印制板的可靠性與工藝控制

1、客戶技術(shù)交流文件201210印制板的可靠性與與工藝控制牧泰萊電路技術(shù)有限公司牧泰萊電路技術(shù)有限公司印制板的可靠性與工藝控制v基材基材 基材的選型 基材的特性v層壓層壓 層壓可靠性與控制 常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析v金屬化孔金屬化孔 孔的可靠性與控制 常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析v涂層與焊接涂層與焊接 可焊涂層的類型與選用 焊接過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題分析基材的類型基材的性能特征v電絕緣性能v表面絕緣電阻-線間絕緣v體積絕緣電阻-層間耐壓v尺寸穩(wěn)定性v熱膨脹系數(shù)CTE -FR-4板在X、Y方向的CTE在（14-18）ppm/ vZ軸的熱膨脹系數(shù)- FR-4板在Z方向的CTE在（45-60）ppm/ (銅是16.7ppm/) v耐

2、熱特性vTg值:玻璃化轉(zhuǎn)換溫度-抗彎強(qiáng)度發(fā)生突變的溫度vTd值:熱分解溫度-損失5%重量的溫度(以一定速度升高)v連續(xù)工作溫度-可以連續(xù)工作的溫度,一般應(yīng)低于Tg值30以上v耐環(huán)境特性v耐離子遷移特性-高溫、高濕、有電壓降的情況下的金屬離子遷移（絕緣值下降）v漏電起痕指數(shù)CTI-在高濕度條件下（滴電解質(zhì)溶液），起電弧的電壓值。v高頻特性v介電常數(shù)v介質(zhì)損耗v各個(gè)頻率和溫度條件下的一致性TABLE I. Rogers Microwave Material Selection Criteria GRADE DESCRIPTION MIL COM MLB HYBR BROAD TEMP SURF M

3、IN ULTRALAM 2000 PTFE/ woven glass X X RT/duroid 5870 PTFE/ random microfiber glass X X RT/duroid 5880 PTFE/ random microfiber glass X X RT/duroid 6002 PTFE/ ceramic X X X X X X RT/duroid 6006 PTFE/ ceramic X X RT/duroid 6010LM PTFE/ ceramic X X TMM 3 Thermoset plastic/ ceramic X X X X X TMM 4 Therm

4、oset plastic/ ceramic X X X X X TMM6 Thermoset plastic/ ceramic X X X X X TMM 10i Thermoset plastic/ ceramic X X X X X RO3003 PTFE/ ceramic X X X X X X RO3006/RO3010 PTFE/ ceramic X X X X X X RO3203 PTFE/glass ceramic X X X X X X RO3210 PTFE/ glass ceramic X X X X X X RO4003/ RO4232 Thermoset plasti

5、c/ ceramic/ woven glass X X X X X X RO4350 Thermoset plastic/ ceramic/ woven glass X X X X X X Taconic www.taconic-ARLON板料 www.arlon- NELCO 板料 國(guó)產(chǎn)高頻板料v泰州旺靈泰州旺靈 TP1/2 復(fù)合介質(zhì) DK 2.5-16 TF-1/2 復(fù)合介質(zhì) DK 310.5 F4B-1/2 PTFE介質(zhì) DK 2.7 軍標(biāo)軍標(biāo)GX PTFE介質(zhì) DK 2.7 薄銅 F4B-L/T 同F(xiàn)4B 金屬基 F4BT PTFE玻纖介質(zhì) DK 2.3 F4T 純 PTFE介質(zhì) DK

6、 2.2v生益覆銅板生益覆銅板 CGP-500 PTFE玻纖介質(zhì) DK 2.6 S1139 改性環(huán)氧玻纖 DK 3.9 S2132 高頻頭用 DK 4.0 層壓可靠性與控制層壓可靠性與控制v芯板、內(nèi)層銅厚與殘銅率v芯板厚度的選擇：符合于板厚和阻抗控制的要求v芯板尺寸穩(wěn)定性：預(yù)處理與漲縮控制v內(nèi)層銅厚取決于內(nèi)層載流量的要求，內(nèi)外有別v內(nèi)層銅厚度對(duì)漲縮的影響v超厚內(nèi)層的線寬/間距設(shè)計(jì)，內(nèi)層填膠v殘銅率對(duì)厚度和填膠量的影響v殘銅分布對(duì)尺寸穩(wěn)定性和翹曲變形的影響v鋪銅設(shè)計(jì)對(duì)加工和可靠性的影響，對(duì)散熱的影響v半固化片、厚度、含膠量v常用半固化片：106#、1080 # 、3313 # 、2116 # 、

7、7628 #v半固化片選用：厚度要求、填膠要求、耐壓要求、工藝v膠的作用：介質(zhì)、粘結(jié)、填充、流動(dòng)帶走氣泡v玻璃纖維布的作用：介質(zhì)、厚度填充、強(qiáng)度、表面平整度v半固化片特性指標(biāo) 樹(shù)脂含量、流動(dòng)度、揮發(fā)物含量、凝膠時(shí)間v特殊半固化片：RCC、PI純膠、4450、PTFE層壓可靠性與控制層壓可靠性與控制v銅箔厚度與背面粗糙度v銅箔厚度：1/3 oz、1/3 oz、1-6 oz、特殊厚度v銅箔背面粗糙度：2-5um、5-8um、8um以上v背面粗糙度的影響： 增加結(jié)合力的作用 影響線路邊緣整齊度 對(duì)高頻信號(hào)傳輸?shù)挠绊憊表面處理：黑化與棕化v黑化處理：將內(nèi)層銅箔表面氧化成絨毛狀結(jié)構(gòu)的氧化銅 作用：改善銅

8、箔與半固化片的結(jié)合力，提高耐熱性 特點(diǎn)：常溫結(jié)合力高，經(jīng)高溫后下降v棕化處理：對(duì)內(nèi)層銅箔表面進(jìn)行微蝕處理，形成微觀粗 糙表面，同時(shí)吸附一層有機(jī)保護(hù)劑 作用：改善銅箔與半固化片的結(jié)合力，提高耐熱性 特點(diǎn)：常溫結(jié)合力稍低，高溫條件下表現(xiàn)良好層壓可靠性與控制層壓可靠性與控制v層壓參數(shù)與曲線v排氣、流膠、填充v排氣：通過(guò)抽真空和擠壓，排出空隙間的空氣v流膠：半固化片的樹(shù)脂融化流動(dòng)，在壓力推動(dòng)下，填平線路縫隙，部分樹(shù)脂帶走氣泡流至板邊。v填充：樹(shù)脂填滿線路縫隙（埋孔）常用層壓結(jié)構(gòu) v外層銅箔結(jié)構(gòu)v外層芯板結(jié)構(gòu)多層板的互連結(jié)構(gòu)常見(jiàn)層壓缺陷及預(yù)防v板彎板翹：v內(nèi)層布局不均衡，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱v芯板和半固化片經(jīng)緯方

9、向錯(cuò)位v芯板和半固化片不匹配v內(nèi)層芯板應(yīng)力和層壓應(yīng)力v布紋白斑：v流膠過(guò)度v環(huán)氧樹(shù)脂與玻璃纖維分離v玻璃布紋路太粗v分層起泡：v內(nèi)層芯板或半固化片被污染v潮氣太多,未能有效排除v半固化片過(guò)期v層壓參數(shù)不正常v內(nèi)層空洞：v缺膠v流膠不暢,氣泡未排除v層壓應(yīng)力出現(xiàn)的微裂紋v層間偏移：v內(nèi)層漲縮不一致v內(nèi)層圖形對(duì)位偏移v層壓定位偏移v層壓應(yīng)力：v層壓參數(shù)不合適v半固化片太多或流膠過(guò)度v樹(shù)脂未完全固化v冷卻速度過(guò)快u布紋、白斑v翹曲、分層、空洞、對(duì)位偏移幾種特殊的材料和層壓工藝v混合層壓v半固化片選用v結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v界面處理vPTFE層壓vPTFE 薄片vPTFE改性薄膜v層壓參數(shù)v4450B層壓v不流膠

10、特征v一般用兩張v不可直接壓銅箔v不流膠半固化片v特殊的使用場(chǎng)合v隔離區(qū)間控制v高導(dǎo)熱半固化片v散熱板的壓合v結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v散熱板的加工和表面處理vRCC帶膠銅箔vHDI的運(yùn)用金屬化孔的可靠性與控制v一個(gè)合格的金屬化孔的特征v孔位準(zhǔn)確-在理想中心位置2mil以內(nèi)v孔壁平直光滑-孔壁粗糙度在1mil以內(nèi)v孔口焊盤(pán)無(wú)翹起現(xiàn)象，孔口無(wú)毛刺，孔內(nèi)無(wú)結(jié)瘤v孔內(nèi)鍍層連續(xù)平整,鍍層厚度符合標(biāo)準(zhǔn)要求 平均25微米，最小處20微米v鍍層無(wú)空洞、無(wú)裂紋、無(wú)孔壁分離v鍍層延展性良好20%v孔壁金屬化鍍層與內(nèi)層連接良好，無(wú)陰影或脫離現(xiàn)象v四周非連接導(dǎo)體保持適當(dāng)?shù)母綦x(距離和絕緣)v芯吸效應(yīng)不能大于標(biāo)準(zhǔn)值得，最好控制在 5

11、0微米范圍內(nèi)v內(nèi)層無(wú)釘頭現(xiàn)象，負(fù)凹蝕不超過(guò)25微米金屬化孔的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題v孔壁鍍層斷裂v孔內(nèi)鍍層太薄v孔壁粗糙v局部鍍層缺陷v鍍層延展性差v內(nèi)層隔離v鉆孔參數(shù)不合適v鉆頭使用壽命控制v鉆孔吸塵效果差v去鉆污不徹底v負(fù)凹蝕v芯吸效應(yīng)v孔壁粗糙v層壓不致密v去鉆污過(guò)度v漏電v設(shè)計(jì)間距過(guò)小v層間偏移v芯吸效應(yīng)v離子遷移可焊涂層的類型與選用v有鉛噴錫優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，可焊性優(yōu)。 可以相對(duì)長(zhǎng)期保存（一年） 與焊料的兼容性好，焊接可靠 生產(chǎn)效率高，成本低。缺點(diǎn)：含鉛，不符合環(huán)保要求。 表面不太平整，不適合高密度貼裝。v無(wú)鉛噴錫優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，可焊性良好。 可以相對(duì)長(zhǎng)期保存（半年） 與焊料的兼容性好，焊接可靠

12、 生產(chǎn)效率高，成本適中。缺點(diǎn)：噴錫和焊接溫度偏高，對(duì)基材和器件有損傷。 表面不太平整，不適合高密度貼裝。v電鍍鎳金優(yōu)點(diǎn)：防氧化能力強(qiáng)，可經(jīng)多次焊接，可焊性中等。 表面平整，適用與bonding 工藝。 接觸電阻小，可用于按鍵等需要接觸的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：成本最高；線邊凸沿易造成微短現(xiàn)象，影響可靠性 容易出現(xiàn)金面變色影響焊接性；焊點(diǎn)脆。 阻焊油墨印在金面上容易脫落。v化學(xué)鎳金優(yōu)點(diǎn)：防氧化能力強(qiáng)，可經(jīng)多次焊接，可焊性中等。 表面平整，焊盤(pán)全面包覆，適合高密度貼裝。 接觸電阻小，可用于按鍵等需要接觸的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：成本偏高，由于有“黑墊”現(xiàn)象，影響可靠性 鍍層應(yīng)力大，不適合邦定連接和要求柔性的場(chǎng)合?？珊竿繉?/p>

13、的類型與選用v化學(xué)沉錫優(yōu)點(diǎn)：銅層與焊料直接結(jié)合，焊接可靠，可焊性中等。 表面平整，適合高密度貼裝。 生產(chǎn)效率高，成本低。缺點(diǎn)：耐熱性差，經(jīng)多次焊接可焊性變差，保存時(shí)間短 由于“錫須”現(xiàn)象，可能影響絕緣性能v化學(xué)沉銀優(yōu)點(diǎn)：鍍層新鮮時(shí)可焊性良好。 表面平整，適合高密度貼裝。 生產(chǎn)效率高，成本低。缺點(diǎn)：耐熱性差，經(jīng)多次焊接后可焊性變差 容易變色，保存時(shí)間短 由于“銀遷移”現(xiàn)象，可能影響絕緣性能。 銀層過(guò)厚，焊點(diǎn)部分變脆。vOSP優(yōu)點(diǎn)：銅層與焊料直接結(jié)合，焊接可靠，可焊性中等。 表面平整，適合高密度貼裝。 生產(chǎn)效率高，成本最低，可以重工缺點(diǎn)：耐熱性差，經(jīng)多次焊接后可焊性變差 保存時(shí)間短焊接過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題分析1、焊盤(pán)和孔的問(wèn)題v焊盤(pán)脫落v基