《单元3 表面组装印制线路板.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元3 表面组装印制线路板.ppt（60页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、常州信息职业技术学院单元单元3 3 表面组装印制板表面组装印制板1 1、定义、定义 表面组装印刷电路板是一种附着于绝缘基材表面组装印刷电路板是一种附着于绝缘基材表面表面,用印刷、蚀刻、钻孔等手段制造出导电图用印刷、蚀刻、钻孔等手段制造出导电图形和安装电子元器件孔，构成电器互连，并保证形和安装电子元器件孔，构成电器互连，并保证电子产品的电气、热、和机械性能的可靠性，称电子产品的电气、热、和机械性能的可靠性，称为表面组装印刷电路板，简称为表面组装印刷电路板，简称PCBPCB。2 2、特点特点 密度高、小孔径、多层数、高板厚密度高、小孔径、多层数、高板厚/孔径比、孔径比、优良的运输性、高平整光洁度和
2、尺寸稳定性等。优良的运输性、高平整光洁度和尺寸稳定性等。常州信息职业技术学院图图3-1表面组装印制板表面组装印制板常州信息职业技术学院v覆铜板的非电技术指标覆铜板的非电技术指标 抗剥强度抗剥强度 单位宽度的铜箔剥离基板所需的最小力，主要取决于粘单位宽度的铜箔剥离基板所需的最小力，主要取决于粘合剂的性能和铜箔表面处理的质量。合剂的性能和铜箔表面处理的质量。翘曲度翘曲度 单位长度的翘曲值单位长度的翘曲值抗弯强度抗弯强度 覆铜板单位面积所能承受弯曲的能力，取决于基板材料覆铜板单位面积所能承受弯曲的能力，取决于基板材料耐浸焊性耐浸焊性 覆铜板置入一定温度的熔融焊锡中停留一段时间所能承覆铜板置入一定温度
3、的熔融焊锡中停留一段时间所能承受的抗剥能力受的抗剥能力常州信息职业技术学院表面组装电路板基板表面组装电路板基板 v制作表面组装印刷电路板的基材叫做电路板基板，制作基制作表面组装印刷电路板的基材叫做电路板基板，制作基板的材料有两大类，一类是板的材料有两大类，一类是有机材料有机材料制成的基板，另一类制成的基板，另一类是是无机材料无机材料制成的基板。有机类基板是用增强材料浸渍树制成的基板。有机类基板是用增强材料浸渍树脂胶黏剂，经过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，脂胶黏剂，经过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，用钢板作为模具，在热压机中经高温、高压成形，最后制用钢板作为模具，在热压机中经高温
4、、高压成形，最后制成覆铜板（成覆铜板（CCL）如图所示）如图所示基板决定基板决定PCB板的机械性能（耐浸焊性、抗弯强度）板的机械性能（耐浸焊性、抗弯强度）常州信息职业技术学院一、基板材料分类一、基板材料分类1、无机材料、无机材料陶瓷材料基板陶瓷材料基板v无机类基板主要是指陶瓷类基板，其中是以氧化铝基陶瓷为无机类基板主要是指陶瓷类基板，其中是以氧化铝基陶瓷为主，也包括氧化铍和氮化铝基的金属陶瓷。陶瓷基板主要用主，也包括氧化铍和氮化铝基的金属陶瓷。陶瓷基板主要用于混合电路的基板，通常以膜的形式在绝缘基板上互连无源于混合电路的基板，通常以膜的形式在绝缘基板上互连无源元件而形成集成电路，其中厚膜电路采
5、用网印烧结的方法成元件而形成集成电路，其中厚膜电路采用网印烧结的方法成膜，薄膜电路采用真空溅射或化学沉积的工艺方法成膜。膜，薄膜电路采用真空溅射或化学沉积的工艺方法成膜。无机类基板材料无机类基板材料主要有：主要有：氮化铝基板，氮化铝基板，碳化硅基板碳化硅基板，低温烧制基板。低温烧制基板。v无机类基板特点：无机类基板特点：具有具有CTE（Coeffcientofthermalexpansion,热膨胀系数）低、耐高温、高的化学稳定性、热膨胀系数）低、耐高温、高的化学稳定性、性脆、不能耐受急冷急热和成品率低等特点。性脆、不能耐受急冷急热和成品率低等特点。覆铜板覆铜板 常州信息职业技术学院2、有机材
6、料树脂类基板、有机材料树脂类基板常用的有：常用的有：纸基纸基CCLCCL常用的牌号：常用的牌号：有酚醛树脂覆铜箔板有酚醛树脂覆铜箔板FR-1经济性，阻燃经济性，阻燃FR-2高电性，阻燃高电性，阻燃(冷冲冷冲)XXXPC高电性高电性(冷冲冷冲)XPC经济性经济性经济性经济性(冷冲冷冲)环氧树脂覆铜箔板环氧树脂覆铜箔板FR-3高电性，阻燃高电性，阻燃特点：特点：1 1、只能冲孔，不能钻孔。、只能冲孔，不能钻孔。2 2、价格便宜，用于民品。、价格便宜，用于民品。常州信息职业技术学院玻璃布基玻璃布基常用牌号常用牌号玻璃布环氧树脂覆铜箔板玻璃布环氧树脂覆铜箔板FR-4耐热玻璃布耐热玻璃布-环氧树脂覆铜箔
7、板环氧树脂覆铜箔板FR-5G11玻璃布玻璃布-聚酰亚胺树脂覆铜箔板聚酰亚胺树脂覆铜箔板GPY玻璃布玻璃布-聚四氟乙烯树脂覆铜箔板聚四氟乙烯树脂覆铜箔板特点：特点：1、能高速钻孔，不能冲孔。、能高速钻孔，不能冲孔。2、性能优良，用于中、高挡电子产品中。、性能优良，用于中、高挡电子产品中。常州信息职业技术学院复合基复合基CCLCCL常用环氧树脂类常用环氧树脂类:CEM-1CEM-1：纸（芯）：纸（芯）-玻璃布（面）玻璃布（面）-环氧树脂覆铜箔板环氧树脂覆铜箔板 ，可以，可以阻燃。阻燃。CEM-2 CEM-2：玻璃毡（芯）：玻璃毡（芯）-玻璃布（面）玻璃布（面）-环氧树脂覆铜箔板，环氧树脂覆铜箔板，
8、非阻燃。非阻燃。CEM3CEM3：阻燃阻燃 特点：冲孔性能较好，适用于大批量生产特点：冲孔性能较好，适用于大批量生产聚酯树脂类：聚酯树脂类：玻璃毡（芯）玻璃毡（芯）-玻璃布（面）玻璃布（面）-聚酯树脂覆铜箔板聚酯树脂覆铜箔板 玻璃纤维（芯）玻璃纤维（芯）-玻璃布（面）玻璃布（面）-聚酯树脂覆铜板聚酯树脂覆铜板特点：性能介于上述两种材料之间，可冲可钻。特点：性能介于上述两种材料之间，可冲可钻。常州信息职业技术学院金属基金属基CCLCCL有两种类型有两种类型 金属芯型金属芯型 Cu InvarCuCu InvarCu结构结构 包覆金属型包覆金属型 要求：各层板的要求：各层板的CTECTE尽可能的相
9、一致。尽可能的相一致。特点；提高刚性，强度、有良好的散热性特点；提高刚性，强度、有良好的散热性挠性挠性CCLCCL 1 1）聚酯树脂覆铜箔板）聚酯树脂覆铜箔板 2 2）聚酰亚胺覆铜箔板）聚酰亚胺覆铜箔板常州信息职业技术学院表面组装表面组装PCBPCB基板的结构基板的结构 v表面组装表面组装PCB基板的结构总体来讲是基板的结构总体来讲是层结构层结构，根据不同，根据不同的材料、不同的层数，结构不同。通常有机材料印刷电路的材料、不同的层数，结构不同。通常有机材料印刷电路板，其增强材料就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相板，其增强材料就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、强度高的玻
10、璃纤维布浸入树脂中，结合，我们把结构紧密、强度高的玻璃纤维布浸入树脂中，硬化后就得到了隔热绝缘层、这就是不易弯曲的硬化后就得到了隔热绝缘层、这就是不易弯曲的PCB基基板；绝缘板不能传递电信号，于是需要在表面覆盖一层铜板；绝缘板不能传递电信号，于是需要在表面覆盖一层铜箔，所以我们把箔，所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。有多少层数板也称之为覆铜基板。有多少层数就要覆盖多少层铜箔。有机树脂类覆铜板、金属基（芯）就要覆盖多少层铜箔。有机树脂类覆铜板、金属基（芯）覆铜板、陶瓷基覆铜板。这三大类覆铜板的结构及材料组覆铜板、陶瓷基覆铜板。这三大类覆铜板的结构及材料组成如图成如图3-3所示。所示。常州信息职
11、业技术学院金属基覆铜板金属基覆铜板陶瓷基覆铜板陶瓷基覆铜板1铜箔铜箔2绝缘材料绝缘材料3绝缘层绝缘层4金属层金属层5粘接剂粘接剂6陶瓷板陶瓷板有机树脂类覆铜板有机树脂类覆铜板常州信息职业技术学院二、基板材料的几个重要参数二、基板材料的几个重要参数1、CTE热膨胀系数2、Tg 玻璃转化温度3、d 材料分解温度 4、T288 分层时间常州信息职业技术学院三、三、PCBPCB基板基板的制造工艺的制造工艺1、PCB（印刷电路板）的核心就是玻璃纤维，（印刷电路板）的核心就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、强度高的玻璃纤维布浸入树脂中，硬化
12、后就得到强度高的玻璃纤维布浸入树脂中，硬化后就得到了隔热绝缘、不易弯曲的了隔热绝缘、不易弯曲的PCB基板基板.绝缘板不能传递电信号，于是需要在表面覆绝缘板不能传递电信号，于是需要在表面覆铜。所以我们把铜。所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。常见板也称之为覆铜基板。常见覆铜基板的代号是覆铜基板的代号是FR-4。常州信息职业技术学院v压延法压延法就是将高纯度（就是将高纯度（99.98）的铜）的铜(最薄可以小于最薄可以小于1mil-密耳）用碾压法贴在密耳）用碾压法贴在PCB基板上基板上-因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性，因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性，铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在铜箔的附着
13、强度和工作温度较高，可以在260的熔锡中浸焊而无起泡。的熔锡中浸焊而无起泡。v电镀法电镀法所谓电解铜在初中化学已经学过，所谓电解铜在初中化学已经学过，CuSO4电解液能不断制造一层层的电解液能不断制造一层层的铜箔铜箔，这，这个更容易控制厚度，时间越长铜箔越厚！通常厂个更容易控制厚度，时间越长铜箔越厚！通常厂里对铜箔的厚度有很严格的要求，一般在里对铜箔的厚度有很严格的要求，一般在0.3mil和和3mil之间，有专用的铜箔厚度测试仪之间，有专用的铜箔厚度测试仪检验其品质。检验其品质。2 2、覆铜有两种方法，、覆铜有两种方法，常州信息职业技术学院主要是基于两个理由：一个是均匀的铜箔可以有非常主要是基
14、于两个理由：一个是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温度系数，介电常数低，这样能让信号传输损均匀的电阻温度系数，介电常数低，这样能让信号传输损失更小。这和电容要求不同，电容要求介电常数高，这样失更小。这和电容要求不同，电容要求介电常数高，这样才能在有限体积下容纳更高的容量。才能在有限体积下容纳更高的容量。其次，薄铜箔通过大电流情况下温升较小，这对于其次，薄铜箔通过大电流情况下温升较小，这对于散热和元件寿命都是有很大好处的，数字集成电路中铜线散热和元件寿命都是有很大好处的，数字集成电路中铜线宽度最好小于宽度最好小于0.3mm也是这个道理。制作精良的也是这个道理。制作精良的PCB成品板非常均匀，光泽柔
15、和（因为表面刷上阻焊剂）成品板非常均匀，光泽柔和（因为表面刷上阻焊剂）为什么要让铜箔这么薄呢？为什么要让铜箔这么薄呢？常州信息职业技术学院 覆铜板主要生产流程覆铜板主要生产流程 常州信息职业技术学院单面刚性印制板制作工艺流程单面刚性印制板制作工艺流程v制备单面覆铜板制备单面覆铜板下料下料（刷洗、干燥）（刷洗、干燥）钻孔钻孔或冲孔或冲孔网印线路抗蚀刻图形或使用干膜网印线路抗蚀刻图形或使用干膜固化固化检查修板检查修板蚀刻铜蚀刻铜去抗蚀印料、干燥去抗蚀印料、干燥刷洗、刷洗、干燥干燥网印阻焊图形（常用绿油）、紫外线网印阻焊图形（常用绿油）、紫外线（UV）固化）固化网印字符标记图形、网印字符标记图形、U
16、V固化固化预预热、冲孔及外形热、冲孔及外形电气开、短路测试电气开、短路测试刷洗、干刷洗、干燥燥预涂助焊防氧化剂（干燥）或喷锡热风整平预涂助焊防氧化剂（干燥）或喷锡热风整平检验包装检验包装成品出厂。成品出厂。常州信息职业技术学院单面印刷板制造工艺中的关键技术介绍单面印刷板制造工艺中的关键技术介绍（1）照相底版制造技术）照相底版制造技术在印制电路制造技术中，无论是采用干膜光致抗蚀剂在印制电路制造技术中，无论是采用干膜光致抗蚀剂（简称干膜）或液态光致抗蚀剂（简称湿膜）工艺，都（简称干膜）或液态光致抗蚀剂（简称湿膜）工艺，都离不开照相底片，从离不开照相底片，从20世纪世纪80年代始，年代始，PCB制造
17、技术制造技术中实现了以光绘机或激光光绘机替代传统的绘（贴）图中实现了以光绘机或激光光绘机替代传统的绘（贴）图/照相工艺，从而提高照相工艺，从而提高PCB制作质量，缩短生产周期，因制作质量，缩短生产周期，因而深受而深受PCB业界的广泛欢迎。其工艺通常是在计算机业界的广泛欢迎。其工艺通常是在计算机/光绘机对照相制版软片进行光扫描之后，用银盐基的照光绘机对照相制版软片进行光扫描之后，用银盐基的照相制版软片（相制版软片（SO或或CR制版软片）；通过精密曝光机的制版软片）；通过精密曝光机的暗室处理（显影、定影、冲洗等）曝光成像获得负片。暗室处理（显影、定影、冲洗等）曝光成像获得负片。常州信息职业技术学院
18、(2)图形转移图形转移把相版上的印制电路图形转移到覆铜箔上，称为把相版上的印制电路图形转移到覆铜箔上，称为图形转移。具体方法有丝网漏印法、光化学法图形转移。具体方法有丝网漏印法、光化学法（直接感光法和光敏干膜法）等（直接感光法和光敏干膜法）等常州信息职业技术学院(3)化学蚀刻化学蚀刻 俗称烂板，它是利用化学方法去除板上不需要的俗称烂板，它是利用化学方法去除板上不需要的铜箔，留下组成焊盘、印制导线及符号的图形铜箔，留下组成焊盘、印制导线及符号的图形。（1）蚀刻溶液I.三氯化铁（FeCl3）II.2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2特点：特点：蚀刻速度快、质量好、溶铜量大、溶蚀刻速度快、质
19、量好、溶铜量大、溶液稳定、价格低廉；但污染严重、废水处理液稳定、价格低廉；但污染严重、废水处理麻烦；只适用于实验室少量加工麻烦；只适用于实验室少量加工常州信息职业技术学院.酸性氯化铜（酸性氯化铜（CuCl2-NaCl-HCl）特点：溶液呈酸性，回收再生方法特点：溶液呈酸性，回收再生方法简单、污染小、操作方便简单、污染小、操作方便.碱性氯化铜（碱性氯化铜（CuCl2-NH4Cl NH3H2O）特点：蚀刻速度快也容易控制，维护方便、特点：蚀刻速度快也容易控制，维护方便、成本低廉成本低廉.过氧化氢过氧化氢-硫酸（硫酸（H2O2-H2SO4)特点：蚀刻速度快、溶铜量大、铜的回收方特点：蚀刻速度快、溶铜
20、量大、铜的回收方便、无需废水处理便、无需废水处理常州信息职业技术学院I.浸入式II.泡沫式III.泼溅式IV.喷淋式蚀刻方式蚀刻方式:常州信息职业技术学院（4）腐蚀后的清洗）腐蚀后的清洗.流水冲洗法：流水中清洗30分钟，采用冷水-热水-冷水-热水循环过程冲洗.中和清洗法：流水冲洗一下，放入82、10%的草酸溶液中处理，再用热水-冷水冲洗常州信息职业技术学院热熔和热风平整工艺是将已经制作好的热熔和热风平整工艺是将已经制作好的PCBPCB布线铜板，布线铜板，浸入熔融的浸入熔融的SnPbSnPb合金中，使焊盘及通孔表面粘附合金中，使焊盘及通孔表面粘附SnPbSnPb合金层，通过热风刀的作用，使合金层
21、，通过热风刀的作用，使SnPbSnPb合金层连合金层连续、光亮、平整的工艺方法。此工艺的目的是提高续、光亮、平整的工艺方法。此工艺的目的是提高PCBPCB板的可焊性和满足细间距器件贴装的需要。具体板的可焊性和满足细间距器件贴装的需要。具体的工艺步骤如下：的工艺步骤如下：（5）热熔和热风平整工艺技术）热熔和热风平整工艺技术常州信息职业技术学院热风整平的前处理：热风整平的前处理：除油除油铜箔表面进行粗化处理（黑化或棕化处理），铜箔表面进行粗化处理（黑化或棕化处理），其目的主要是除掉铜表面的油脂和氧化物，增加铜的表面其目的主要是除掉铜表面的油脂和氧化物，增加铜的表面积，增加其和黏结片的结合力。积，增
22、加其和黏结片的结合力。涂覆助焊剂：涂覆助焊剂：涂助焊剂可以改善铜箔表面状态，使熔融焊料在铜箔表面涂助焊剂可以改善铜箔表面状态，使熔融焊料在铜箔表面完全润湿，为焊料表面在贮存过程中提供防氧化的保护作完全润湿，为焊料表面在贮存过程中提供防氧化的保护作用。用。热风整平工艺参数的设置：热风整平工艺参数的设置：风刀温度风刀温度风刀温度一般控制在风刀温度一般控制在25052505。风刀压力风刀压力一般控制范围是一般控制范围是136kPa136kPa238kPa238kPa。浸涂时间浸涂时间浸涂时间控制在浸涂时间控制在2s2s4s4s的范围内。的范围内。风刀间距风刀间距风刀间距一般控制在风刀间距一般控制在0
23、.95cm0.95cm1.25cm1.25cm。上下。上下风刀间距一般保持在左右，太大易出现焊料飞溅。风刀间距一般保持在左右，太大易出现焊料飞溅。常州信息职业技术学院风刀角度风刀角度一般情况下，风刀与水平呈一般情况下，风刀与水平呈5050到到7575的角度。的角度。预热温度和时间预热温度和时间(243(243，15s)15s)，使印制板而温度升至，使印制板而温度升至8080左右。左右。凹蚀处理凹蚀处理是多层板生产过程中的一个工序，是为化学沉是多层板生产过程中的一个工序，是为化学沉铜实现内外层电路互连的预处理过程，其目的是去除高速钻孔铜实现内外层电路互连的预处理过程，其目的是去除高速钻孔过程中因
24、高温而产生的环氧树脂钻污，同时要去除通孔中的环过程中因高温而产生的环氧树脂钻污，同时要去除通孔中的环氧树脂和玻璃纤维，保证化学沉铜后电路连接的高度可靠性。氧树脂和玻璃纤维，保证化学沉铜后电路连接的高度可靠性。凹蚀工艺原理，根据凹蚀工艺原理，根据“相似相溶相似相溶”规律，规律，PCBPCB环氧树脂是高聚形环氧树脂是高聚形化合物，其腐蚀形式主要有溶解、溶胀和化学裂解，凹蚀工艺化合物，其腐蚀形式主要有溶解、溶胀和化学裂解，凹蚀工艺是利用浓硫酸溶解环氧树脂作用，去除通孔中的环氧树脂和玻是利用浓硫酸溶解环氧树脂作用，去除通孔中的环氧树脂和玻璃纤维，达到凹蚀的目的，且作用是十分明显的。璃纤维，达到凹蚀的目
25、的，且作用是十分明显的。常州信息职业技术学院(6)助焊剂与阻焊剂的使用助焊剂与阻焊剂的使用助焊剂助焊剂 保护镀层不氧化，又可提高可焊性保护镀层不氧化，又可提高可焊性基本要求：基本要求：在常温下稳定，表面张力小在常温下稳定，表面张力小 腐蚀性小，绝缘性能好腐蚀性小，绝缘性能好 容易清除焊接后的残留物容易清除焊接后的残留物不产生刺激性气味和有害气体不产生刺激性气味和有害气体材料来源丰富，成本低，配制简便材料来源丰富，成本低，配制简便常州信息职业技术学院阻焊剂阻焊剂 作用：限定焊接区域，防止焊接时搭焊、桥连造成的短路；改善焊接的准确性，减少虚焊；防止潮湿的气体和有害气体对印制板的侵蚀常州信息职业技术
26、学院2 2、双面刚性印制板典型工艺流程、双面刚性印制板典型工艺流程 v制备双面覆铜板制备双面覆铜板下料下料叠板叠板数控钻导通孔数控钻导通孔检验、去检验、去毛刺刷洗毛刺刷洗化学镀（导通孔金属化）化学镀（导通孔金属化）（全板电镀薄铜）（全板电镀薄铜）检验刷洗检验刷洗网印负性电路图形、固化（干膜或湿膜、曝网印负性电路图形、固化（干膜或湿膜、曝光、显影）光、显影）检验、修板检验、修板线路图形电镀线路图形电镀电镀锡（抗蚀电镀锡（抗蚀镍镍/金）金）去印料（感光膜）去印料（感光膜）蚀刻铜蚀刻铜（退锡）（退锡）清洁清洁刷洗刷洗网印阻焊图形常用热固化绿油（贴感光干膜或湿膜、网印阻焊图形常用热固化绿油（贴感光干膜
27、或湿膜、曝光、显影、热固化，常用感光热固化绿油）曝光、显影、热固化，常用感光热固化绿油）清洗、干清洗、干燥燥网印标记字符图形、固化网印标记字符图形、固化（喷锡或有机保焊膜）（喷锡或有机保焊膜）外形加工外形加工清洗、干燥清洗、干燥电气通断检测电气通断检测检验包装检验包装成品成品出厂。出厂。常州信息职业技术学院3 3、PCBPCB多层板的生产工艺流程：多层板的生产工艺流程：开料开料Upto4layer内层涂布内层涂布曝光曝光显影显影蚀刻蚀刻去墨去墨棕化棕化压合压合钻孔钻孔PTH（过孔）（过孔）压干膜压干膜曝光曝光显影显影镀铜镀铜去膜去膜蚀刻蚀刻剥锡剥锡半成品检测半成品检测防焊防焊曝光曝光显影显影后
28、烤后烤喷锡喷锡印文字印文字成型成型成检成检OSP（化学沉铜（化学沉铜）或化银）或化银包装包装出货出货常州信息职业技术学院孔金属化与金属涂覆孔金属化与金属涂覆孔金属化孔金属化 利用化学镀技术，即用氧化利用化学镀技术，即用氧化-还原反应产还原反应产生金属镀层。用于双层板、多层印制板的生产生金属镀层。用于双层板、多层印制板的生产基本步骤：基本步骤：钻孔钻孔 孔壁处理孔壁处理化学沉铜化学沉铜电镀铜加厚电镀铜加厚 常州信息职业技术学院v检验内容：检验内容：外外观：观：孔壁金属层应该完整、光滑、无空穴、无堵塞电性能：电性能：金属化孔镀层与焊盘的短路与断路；孔 与导线间的孔线电阻值机械强度：机械强度：孔壁与
29、焊盘的结合力应超过一定的值常州信息职业技术学院金属涂覆金属涂覆 在印制板图形铜箔上涂覆一层金属，如：金、银、锡、铅锡合金等。目的是提高印制板的导电、可焊性、耐磨、寿命等性能涂覆方法：电镀或化学镀常州信息职业技术学院陶瓷基板电路制造技术陶瓷基板电路制造技术 v陶瓷基板电路制造技术，就是在陶瓷基板上制造陶瓷基板电路制造技术，就是在陶瓷基板上制造集成电路。其方法是在陶瓷基体上用某种方法覆集成电路。其方法是在陶瓷基体上用某种方法覆盖一层金属膜，之后通过高温烧结，在绝缘基板盖一层金属膜，之后通过高温烧结，在绝缘基板上形成有一定厚度的膜构成的互连线，再在其上上形成有一定厚度的膜构成的互连线，再在其上相应的
30、位置，组装上半导体器件及有源元件和无相应的位置，组装上半导体器件及有源元件和无源元件，形成的集成电路。陶瓷基板电路按成膜源元件，形成的集成电路。陶瓷基板电路按成膜方法不同可以分为两大类，一类叫做厚膜电路，方法不同可以分为两大类，一类叫做厚膜电路，另一类叫薄膜电路。另一类叫薄膜电路。常州信息职业技术学院厚膜电路的制作技术厚膜电路的制作技术 v厚膜电路制造技术，是先在陶瓷基板上丝网印刷连接线的厚膜电路制造技术，是先在陶瓷基板上丝网印刷连接线的金属浆料、之后高温烧结形成有一定厚度坚固的膜形成的金属浆料、之后高温烧结形成有一定厚度坚固的膜形成的互连线，组装上半导体元器件就成为了集成电路，这种集互连线，
31、组装上半导体元器件就成为了集成电路，这种集成电路叫厚膜混合集成电路。成电路叫厚膜混合集成电路。v这种电路的特点：这种电路的特点：膜厚比较大，有几微米至几十微米。膜厚比较大，有几微米至几十微米。可以在非真空条件下成膜。可以在非真空条件下成膜。用于大功率、大电流、耐用于大功率、大电流、耐高温、低频电路中。高温、低频电路中。v制造工艺流程：基片清洗制造工艺流程：基片清洗制网制网印刷印刷烧结烧结装调装调检检入库。入库。常州信息职业技术学院薄膜电路的制造技术v薄膜电路的制造技术，就是在真空环境中通过蒸镀的方法薄膜电路的制造技术，就是在真空环境中通过蒸镀的方法在硅材料及衬底上获得厚度很薄的一层金属薄膜，利
32、用外在硅材料及衬底上获得厚度很薄的一层金属薄膜，利用外延生长工艺，氧化介质薄膜生长工艺，半导体高温掺杂；延生长工艺，氧化介质薄膜生长工艺，半导体高温掺杂；离子注入低温掺杂；薄膜气相淀积工艺；图形光刻工艺；离子注入低温掺杂；薄膜气相淀积工艺；图形光刻工艺；掩模制备等工艺等一系列工序，最后得到薄膜电路。掩模制备等工艺等一系列工序，最后得到薄膜电路。v制造工艺流程：基板制备制造工艺流程：基板制备真空蒸镀薄膜积淀真空蒸镀薄膜积淀掺杂掺杂光光刻刻电镀电镀检。检。v薄膜电路特点：薄膜电路特点：薄膜的厚度一般都比较薄，在薄膜的厚度一般都比较薄，在1微米以微米以下。下。薄膜电路一般用于高精度、高稳定性、低噪声
33、电路薄膜电路一般用于高精度、高稳定性、低噪声电路及微波、抗辐射电路。及微波、抗辐射电路。常州信息职业技术学院3.2.13.2.1选择选择PCBPCB材料时应考虑的因素：材料时应考虑的因素：(1)应适当选择玻璃化转变温度应适当选择玻璃化转变温度(Tg)较高的基材，较高的基材，Tg应高应高于电路工作温度。于电路工作温度。(2)要求热膨胀系数要求热膨胀系数(CTE)低。由于低。由于X、Y和厚度方向的热膨和厚度方向的热膨胀系数不一致，容易造成胀系数不一致，容易造成PCB变形，严重时会造成金属变形，严重时会造成金属化孔断裂和损坏元件。化孔断裂和损坏元件。(3)要求耐热性高。一般要求要求耐热性高。一般要求
34、PCB能有能有25050s的耐的耐热性。热性。(4)要求平整度好。要求平整度好。SMT的的PCB翘曲度要求翘曲度要求0.0075mmmm。(5)电气性能方面，高频电路时要求选择介电常数高、介质电气性能方面，高频电路时要求选择介电常数高、介质损耗小的材料。绝缘电阻，耐电压强度，抗电弧性能都损耗小的材料。绝缘电阻，耐电压强度，抗电弧性能都要满足产品要求。要满足产品要求。常州信息职业技术学院无铅印刷电路板v无铅焊接对印刷电路板使用的材料提出了更高的要求焊接对印刷电路板使用的材料提出了更高的要求它们必需能够在更高的焊接温度停留更长的时间，这是一它们必需能够在更高的焊接温度停留更长的时间，这是一个巨大的
35、挑战。个巨大的挑战。无铅再流焊与锡铅再流焊相比，温度高出再流焊与锡铅再流焊相比，温度高出大约大约25、停留时间延长、停留时间延长30秒至秒至60秒；秒；无铅波峰焊波峰焊与与锡铅锡铅波峰焊波峰焊相比，温度高出约相比，温度高出约10、停留时间延长、停留时间延长2秒秒至至3秒秒,因而要更加重视印刷电路板所用材料的性能。因而要更加重视印刷电路板所用材料的性能。常州信息职业技术学院树脂的玻璃化转变温度（树脂的玻璃化转变温度（TgTg）是指聚合物材料从坚硬状态）是指聚合物材料从坚硬状态转成柔软状态的温度。玻璃化转温度会影响热膨胀系数转成柔软状态的温度。玻璃化转温度会影响热膨胀系数（CTECTE）和）和Z
36、Z轴的膨胀。玻璃化转温度轴的膨胀。玻璃化转温度TgTg的温度范围约在的温度范围约在130130至至170170之间。对所有的印刷电路板来说，建议玻璃之间。对所有的印刷电路板来说，建议玻璃化转温度应在化转温度应在140140以上；如果印刷电路板中含有以上；如果印刷电路板中含有BGABGA，而，而且印刷电路板的层数在十层以上，或者长宽比比较高（超且印刷电路板的层数在十层以上，或者长宽比比较高（超过过6:16:1），建议玻璃化转温度应在），建议玻璃化转温度应在165165以上。但必需记住以上。但必需记住一点，仅仅玻璃化转温度是不足以说明树脂材料的耐热性。一点，仅仅玻璃化转温度是不足以说明树脂材料的耐
37、热性。常州信息职业技术学院 热膨胀系数热膨胀系数指的是在高于或者低于玻璃化转温度时产指的是在高于或者低于玻璃化转温度时产生的材料膨胀的总量，一般用温度变化摄氐一度的生的材料膨胀的总量，一般用温度变化摄氐一度的ppmppm来表来表示。因为示。因为Z Z轴膨胀会影响轴膨胀会影响电镀电镀孔的可靠性，所以是非常重要孔的可靠性，所以是非常重要的。的。Z Z轴的热膨胀系数大约为每度轴的热膨胀系数大约为每度50ppm-85ppm50ppm-85ppm；在高于玻；在高于玻璃化转变温度时，这个数值会增大两倍到三倍。璃化转变温度时，这个数值会增大两倍到三倍。材料分解温度材料分解温度（TdTd）通常是指树脂质量损失
38、、分解达）通常是指树脂质量损失、分解达到最初质量的到最初质量的5%5%，从而造成层压失效（分层）的温度。材，从而造成层压失效（分层）的温度。材料分解温度料分解温度TdTd的温度范围大约在的温度范围大约在290290至至370370。对所有的。对所有的印刷电路板来说，建议的材料分解温度应高于印刷电路板来说，建议的材料分解温度应高于325325。常州信息职业技术学院 v分层时间分层时间（T260和和T288）是指一种材料在分层之前）是指一种材料在分层之前在某一温度下（在某一温度下（T260=260、T288=288）保持没有出现分层所能够承受的最长时间。保持没有出现分层所能够承受的最长时间。T26
39、0的推的推荐值为荐值为30分钟以上。分钟以上。T288的推荐值是大于的推荐值是大于5分钟。分钟。v无铅焊接温度升高，印刷电路可焊性保质期（存放时间）焊接温度升高，印刷电路可焊性保质期（存放时间）不超过六个月；表面镀层的厚度均匀而且平整；表面镀不超过六个月；表面镀层的厚度均匀而且平整；表面镀层的导电性能良好（可以用在线测试）根据这些标准，层的导电性能良好（可以用在线测试）根据这些标准，最好对最好对无铅PCB表面处理是浸银和有机焊料保护剂。保表面处理是浸银和有机焊料保护剂。保证印刷电路板材料可以在证印刷电路板材料可以在无铅焊接工艺中使用。焊接工艺中使用。常州信息职业技术学院选用耐高温材料制作的选用
40、耐高温材料制作的PCBPCB以提高其以提高其g g和抗热变和抗热变能力；如用含能力；如用含N N酚醛树脂取代双氰胺作固化剂，通酚醛树脂取代双氰胺作固化剂，通过过N N和和P P作用提高作用提高PCBPCB的阻燃性。选用的无铅的阻燃性。选用的无铅PCBPCB材材料其料其g g、CTECTE、d d、T288T288、以及吸水率等指标都、以及吸水率等指标都应满足高温焊接的要求。应满足高温焊接的要求。常州信息职业技术学院3.5 3.5 多层挠性线路板为了减少电子产品的组装尺寸、重量、避免连线为了减少电子产品的组装尺寸、重量、避免连线错误，增加组装灵活性，提高可靠性，实现不同错误，增加组装灵活性，提高
41、可靠性，实现不同装配条件下的三维立体组装，满足电子产品日益装配条件下的三维立体组装，满足电子产品日益发展的需求，挠性电路作为一种具有薄、轻、可发展的需求，挠性电路作为一种具有薄、轻、可挠曲、能满足三维组装需求特点的互连技术，在挠曲、能满足三维组装需求特点的互连技术，在电子制造业得到日趋广泛的应用和重视。电子制造业得到日趋广泛的应用和重视。常州信息职业技术学院3.5.1挠性线路板材料的选择v挠性印制线路板所选用的材料好坏直接影响电路板生产及挠性印制线路板所选用的材料好坏直接影响电路板生产及其性能。通常覆铜材料可选用无粘接剂聚酰亚胺其性能。通常覆铜材料可选用无粘接剂聚酰亚胺(PI)挠性挠性基材，聚
42、酰亚胺有很好的可挠性，优良的电气性能和耐热基材，聚酰亚胺有很好的可挠性，优良的电气性能和耐热性能。多层挠性板的层间粘接层也选用聚酰亚胺材料，因性能。多层挠性板的层间粘接层也选用聚酰亚胺材料，因为它与为它与PI基材配合，热膨胀系数基材配合，热膨胀系数(CTE)一致。外层图形一致。外层图形的保护材料，是感光显影型覆盖干膜，用贴膜机贴压后，的保护材料，是感光显影型覆盖干膜，用贴膜机贴压后，通过感光显影方式漏出焊接部分，可解决组装细密性的问通过感光显影方式漏出焊接部分，可解决组装细密性的问题，还有一类是液态丝网印刷型覆盖材料，常用的有热固题，还有一类是液态丝网印刷型覆盖材料，常用的有热固型聚酰亚胺材料
43、。这类材料也能较好地满足细间距、高密型聚酰亚胺材料。这类材料也能较好地满足细间距、高密度装配的挠性板的要求。度装配的挠性板的要求。常州信息职业技术学院 多层挠性板的制造制造工艺流程多层挠性板的制造制造工艺流程工艺流程：下料工艺流程：下料预烘预烘电解清洗底片电解清洗底片内内层单片图形转移层单片图形转移酸性蚀刻酸性蚀刻AOI检查检查冲冲定位孔定位孔内层氧化内层氧化层压层压钻孔钻孔等离子体等离子体去沾污去沾污金属化孔金属化孔外层图形外层图形AOI检查检查图形电镀图形电镀碱性蚀刻碱性蚀刻退铅锡退铅锡通断测试通断测试覆盖保护层覆盖保护层涂覆有机预助焊剂涂覆有机预助焊剂外型加工外型加工。常州信息职业技术学
44、院工艺流程中的关键技术工艺流程中的关键技术1、内层单片的图形转移、内层单片的图形转移v对挠性线路而言，图形转移在高密度、细线条的印制板中，对挠性线路而言，图形转移在高密度、细线条的印制板中，因为挠性单片既薄又软，给表面处理等操作带来很大困难，因为挠性单片既薄又软，给表面处理等操作带来很大困难，若用机械力可能造成基材变形、卷折、尺寸伸缩等，操作若用机械力可能造成基材变形、卷折、尺寸伸缩等，操作不易控制，此时可采用电解清洗法。这种方法既可保证表不易控制，此时可采用电解清洗法。这种方法既可保证表面清洁度，其微蚀作用还可保证铜面的粗糙度，有利于面清洁度，其微蚀作用还可保证铜面的粗糙度，有利于0.1mm
45、0.15mm线宽间距的图形制作。若采用的线宽间距的图形制作。若采用的是酸性蚀刻液，还要注意控制蚀刻速率，以保证设计要求是酸性蚀刻液，还要注意控制蚀刻速率，以保证设计要求的线宽和间距。的线宽和间距。常州信息职业技术学院2 2、挠性材料的多层定位、挠性材料的多层定位v挠性基材的尺寸稳定性较差，因为聚酰亚胺材料有较强的吸潮性，在挠性基材的尺寸稳定性较差，因为聚酰亚胺材料有较强的吸潮性，在不同的温、湿度环境中收缩变形严重，造成多层板的层压对位困难。不同的温、湿度环境中收缩变形严重，造成多层板的层压对位困难。为了克服这一困难，可采用以下措施：为了克服这一困难，可采用以下措施：v(1)冲定位孔，能消除湿法
46、处理过程中材料伸缩变形带来的误差。冲定位孔，能消除湿法处理过程中材料伸缩变形带来的误差。v(2)层压后用层压后用X射线对位钻孔，确定偏移量，使钻孔更为精确。射线对位钻孔，确定偏移量，使钻孔更为精确。v(3)针对聚酰亚胺的材料特性及环境特点，参考钻孔偏移量绘制外层针对聚酰亚胺的材料特性及环境特点，参考钻孔偏移量绘制外层底片，提高外层底片与钻孔板的重合度。这样可以满足层间对位，保底片，提高外层底片与钻孔板的重合度。这样可以满足层间对位，保证证0.1mm0.15mm环宽的要求，保证外层图形转移的精确度。环宽的要求，保证外层图形转移的精确度。常州信息职业技术学院3 3、层压、层压v即使是采用冲定位孔方
47、法，层压前的单片处理对层间对位也有着很大即使是采用冲定位孔方法，层压前的单片处理对层间对位也有着很大影响。首先，由于聚酰亚胺材料不耐碱，在强碱溶液中产生溶胀，所影响。首先，由于聚酰亚胺材料不耐碱，在强碱溶液中产生溶胀，所以在进行黑氧化处理的过程中，在强碱性工位如去油、黑氧化等适当以在进行黑氧化处理的过程中，在强碱性工位如去油、黑氧化等适当地降低温度、减少时间。由于采用的是无粘接层基材，无须考虑粘接地降低温度、减少时间。由于采用的是无粘接层基材，无须考虑粘接层在碱液中的变化，这种方法还是可行的。其次，氧化处理后的单片层在碱液中的变化，这种方法还是可行的。其次，氧化处理后的单片烘烤应避免垂直放置，
48、应采取水平烘烤方式，可减少弯曲变形，尽量烘烤应避免垂直放置，应采取水平烘烤方式，可减少弯曲变形，尽量保持平整。烘烤后尽可能地缩短装模时间，防止单片再次吸潮。由于保持平整。烘烤后尽可能地缩短装模时间，防止单片再次吸潮。由于挠性单片易变形，层压前平整度较差，加之所用粘接片的树脂流动度挠性单片易变形，层压前平整度较差，加之所用粘接片的树脂流动度大大低于刚性板层压用的半固化片，所以，为使粘接片与单片结合良大大低于刚性板层压用的半固化片，所以，为使粘接片与单片结合良好并嵌入细密的线条间距中，选择覆形性较好的材料作为层压衬垫材好并嵌入细密的线条间距中，选择覆形性较好的材料作为层压衬垫材料，如用硅橡胶片即可
49、保证其覆形性又可相对减少被压件尺寸收缩变料，如用硅橡胶片即可保证其覆形性又可相对减少被压件尺寸收缩变形。形。常州信息职业技术学院4 4、钻孔、钻孔v由于挠性基材没有加强纤维，既轻又薄，钻孔参数不适当可能造成介质层撕由于挠性基材没有加强纤维，既轻又薄，钻孔参数不适当可能造成介质层撕裂和大量粘污，所以根据不同的板厚、质材进行钻孔参数的优化，同时，盖裂和大量粘污，所以根据不同的板厚、质材进行钻孔参数的优化，同时，盖板、垫板的选择也非常重要，因为挠性板柔软轻薄，盖、垫板不仅可以支撑板、垫板的选择也非常重要，因为挠性板柔软轻薄，盖、垫板不仅可以支撑板子，还起到散热作用，应当注意的是垫板最好用铝箔板或环氧
50、胶木板，不板子，还起到散热作用，应当注意的是垫板最好用铝箔板或环氧胶木板，不要用纸质垫板，因为纸质垫板较软，容易产生较严重的钻孔毛刺，孔化前去要用纸质垫板，因为纸质垫板较软，容易产生较严重的钻孔毛刺，孔化前去毛刺时容易撕裂或擦坏孔口，给后工序工作带来麻烦，影响板子质量。毛刺时容易撕裂或擦坏孔口，给后工序工作带来麻烦，影响板子质量。v还有一点应该注意的是，虽然我们在湿法处理、冲制还有一点应该注意的是，虽然我们在湿法处理、冲制OPE孔，层压对位等方孔，层压对位等方面做了大量的工作以保证层间对位精度，但是，由于聚酰亚胺材料本身受湿面做了大量的工作以保证层间对位精度，但是，由于聚酰亚胺材料本身受湿热影