dǎo)體和介電基片通過膠黏劑黏結(jié)。介電基材主要包括聚酯樹脂和聚酰亞胺聚酯樹脂和聚酰亞胺兩類。 撓性CCL由具有撓性的材料制成，可折疊和折彎，適應(yīng)狹小區(qū)域散熱不好的性能，具有阻燃性能。廣泛應(yīng)用于通信、軍工和航空航天通信、軍工和航空航天領(lǐng)域。有機基板材料分類編號有機基板材料分類編號撓性撓性PCB實例實例印制電路板常用字符代號印制電路板常用字符代號 國標(biāo)GB/T 4721-1992中規(guī)定了CCL產(chǎn)品型號的字符代號：C X X X X（Y）-XX_？第一位C表示覆銅箔，第2、3個字母表示基材所用樹

10、脂： PE：酚醛；EP環(huán)氧；UP聚酯；SI有機硅； TF：聚四氟乙烯；PI：聚酰亞胺第4、5個字母表示基板所用增強材料： CP：纖維紙；GC：無堿玻璃布；GM：玻璃纖維氈； AC：芳香族聚酰胺纖維布；AM：芳香族聚酰胺纖維氈 若以纖維紙為增強材料，在后面加G表示兩面貼附無堿玻璃布，字母末尾用一短線連著兩位數(shù)字表示產(chǎn)品編號，具有阻燃型的CCL在最后加字母F表示，否則不加。 例如： CEPCP（G）-23F 阻燃型環(huán)氧纖維紙基兩表面貼附玻璃布覆銅板CPEGC-14；CPIAC（G）-45F印制電路板常用字符代號印制電路板常用字符代號印制電路板（印制電路板（PCB）制造工藝流程）制造工藝流程 電路板

11、制作可分為電路板制作可分為基板制作基板制作和和印制電路制作印制電路制作兩部分。兩部分。PCB基板材料生產(chǎn)工藝基板材料生產(chǎn)工藝1】樹脂膠液配制2】增強材料浸膠3】半成品疊合4】層壓成型5】裁剪包裝6】覆銅箔【壓延法】 壓延法整個過程頗像搟餃子皮，不過餃子皮需要很薄很薄，最薄可小于1mil（工業(yè)單位：1密耳，即千分之一英寸，相當(dāng)于0.0254mm）。 壓延就是將高純度（99.98）銅用碾壓法貼在PCB基板上-因環(huán)氧樹脂與銅箔有極好粘合性，銅箔附著強度和工作適應(yīng)溫度較高，可在260熔錫中浸焊而不起泡。覆銅箔生產(chǎn)方法覆銅箔生產(chǎn)方法覆銅箔生產(chǎn)方法覆銅箔生產(chǎn)方法【電鍍法】 利用硫酸-硫酸銅電解液不斷制造一

12、層層“銅箔”，銅從陽極溶解成銅離子向陰極移動，到達陰極后獲得電子而在陰極析出。該方法更容易控制銅箔厚度，時間越長銅箔越厚。通常業(yè)界對銅箔的厚度有很嚴(yán)格的要求，一般在0.3mil和3mil之間，可用專用的銅箔厚度測試儀進行檢驗。表面組裝基板材料的重要參數(shù)表面組裝基板材料的重要參數(shù)【熱膨脹系數(shù)CTE】 CTE是單位溫度變化引起材料尺寸的線性變化程度。高分子材料CTE值通常高于無機材料，當(dāng)熱膨脹應(yīng)力大于材料承受極限時，材料易損壞。對多層結(jié)構(gòu)的SMB來說，其三維方向上CTE值存在差異，一般Z方向上的CTE差別最大，變形最為嚴(yán)重?！静ＡЩD(zhuǎn)變溫度Tg】 Glass Transition Temperature 聚合物特有的性能參數(shù)，是選擇基板材料的關(guān)鍵參數(shù)。除陶瓷基板外，幾乎所有層壓板均含有聚合物，當(dāng)溫度升高到某一溫度時，聚合物會變得像橡膠一樣軟，機械強度降低，此臨界溫度稱Tg溫度，低于Tg時材料是硬而脆的玻璃態(tài)。表面組裝基板材料的重要參數(shù)表面組裝基板材料的重要參數(shù)【材料分解溫度Td】：材料升溫