pcb制造流程介紹-全文預(yù)覽

　　

【正文】 很低只有 19 度 c, 故在常溫時(shí)呈可撓性， 也使線路的附著力及尺寸安定性不好。而且流動(dòng)性不好 ,壓合不易填 滿(mǎn)死角 。 C. 缺點(diǎn) : ，不易達(dá)到 UL94 V0 的難燃要求。因?yàn)榇嘈缘年P(guān)係 , 鑽孔要特別注意 . 上述兩種添加樹(shù)脂都無(wú)法溴化 ,故加入一般 FR4 中會(huì)降低 其難燃性 . 聚亞醯胺樹(shù)脂 Polyimide(PI) A. 成份 主要由 Bismaleimide 及 Methylene Dianiline 反應(yīng)而成的聚合物 ,見(jiàn)圖 . B. 優(yōu)點(diǎn) 電路板對(duì)溫度的適應(yīng)會(huì)愈來(lái)愈重要，某些特殊高溫用途的板子，已非環(huán)氧樹(shù)脂所能勝任，傳統(tǒng)式 FR4 的 Tg 約 120℃ 左右，即使高功能的 FR4 也只到達(dá) 180190 ℃，比起聚亞醯胺的 260 ℃ 還有一大段距離 .PI 在高溫下所表現(xiàn)的良好性質(zhì) ,如良好的撓性、銅箔抗撕強(qiáng)度、抗化性、介電性 、尺寸安定性皆遠(yuǎn)優(yōu)於 FR4。 B. Tetrafunctional Epoxy 另一種常被添加於 FR4 中的是所謂 四功能的環(huán)氧樹(shù)脂 (Tetrafunctional Epoxy Resin ).其與傳統(tǒng) 雙功能 環(huán)氧樹(shù)脂不同之處是具立體空間架橋 ,見(jiàn)圖 ， Tg 較高能抗較差的熱環(huán) 境，且抗溶劑性、抗化性、抗?jié)裥约俺叽绨捕ㄐ砸埠煤芏啵也粫?huì)發(fā)生像 Novolac 那樣的缺點(diǎn)。 E. FR4 難燃性環(huán)氧樹(shù)脂 傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂遇到高溫著火後若無(wú)外在因素予以撲滅時(shí)， 會(huì)不停的一直燃燒下去直到分子中的碳?xì)溲趸虻紵戤厼橹埂＠? Tg 提高後 , ， 使基板在 X 及 Y 方向的膨脹減少，使得板子在受熱後銅線路與基材之間附著力不致減弱太多，使線路有較好的附著力。早期的基板商並不瞭解下游電路板裝配工業(yè)問(wèn)題，那時(shí)的 dicey 磨的不是很細(xì)，其溶不掉的部份混在底材中，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間聚集的吸水後會(huì)發(fā)生針狀的再結(jié)晶 , 造成許多爆板的問(wèn)題。 (不含溴的樹(shù)脂在 NEMA 規(guī)範(fàn)中稱(chēng)為 G10) 此種含溴環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)很多如介電常數(shù)很低，與銅箔的附著力很強(qiáng)，與玻璃纖維結(jié)合後之撓性強(qiáng)度很不錯(cuò)等。 填充劑 (Additive) 碳酸鈣、矽化物、 及氫氧化鋁 或 化物等增加難燃效果。在液態(tài)時(shí)稱(chēng)為清漆或稱(chēng)凡立水（ Varnish) 或稱(chēng)為 Astage， 玻璃布在浸膠半乾成膠片後再經(jīng)高溫軟化液化而呈現(xiàn)黏著性而用於雙面基板製作或多層板之壓合用稱(chēng) Bstage prepreg ,經(jīng)此壓合再硬化而無(wú)法回復(fù)之最終狀態(tài)稱(chēng)為 Cstage。 c. 碳墨貫孔 (Carbon Through Hole)用紙質(zhì)基板 . 碳墨膠油墨中的石墨不具有像銀的移行特性，石墨所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧珒H僅是作簡(jiǎn) 單的訊號(hào)傳遞者，所以 PCB業(yè)界對(duì)積層板除了碳墨膠與基材的密著性、翹 曲度外，並沒(méi)有特別要求 .石墨因有良好的耐磨性，所以 Carbon Paste 最早期 是被應(yīng)用來(lái)取代 Key Pad 及金手指上的鍍金，而後延伸到扮演跳線功能。 2) 電氣與吸水性： 許多絕緣體在吸濕狀態(tài)下，降低了絕緣性，以致提供金屬在電位差趨動(dòng)力下 發(fā)生移行的現(xiàn)象， FR4 在尺寸安性、電氣性與吸水性方面都比 FR1 及 XPC 佳，所以生產(chǎn)銀貫孔印刷電路板時(shí)，要選用特製 FR1 及 XPC 的紙質(zhì)基板 .板材。 UL94 要求 FR1 難燃性有 V0、 V1 與 V2 不同等級(jí)，不過(guò)由於三種等級(jí)板材價(jià)位差異不大，而且考慮安全起見(jiàn)，目前電器界幾乎全採(cǎi)用 V0 級(jí)板材。 紙質(zhì)板中最暢銷(xiāo)的是 XXXPC 及 FR2．前者在溫度 25 ℃ 以上 ,厚度在 .062in 以下就可以沖製成型很方便，後者的組合與前完全相同，只是在樹(shù)脂中加有三氧化二銻增加其難燃性。其反應(yīng)化學(xué)式見(jiàn)圖 1910 年有一家叫 Bakelite 公司加入帆布纖維而做成一種堅(jiān)硬強(qiáng)固，絕緣性又好的材料稱(chēng)為 Bakelite，俗名為電木板或尿素板。 結(jié)語(yǔ) 頗多公司對(duì)於製前設(shè)計(jì)的工 作重視的程度不若製程 ,這個(gè)觀念一定要改 ,因?yàn)殡S著電子產(chǎn)品的演變 ,PCB 製作的技術(shù)層次愈困難 ,也愈須要和上游客戶(hù)做最密切的溝通 ,現(xiàn)在已不是任何一方把工作做好就表示組裝好的產(chǎn)品沒(méi)有問(wèn)題 ,產(chǎn)品的使用環(huán)境 , 材料的物 ,化性 , 線路Layout 的電性 , PCB 的信賴(lài)性等 ,都會(huì)影響產(chǎn)品的功能發(fā)揮 .所以不管軟體 ,硬體 ,功能設(shè)計(jì)上都有很好的進(jìn)展 ,人的觀念也要有所突破才行 . 三 . 基板 印刷電路板是以銅箔基板（ Copperclad Laminate 簡(jiǎn)稱(chēng) CCL ）做為原料而製造的電器或電子的重要機(jī)構(gòu)元件 ,故從事電 路板之上下游業(yè)者必須對(duì)基板有所瞭解 :有那些種類(lèi)的基板 ,它們是如何製造出來(lái)的 ,使用於何種產(chǎn)品 , 它們各有那些優(yōu)劣點(diǎn) ,如此才能選擇適當(dāng)?shù)幕?.表 簡(jiǎn)單列出不同基板的適用場(chǎng)合 . 基板工業(yè)是一種材料的基礎(chǔ)工業(yè)， 是由介電層（樹(shù)脂 Resin ，玻璃纖維 Glass fiber ），及高純度的導(dǎo)體 (銅箔 Copper foil )二者所構(gòu)成的複合材料（ Composite material），其所牽涉的理論及實(shí)務(wù)不輸於電路板本身的製作。例如乾式做法的鉍金屬底片 . 一般在保存以及使用傳統(tǒng)底片應(yīng)注意事項(xiàng)如下： 、傳遞以及保存方式 －程式 含一 ,二次孔鑽孔程式，以及外形 Routing 程式其中 NC Routing 程式一般須另行處理 e. DFM－ Design for manufacturing .PCB layout 工程師大半不太了解， PCB 製作流程以及各製程需要注意的事項(xiàng)，所以在 Layout 線路時(shí)，僅考慮電性、邏輯、尺寸等，而甚少顧及其它。 由於線路密度愈來(lái)愈高，容差要求越來(lái)越嚴(yán)謹(jǐn)，因此底片尺寸控制，是目前很多 PCB 廠的一大課題。 PCB 制造流程及說(shuō)明 4 較大工作尺寸，可以符合較大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多 ,而且設(shè)備製程能力亦需提升，如何取得一個(gè)平衡點(diǎn)，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與工程師的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)重要的。 （裁切方式與磨邊處理須考慮進(jìn)去）。而這些原物料的 耗用，直接和排版尺寸恰當(dāng)與否有關(guān)係。下表列舉數(shù)個(gè)項(xiàng)目，及其影響。 有部份專(zhuān)業(yè)軟體或獨(dú)立或配合NC Router,可設(shè)定參數(shù)直接輸出程式 . Shapes 種類(lèi)有圓、正方、長(zhǎng)方 ,亦有較複雜形狀，如內(nèi)層之 thermal pad 等。 著手設(shè)計(jì) 所有資料檢 核齊全後，開(kāi)始分工設(shè)計(jì)： A. 流程的決定 (Flow Chart) 由資料審查的分析確認(rèn)後，設(shè)計(jì)工程師就要決定最適切的流程步驟。 、膠片與乾膜的使用尺寸與工作 PANEL 的尺寸須搭配良好，以免浪費(fèi)。大部份電子廠做線路 Layout 時(shí)，會(huì)做連片設(shè)計(jì)，以使裝配時(shí)能有最高的生產(chǎn)力。 C. 上述乃屬新資料的審查 , 審查完畢進(jìn)行樣品的製作 .若是舊資料 ,則須 Check 有無(wú)戶(hù) ECO (Engineering Change Order) .再進(jìn)行審查 . 排版的尺寸選擇將影響該料號(hào)的獲利率。 A. 審查客戶(hù)的產(chǎn)品規(guī)格，是否廠內(nèi)製程能力可及，審查項(xiàng)目見(jiàn)承接料號(hào)製程能力檢查表 . （ BOMBill of Material） 根據(jù)上述資料審查分析後，由 BOM 的展開(kāi)，來(lái)決定原物料的廠牌、種類(lèi)及規(guī)格。 D. IPC350 IPC350是 IPC 發(fā)展出來(lái)的一套 neutral format,可以很容易由 PCB CAD/CAM 產(chǎn)生 ,然後依此系統(tǒng) ,PCB SHOP 再產(chǎn)生 NC Drill Program,Netlist,並可直接輸入 Laser Plotter 繪製底片 . E. Laser Plotter 見(jiàn)圖 ,輸入 Gerber format 或 IPC 350 format 以繪製 Artwork F. Aperture List and DCodes 見(jiàn)表 及圖 ,舉一簡(jiǎn)單實(shí)例來(lái) 說(shuō)明兩者關(guān)係 , Aperture 的定義亦見(jiàn)圖 ： 客戶(hù)必須提供的資料： 電子廠或裝配工廠，委託 PCB SHOP 生產(chǎn)空板（ Bare Board）時(shí)，必須提供下列資料以供製作。 1960 年代一家名叫 Gerber Scientific（現(xiàn)在叫 Gerber System）專(zhuān)業(yè)做繪圖機(jī)的美國(guó)公司所發(fā)展出的格式，爾後二十年，行銷(xiāo)於世界四十多個(gè)國(guó)家。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機(jī)做為製前工具，現(xiàn)在己被電腦、工作軟體及鐳射繪圖機(jī)所取代。 製造方法介紹 A. 減除法，其流程見(jiàn)圖 B. 加成法，又可分半加成與全加成法，見(jiàn)圖 C. 尚有其它因應(yīng) IC封裝的變革延伸而出的一些先進(jìn)製程，本光碟僅提及但不詳加介紹，因有許多尚屬機(jī)密也不易取得，或者成熟度尚不夠。 以下就歸納一些通用的區(qū)別辦法，來(lái)簡(jiǎn)單介紹 PCB 的分類(lèi)以及它的製造方 法。它是用金屬箔予以切割成線 路導(dǎo)體，將之黏著於石蠟紙上，上面同樣貼上一層石蠟紙，成了現(xiàn)今 PCB 的機(jī)構(gòu)雛型。PCB 制造流程及說(shuō)明 1 PCB 制造流程及說(shuō)明（上集） 一 . PCB 演變 PCB 扮演的角色 PCB 的功能為提供完成第一層級(jí)構(gòu)裝的元件與其它必須的電子電路零件接 合的基地，以組成一個(gè)具特定功能的模組或成品。 PCB 的演變 1903 年 Mr. Albert Hanson 首創(chuàng)利用 線路 (Circuit)觀念應(yīng)用於電話交換機(jī)系統(tǒng)。 PCB 種類(lèi)及製法 在材料、層次、製程上的多樣化以適 合 不同的電子產(chǎn)品及其特殊需求。主要取其散熱功能 B. 以成品軟硬區(qū)分 a. 硬板 Rigid PCB Flexible PCB 見(jiàn)圖 RigidFlex PCB 見(jiàn)圖 C. 以結(jié)構(gòu)分 見(jiàn)圖 見(jiàn)圖 見(jiàn)圖 D. 依用途分：通信 /耗用性電子 /軍用 /電腦 /半導(dǎo)體 /電測(cè)板… ,見(jiàn)圖 BGA. 另有一種射出成型的立體 PCB，因使用少，不在此介紹。以前，只要客戶(hù)提供的原始資料如 Drawing, Artwork, Specification，再以手動(dòng)翻片、排版、打帶等作業(yè)，即可進(jìn)行製作，但近年由於電子產(chǎn)品日趨輕薄短小， PCB 的製造面臨了幾個(gè)挑戰(zhàn) :（ 1）薄板（ 2）高密度（ 3）高性能PCB 制造流程及說(shuō)明 2 （ 4）高速 ( 5 ) 產(chǎn)品週期縮短（ 6）降低成本等。 名詞的定義與解說(shuō) A Gerber file 這是一個(gè)從 PCB CAD 軟體輸出的資料檔做為光繪圖語(yǔ)言。 data：定義圖像（ imaging） C. RS274X 是 RS274D 的延伸版本，除 RS274D 之 Code 以外，包括 RS274X Parameters，或稱(chēng)整個(gè) extended Gerber format 它以?xún)蓚€(gè)字母為組合，定義了繪圖過(guò)程的一些特性。 .資料審查 面對(duì)這麼多的資料，製前設(shè)計(jì)工程師接下來(lái)所要進(jìn)行的工作程 序與重點(diǎn)，如下所述。 表歸納客戶(hù)規(guī)範(fàn)中，可能影響原物料選擇的因素。而這些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰當(dāng)與否有關(guān)係。 （裁切方式與磨邊處理須考慮進(jìn)去）。 較大工作尺寸，可以符合較大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多 ,而且設(shè)備製程能力亦需提升，如何取得一個(gè)平衡點(diǎn)，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與工程師的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)重要的。部份 CAM 系統(tǒng)可產(chǎn)生外型 NC Routing 檔，不過(guò)一般 PCB Layout 設(shè)計(jì)軟體並不會(huì)產(chǎn)生此檔。 c. Working Panel 排版注意事項(xiàng)： － PCB Layout 工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，為協(xié)助提醒或注意某些事項(xiàng)，會(huì)做一些輔助的記號(hào)做參考，所以必須在進(jìn)入排版前，將之去除。 有些工廠認(rèn)為固定某些工作尺寸可以符合最大生產(chǎn)力，但原物料成本增加很多 .下列是一些考慮的方向： 一般製作成本，直、間接原物料約佔(zhàn)總成本 30~60%，包含了基板、膠片、銅箔、防焊、乾膜、鑽頭、重金屬（銅、鍚、鉛、金），化學(xué)耗品等。要計(jì)算最恰當(dāng)?shù)呐虐妫毧紤]以下幾個(gè)因素。 . 5 不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有不同製作流程，及不同的排版限制，例如，金手指板，其排版間距須較大且有方向的考量，其測(cè)試治具或測(cè)試次序規(guī)定也不一樣。所須繪製的底片有內(nèi)外層之線路，外層之防焊，以及文字底片。而底片製造商亦積極研究替代材料，以使尺寸之安定性更好。 PCB 廠必須有一套針對(duì)廠內(nèi)製程上的特性而編輯的規(guī)範(fàn)除了改善產(chǎn)品良率以及提昇生產(chǎn)力外，也可做為和 PCB 線路 Layout 人員的溝通語(yǔ)言，見(jiàn)圖 . C. Tooling 指 AOI 與電測(cè) Netlist 檔 ..AOI 由 CAD reference 檔產(chǎn)生 AOI 系統(tǒng)可接受的資料、且含容差，而電測(cè) Net list 檔則用來(lái)製作電測(cè)治Fixture。是由液態(tài)的酚（ phenol）及液態(tài)的甲醛（ Formaldehyde 俗稱(chēng) Formalin ）兩種便宜的化學(xué)品， 在酸性或鹼性的催化條件下發(fā)生立體架橋（ Crosslinkage ）的連續(xù)反應(yīng)而硬化成為固態(tài)的合成材料。 P 表示需要加熱才能沖板子（ Punchable ），否則材料會(huì)破裂，