PCB印製電路板製造技術發展動向
發布時間:2010-02-24
中心議題:
隨著微型器件製造和表麵安裝技術的發展,促使PCB印製板的製造技術的革新和改進的速度更快,特別是電路圖形的導線寬度目前國外廣泛采用是引腳間通過三根導線、達到實用化階段的導線寬度是引腳間通過4-5根導線,並向著更細的導線寬度發展。為適應SMD多引線窄間距化,實現PCB印製電路板布線細線化。
正在普及的工藝是:普遍采用CAD/CAM係統,從設計提供的數據通過製造係統轉換成生產用的資料;在原材料方麵采用薄銅箔和薄幹膜光刻膠;由於窄間距要求PCB印製電路板表麵具有光麵平坦的銅表麵,以便製作微型焊盤和具有細線及其窄間距的電路圖形;所使用的基材應具有較高的熱衝擊能力,以使印製電路板在電裝過程中經過多次也不會產生氣泡、分層及焊盤鼓起等缺陷,確保表麵安裝組件的高可靠性;並采用高粘度銅箔和改性環氧樹脂確保在焊接溫度下保持其足夠的粘合強度、並還應具有高的尺寸穩定性,確保製作過程精細電路圖形定位的一致性和準確性的要求。
總之,細導線化、窄間距化的印製電路板製造技術發展速度是很快的,要想跟上世界先進的技術水平,就必須了解目前國外在這方麵的發展動態。
1、底片製作及圖形轉移工藝
底片製作及圖形轉移質量,直接影響製作精細電路圖形的品質。所以,在製作底片時普遍采用計算機輔助設計係統(CAD),進行PCB電路設計並與計算機輔助製造係統(CAM)接口通過數據轉換製作出高精度、高分辨率的光繪底片。由於導線密度高,導線寬度與間距0.10-0.05mm,為(wei)保(bao)證(zheng)底(di)片(pian)導(dao)線(xian)圖(tu)形(xing)的(de)精(jing)度(du)和(he)準(zhun)確(que)度(du),以(yi)及(ji)電(dian)路(lu)圖(tu)形(xing)成(cheng)像(xiang)質(zhi)量(liang),要(yao)求(qiu)工(gong)作(zuo)間(jian)的(de)潔(jie)淨(jing)度(du)較(jiao)高(gao),通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)萬(wan)級(ji)或(huo)千(qian)級(ji),才(cai)能(neng)確(que)保(bao)底(di)片(pian)成(cheng)像(xiang)的(de)高(gao)質(zhi)量(liang)。
在圖形轉移工藝方麵,成像采用的材料具有高解像度的薄光敏抗蝕劑、CD(電泳法)及阻焊采用液體光敏阻焊劑。其中電泳法塗布的光致抗蝕層,厚度5-30微米,可控,其分辨率達到0.05-0.03mm。對提高精細電路圖形和阻焊圖形的精確度和一致性起到了很大的作用。
在電路圖形轉移過程中,除了嚴格控製工藝參數外,同樣對工作間的潔淨程度要求也非常高,達到了萬級標準或更小些。為確保圖形轉移的高質量,還要保證室內工作條件,如控製室內溫度在21±1℃、相對濕度55-60%。對所製作的底片和圖形轉移成像的半成品,都必須100%的進行檢查。
2、鑽孔工藝技術
鑽(zuan)孔(kong)質(zhi)量(liang)首(shou)先(xian)要(yao)保(bao)證(zheng)電(dian)鍍(du)通(tong)孔(kong)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)高(gao)質(zhi)量(liang),就(jiu)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)鑽(zuan)孔(kong)質(zhi)量(liang)。在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)國(guo)內(nei)外(wai)都(dou)十(shi)分(fen)重(zhong)視(shi)。特(te)別(bie)是(shi)表(biao)麵(mian)封(feng)裝(zhuang)多(duo)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)板(ban)厚(hou)與(yu)孔(kong)徑(jing)比(bi)較(jiao)高(gao),因(yin)此(ci)電(dian)鍍(du)通(tong)孔(kong)的(de)質(zhi)量(liang)成(cheng)了(le)提(ti)高(gao)表(biao)麵(mian)封(feng)裝(zhuang)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)合(he)格(ge)率(lv)的(de)關(guan)鍵(jian)。目(mu)前(qian)國(guo)外(wai)在(zai)通(tong)孔(kong)孔(kong)徑(jing)尺(chi)寸(cun)選(xuan)擇(ze)上(shang),采(cai)用(yong)直(zhi)徑(jing)0.25-0.30mm。通孔的小徑化的關鍵是高精度、高穩定性數控鑽床的開發和使用,近年來國外已開發和使用能鑽直徑為0.10mm孔的CNCzuanchuanghezhuanyonggongju。zaizuankongfangmian,jingyangaosuwomen,zaiyanjiujicaidewulihehuaxuexingnengdejichushang,zhengquedixuanzezuankonggongyicanshushifeichangzhongyaode。tongshihaiyaozhengquedexuanzesuocaiyongdefuzhucailiaojixiangpeitaodegongjiaju(如:上下墊板、定位方法、鑽頭等)。為適應微孔徑還采用激光打孔技術。
3、孔金屬化技術
在(zai)孔(kong)金(jin)屬(shu)化(hua)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian),為(wei)了(le)確(que)保(bao)孔(kong)金(jin)屬(shu)化(hua)質(zhi)量(liang)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing),在(zai)鑽(zuan)孔(kong)後(hou)的(de)預(yu)處(chu)理(li)采(cai)用(yong)新(xin)型(xing)的(de)凹(ao)蝕(shi)與(yu)去(qu)沾(zhan)汙(wu)的(de)工(gong)藝(yi)方(fang)法(fa)即(ji)低(di)堿(jian)性(xing)高(gao)錳(meng)酸(suan)鉀(jia)法(fa),提(ti)供(gong)非(fei)常(chang)優(you)異(yi)的(de)孔(kong)壁(bi)表(biao)麵(mian),消(xiao)除(chu)了(le)楔(xie)形(xing)槽(cao)和(he)裂(lie)縫(feng)缺(que)陷(xian)。並(bing)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)直(zhi)接(jie)電(dian)鍍(du)工(gong)藝(yi)、真空金屬化工藝和其它工藝方法,適應多種類型印製電路板的小孔、微孔、盲孔和埋孔孔金屬化需要。
4、真空層壓工藝
特別是製造多層壓印製電路板,國外普遍采用真空多層壓機。這是由於表麵安裝多層印製電路板內部圖形有特性阻抗(Z0)要求。因為特性阻抗與介質層的厚度及導線寬度有關(見下列公式): Z0=60/ε.LN.4H/D0注:ε為材料的介質常數 H介質材料的厚度 D0為導線的實際寬度
其qi中zhong介jie質zhi常chang數shu和he導dao線xian實shi際ji寬kuan度du已yi知zhi,所suo以yi介jie質zhi材cai料liao的de厚hou度du,就jiu成cheng為wei特te性xing阻zu抗kang的de關guan鍵jian因yin素su。采cai用yong真zhen空kong層ceng壓ya設she備bei和he計ji算suan機ji控kong製zhi,使shi層ceng壓ya質zhi量liang有you著zhe顯xian著zhu的de提ti高gao。因yin為wei真zhen空kong層ceng壓ya前qian多duo層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban層ceng與yu層ceng之zhi間jian已yi經jing真zhen空kong排pai氣qi,除chu去qu低di分fen子zi揮hui發fa物wu,使shi層ceng壓ya壓ya力li有you極ji為wei明ming顯xian的de降jiang低di,僅jin是shi常chang規gui多duo層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban層ceng壓ya壓ya力li1/4-1/2,從而使多層印製電路板導線圖形層之間的介質材料厚度均勻、精度高、公差小,保證特性阻抗Z0在設計要求的範圍以內的技術指標。同時,采用真空層壓工藝,對提高多層印製電路板的表麵平整度、減少多層印製電路板質量缺陷(如缺膠、分層、白斑及錯位等)。
- PCB印製電路板製造技術發展動向
- 底片製作及圖形轉移工藝
- 鑽孔工藝技術
- 孔金屬化技術
- 真空層壓工藝
隨著微型器件製造和表麵安裝技術的發展,促使PCB印製板的製造技術的革新和改進的速度更快,特別是電路圖形的導線寬度目前國外廣泛采用是引腳間通過三根導線、達到實用化階段的導線寬度是引腳間通過4-5根導線,並向著更細的導線寬度發展。為適應SMD多引線窄間距化,實現PCB印製電路板布線細線化。
正在普及的工藝是:普遍采用CAD/CAM係統,從設計提供的數據通過製造係統轉換成生產用的資料;在原材料方麵采用薄銅箔和薄幹膜光刻膠;由於窄間距要求PCB印製電路板表麵具有光麵平坦的銅表麵,以便製作微型焊盤和具有細線及其窄間距的電路圖形;所使用的基材應具有較高的熱衝擊能力,以使印製電路板在電裝過程中經過多次也不會產生氣泡、分層及焊盤鼓起等缺陷,確保表麵安裝組件的高可靠性;並采用高粘度銅箔和改性環氧樹脂確保在焊接溫度下保持其足夠的粘合強度、並還應具有高的尺寸穩定性,確保製作過程精細電路圖形定位的一致性和準確性的要求。
總之,細導線化、窄間距化的印製電路板製造技術發展速度是很快的,要想跟上世界先進的技術水平,就必須了解目前國外在這方麵的發展動態。
1、底片製作及圖形轉移工藝
底片製作及圖形轉移質量,直接影響製作精細電路圖形的品質。所以,在製作底片時普遍采用計算機輔助設計係統(CAD),進行PCB電路設計並與計算機輔助製造係統(CAM)接口通過數據轉換製作出高精度、高分辨率的光繪底片。由於導線密度高,導線寬度與間距0.10-0.05mm,為(wei)保(bao)證(zheng)底(di)片(pian)導(dao)線(xian)圖(tu)形(xing)的(de)精(jing)度(du)和(he)準(zhun)確(que)度(du),以(yi)及(ji)電(dian)路(lu)圖(tu)形(xing)成(cheng)像(xiang)質(zhi)量(liang),要(yao)求(qiu)工(gong)作(zuo)間(jian)的(de)潔(jie)淨(jing)度(du)較(jiao)高(gao),通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)萬(wan)級(ji)或(huo)千(qian)級(ji),才(cai)能(neng)確(que)保(bao)底(di)片(pian)成(cheng)像(xiang)的(de)高(gao)質(zhi)量(liang)。
在圖形轉移工藝方麵,成像采用的材料具有高解像度的薄光敏抗蝕劑、CD(電泳法)及阻焊采用液體光敏阻焊劑。其中電泳法塗布的光致抗蝕層,厚度5-30微米,可控,其分辨率達到0.05-0.03mm。對提高精細電路圖形和阻焊圖形的精確度和一致性起到了很大的作用。
在電路圖形轉移過程中,除了嚴格控製工藝參數外,同樣對工作間的潔淨程度要求也非常高,達到了萬級標準或更小些。為確保圖形轉移的高質量,還要保證室內工作條件,如控製室內溫度在21±1℃、相對濕度55-60%。對所製作的底片和圖形轉移成像的半成品,都必須100%的進行檢查。
2、鑽孔工藝技術
鑽(zuan)孔(kong)質(zhi)量(liang)首(shou)先(xian)要(yao)保(bao)證(zheng)電(dian)鍍(du)通(tong)孔(kong)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)高(gao)質(zhi)量(liang),就(jiu)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)鑽(zuan)孔(kong)質(zhi)量(liang)。在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)國(guo)內(nei)外(wai)都(dou)十(shi)分(fen)重(zhong)視(shi)。特(te)別(bie)是(shi)表(biao)麵(mian)封(feng)裝(zhuang)多(duo)層(ceng)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)板(ban)厚(hou)與(yu)孔(kong)徑(jing)比(bi)較(jiao)高(gao),因(yin)此(ci)電(dian)鍍(du)通(tong)孔(kong)的(de)質(zhi)量(liang)成(cheng)了(le)提(ti)高(gao)表(biao)麵(mian)封(feng)裝(zhuang)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)合(he)格(ge)率(lv)的(de)關(guan)鍵(jian)。目(mu)前(qian)國(guo)外(wai)在(zai)通(tong)孔(kong)孔(kong)徑(jing)尺(chi)寸(cun)選(xuan)擇(ze)上(shang),采(cai)用(yong)直(zhi)徑(jing)0.25-0.30mm。通孔的小徑化的關鍵是高精度、高穩定性數控鑽床的開發和使用,近年來國外已開發和使用能鑽直徑為0.10mm孔的CNCzuanchuanghezhuanyonggongju。zaizuankongfangmian,jingyangaosuwomen,zaiyanjiujicaidewulihehuaxuexingnengdejichushang,zhengquedixuanzezuankonggongyicanshushifeichangzhongyaode。tongshihaiyaozhengquedexuanzesuocaiyongdefuzhucailiaojixiangpeitaodegongjiaju(如:上下墊板、定位方法、鑽頭等)。為適應微孔徑還采用激光打孔技術。
3、孔金屬化技術
在(zai)孔(kong)金(jin)屬(shu)化(hua)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian),為(wei)了(le)確(que)保(bao)孔(kong)金(jin)屬(shu)化(hua)質(zhi)量(liang)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing),在(zai)鑽(zuan)孔(kong)後(hou)的(de)預(yu)處(chu)理(li)采(cai)用(yong)新(xin)型(xing)的(de)凹(ao)蝕(shi)與(yu)去(qu)沾(zhan)汙(wu)的(de)工(gong)藝(yi)方(fang)法(fa)即(ji)低(di)堿(jian)性(xing)高(gao)錳(meng)酸(suan)鉀(jia)法(fa),提(ti)供(gong)非(fei)常(chang)優(you)異(yi)的(de)孔(kong)壁(bi)表(biao)麵(mian),消(xiao)除(chu)了(le)楔(xie)形(xing)槽(cao)和(he)裂(lie)縫(feng)缺(que)陷(xian)。並(bing)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)直(zhi)接(jie)電(dian)鍍(du)工(gong)藝(yi)、真空金屬化工藝和其它工藝方法,適應多種類型印製電路板的小孔、微孔、盲孔和埋孔孔金屬化需要。
4、真空層壓工藝
特別是製造多層壓印製電路板,國外普遍采用真空多層壓機。這是由於表麵安裝多層印製電路板內部圖形有特性阻抗(Z0)要求。因為特性阻抗與介質層的厚度及導線寬度有關(見下列公式): Z0=60/ε.LN.4H/D0注:ε為材料的介質常數 H介質材料的厚度 D0為導線的實際寬度
其qi中zhong介jie質zhi常chang數shu和he導dao線xian實shi際ji寬kuan度du已yi知zhi,所suo以yi介jie質zhi材cai料liao的de厚hou度du,就jiu成cheng為wei特te性xing阻zu抗kang的de關guan鍵jian因yin素su。采cai用yong真zhen空kong層ceng壓ya設she備bei和he計ji算suan機ji控kong製zhi,使shi層ceng壓ya質zhi量liang有you著zhe顯xian著zhu的de提ti高gao。因yin為wei真zhen空kong層ceng壓ya前qian多duo層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban層ceng與yu層ceng之zhi間jian已yi經jing真zhen空kong排pai氣qi,除chu去qu低di分fen子zi揮hui發fa物wu,使shi層ceng壓ya壓ya力li有you極ji為wei明ming顯xian的de降jiang低di,僅jin是shi常chang規gui多duo層ceng印yin製zhi電dian路lu板ban層ceng壓ya壓ya力li1/4-1/2,從而使多層印製電路板導線圖形層之間的介質材料厚度均勻、精度高、公差小,保證特性阻抗Z0在設計要求的範圍以內的技術指標。同時,采用真空層壓工藝,對提高多層印製電路板的表麵平整度、減少多層印製電路板質量缺陷(如缺膠、分層、白斑及錯位等)。
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