印制板基礎知識

3/3印制板基礎知識印制板基礎知識

PCB概念

●PCB=PrintedCircuitBoard印制板

●PCB在各種電子設備中有如下功能。

1.提供集成電路等各種電子元器件固定、裝配的機械支撐。

2.實現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接（信號傳輸）或電絕緣。提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。

3.為自動裝配提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。

按基材類型分類

PCB技術發(fā)展概要

從1903年至今,若以PCB組裝技術的應用和發(fā)展角度來看,可分為三個階段

●通孔插裝技術(THT)階段PCB

1.金屬化孔的作用：

(1).電氣互連信號傳輸

(2).支撐元器件引腳尺寸限制通孔尺寸的縮小

a.引腳的剛性

b.自動化插裝的要求

2.提高密度的途徑

(1)減小器件孔的尺寸，但受到元件引腳的剛性及插裝精度的限制，孔徑

≥0.8mm

(2)縮小線寬/間距：0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm

(3)增加層數(shù)：單面—雙面—4層—6層—8層—10層—12層—64層

●表面安裝技術（SMT）階段PCB

1.導通孔的作用：僅起到電氣互連的作用，孔徑可以盡可能的小，堵上孔也可以。

2.提高密度的主要途徑

①.過孔尺寸急劇減?。?.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm

②.過孔的結構發(fā)生本質變化：

a.埋盲孔結構優(yōu)點：提高布線密度1/3以上、減小PCB尺寸或減少層數(shù)、提高可靠性、改善了特性阻抗控制，減小了串擾、噪聲或失真（因線短，孔?。?/p>

b.盤內孔（holeinpad）消除了中繼孔及連線

③薄型化：雙面板：1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm

④PCB平整度：

a.概念：PCB板基板翹曲度和PCB板面上連接盤表面的共面性。

b.PCB翹曲度是由于熱、機械引起殘留應力的綜合結果

c.連接盤的表面涂層：HASL、化學鍍NI/AU、電鍍NI/AU…

●芯片級封裝(CSP)階段PCB

CSP以開始進入急劇的變革于發(fā)展其之中,推動PCB技術不斷向前發(fā)展，PCB

工業(yè)將走向激光時代和納米時代.

PCB表面涂覆技術

PCB表面涂覆技術是指阻焊涂覆(兼保護)層以外的可供電氣連接用的可焊性涂(鍍)覆層和保護層。

按用途分類：

1.焊接用：因銅的表面必須有涂覆層保護，不然在空氣中很容易氧化。

2.接插用：電鍍Ni/Au或化學鍍Ni/Au（硬金，含P及Co）

3.線焊用：wirebonding（引線接合法）工藝

熱風整平（HASL或HAL）

從熔融Sn/Pb焊料中出來的PCB經(jīng)熱風（230℃）吹平的方法。

1.基本要求：

(1).Sn/Pb=63/37（重量比）

(2).涂覆厚度至少>3um

(3)避免形成非可焊性的Cu3Sn的出現(xiàn)，Cu3Sn出現(xiàn)的原因是錫量不足，如Sn/Pb合金涂覆層太薄，焊點組成由可焊的Cu6Sn5–Cu4Sn3--Cu3Sn2—不可焊的Cu3Sn

2.工藝流程退除抗蝕劑—板面清潔處理—印阻焊及字符—清潔處理—涂助焊劑—熱風整平—清潔處理

3.缺點：

a.鉛錫表面張力太大，容易形成龜背現(xiàn)象。

b.焊盤表面不平整，不利于SMT（surfacemountingtechnology表面安裝技術）焊接。

化學鍍Ni/Au

是指PCB連接盤上化學鍍Ni(厚度≥3um)后再鍍上一層0.05-0.15um薄金，或鍍上一層厚金(0.3-0.5um)。由于化學鍍層均勻，共面性好，并可提供多次焊接性能，因此具有推廣應用的趨勢。其中鍍薄金（0.05-0.1um）是為了保護Ni的可焊性，而鍍厚金（0.3-0.5um）是為了線焊(wirebonding)工藝需要。

1.Ni層的作用：

a.作為Au、Cu之間的隔離層，防止它們之間相互擴散，造成其擴散部位呈疏松狀態(tài)。

b.作為可焊的鍍層，厚度至少>3um

2.Au的作用：

是Ni的保護層，厚度0.05-0.15之間，不能太薄，因金的氣孔性較大如果太薄不能很好的保護Ni，造成Ni氧化。其厚度也不能>0.15um，因焊點中會形成金銅合金Au3Au2(脆),當焊點中Au超過3%時，可焊性變差。

電鍍Ni/Au

鍍層結構基本同化學Ni/Au，因采用電鍍的方式，鍍層的均勻性要差一些。（四）PCB覆銅板材料

PCB用覆銅板材料（CopperCladLaminates）縮寫為CCL：它是PCB的基礎，起著導電、絕緣、支撐的功能，并決定PCB的性能、質量、等級、加工性、成本等。

●按增強材料分類：

●電解銅箔厚度：

目前市場常見的有：9um、12um、18um、35um、70um幾種規(guī)格。

常用層間介質類型：

PCB加工工藝種類

根據(jù)PCB實際需要，PCB種類有如下幾種：

★熱風整平板（HASL）

★化學鍍Ni/Au板

★電鍍Ni/Au板（包括選擇性鍍厚金）

★插頭鍍硬金

★碳導電油墨

在印完阻焊后的PCB板局部再印一層碳導電油墨（carbonelectricallyconductiveprintingink），

有鍵盤式的、線路圖形式的，從而可形成簡單的積層多層印制板。碳導電油墨通常有較好的導電性及耐磨性。

★可剝性藍膠

現(xiàn)代PCB有時需經(jīng)過多次焊接過程，為了使在同一塊印制板第二次或第三次焊接的元件孔不沾上焊料，需將這些孔印上一層可剝性藍膠保護起來，需要時再將藍膠剝掉。藍膠可經(jīng)受250℃-300℃波峰焊的沖擊，用手很容易剝掉，不會留有余膠在孔內。

★電鍍超厚