PCB(PrintedCircuitBoard)

張智淵KevinChangGerber:描述印刷電路板圖像的銅層，阻焊層，鑽孔等。Fabdrawing:絕緣印刷油墨的顏色。印刷電路板的最後表面處理(SurfaceFinished)電路板的基材等級。拼板樣式及尺寸。*有鉛及無鉛優劣比較無鉛1.液化熔點高2.熔銅污染增加3.表面張力大4.沾錫時間長(約2秒)5.更易空焊有鉛無鉛1.鹵為一種阻燃劑，指含有Cl、Br、F等元素．2.鹵主要應用在塑料橡膠材料，化學性質呈惰性，與塑料的相容性比較好，阻燃效果好、使用成本低，諸多特徵都是其它阻燃劑所不能替代的。3.燃燒時會產生大量的煙霧，戴奧辛跟鹵酸(有毒物質)*HalogenFree(無鹵)印刷電路板(PrintedCircuitBoard)，簡稱為PCB*A.以材質分*a.有機材質*酚醛樹脂、玻璃纖維/環氧樹脂、Polyimide等皆屬之。*b.無機材質*鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能*B.以成品軟硬區分*a.硬板RigidPCB*b.軟板FlexiblePCB*c.軟硬板Rigid-FlexPCB*C.以結構分*a.單面板*b.雙面板*c.多層板A.減成法:其流程見圖B.加成法:又可分半加成與全加成法製作流程圖**減成法**銅箔基板鑽孔化銅+鍍銅蝕刻清除阻劑形成電路顯像特殊催化基板塗催化塗料鑽孔粗化催化負片抗鍍阻劑沉積到所需厚度**加成法***基板上沒有貼合銅箔兩種製造方法:非催化基板塗非催化塗料鑽孔沉積到所需厚度催化粗化負片抗鍍阻劑**半加成法**銅箔基板正片蝕刻阻劑蝕刻鑽孔清除阻劑沉積到所需厚度正片抗鍍阻劑催化清除阻劑*單面板*雙面板*多層板**基板*電路板是以銅箔基板（Copper-cladLaminate簡稱CCL）做為原料而製造的電器或電子的元件，以下為不同基板的適用場合PCB種類層數應用領域紙質酚醛樹脂單、雙面板電視、顯示器、電源供應器、音響、影印機(FR&FR2)錄放影機、計算機,電話機、遊樂器、鍵盤環氧樹脂複合基材單、雙面板電視,顯示器、電源供應器、高級音響、電話機(CEM1,CEM3)遊戲機、汽車用電子產品、滑鼠、電子計事簿玻纖布環氧樹脂單、雙面板介面卡、電腦周邊設備、通訊設備、無線電話機手錶、文書處理玻纖布環氧樹脂多層板桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、硬蝶機,文書處理機、呼叫器,行動電話、IC卡、數位電視音響傳真機、軍用設備、汽車工業等.PE軟板儀表板、印表機PI軟板照相機、硬蝶、印表機、筆記型電腦、攝錄放影機軟硬板LCD模組、CCD攝影機、硬蝶機、筆記型電腦TEFLONBasePCB通訊設備、軍用設備、航太設備PCB種類及應用領域*酚醛樹脂PhenolicResin紙質板中最暢銷的是XXXPC[X(機械性)X(可用電性)X(無線電波及高濕度的場所)P(要加熱才能沖板子)C(可冷沖加工)]及FR-2，FR-抗燃*環氧樹脂EpoxyResin是目前印刷線路板業用途最廣的底材．BisphenolA及Epichlorohydrin用dicy做為架橋劑所形成的聚合物。為了安全，加入溴原子，而含溴環氧樹脂的優點很多如介電常數很低，與銅箔的附著力很強，與玻璃纖維結合後之撓性強度很不錯等。*Teflon鐵弗龍其最大的特點是阻抗很高(Impedance)對高頻微波(microwave)通信用途上有絕緣性，不受環境及頻率的影響，介質損耗小，擊穿電壓高、不易燃燒。1.耐高低溫性：對溫度的影響變化不大，溫域范圍廣，可使用溫度-190~260℃。2.自潤滑性：具有塑料中最小的摩擦系數，是理想的無油潤滑材料。3.表面不粘性：已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固體材料。耐大氣老化性，耐輻照性能和較低的滲透性：長期暴露於大氣中，表面及性能保持不變物理性質：Teflon的機械性質較軟。*銅箔(copperfoil)輾軋法(Rolled-orWroughtMethod)電鍍法(ElectrodepositedMethod)A.優點.a.延展性(Ductility)高,對FPC使用於動態環境下,有較好的耐用度.b.低的表面稜線(Low-profileSurface),對於一些Microwave零件有利.B.缺點.a.和基材的附著力不好.b.成本較高.c.因技術問題,寬度受限.A.優點a.價格便宜.b.可有各種尺寸與厚度.B.缺點.a.延展性差,b.應力極高無法撓曲又很容易折斷PCB設計銅鉑厚度、線寬和電流關係PCB的電流負載能力原則上取決於佈線(trace)銅箔斷面的截面積與溫升，但截面積又與線路的寬度及厚度正相關．1.0盎司(oz)=0.0014英吋(inch)=1.4mils=0.035毫米(mm)2.0盎司(oz)=0.0028英吋(inch)=2.8mils=0.070毫米(mm)較常使用的銅箔厚度I=K△T0.44A0.75K：為修正係數，一般覆銅線在內層時取0.024，在外層時取0.048。△T：=temperatureriseaboveambientin°CA：cross-sectionalareainmils²I：maximumcurrentinAmps1(mil)=25.4(um)=0.0254mm線寬的單位是：Inch（1inch=2.54cm=25.4mm=1000mil）PCB走線越寬，載流能力越大。假設在同等條件下，10MIL的走線能承受1A，那麼50MIL的走線能承受多大電流，是5A嗎？(數據來源：MIL-STD-275PrintedWiringforElectronicEquipment，線寬單位：Inch)PP(膠片Prepreg)Prepreg是指玻璃纖維或其它纖維浸含樹脂，並經部份聚合而形成。Prepreg又有人稱之為Bondingsheet常見膠片種類與厚度關係*PCB疊構microstripstripline指PCB外層的trace，經一介電物質鄰接一整片平面（solidplane）。Microstrip方式提供PCB的RF壓制，同時也可容許比stripline較快之clock與邏輯訊號。Microstrip的缺點是此PCB外部信號層會幅射RF能量進入環境，除非在此層之上下加入shielding。信號層介於兩個solidplanes（Voltage或Ground）之間。Stripline的RF輻射抑制能力較好，但只能用在較低之傳輸速度。使用Stripline的主要效應是對內部trace之RF訊號遮蔽，所以對RF幅射有較好之抑制能力。需把握的重點關鍵是每一個繞線層（routinglayer）必定要相鄰一個完整平面（solidplane）四層板四層板之堆疊只有一種方式。因使用Power及Ground平面層，EMI之特性有很大之改善。但四層板對產生自電路及Trace之RF電流通量消除之效果並不好。第一層，Componentside，信號及Clocks第二層，GroundPlane第三層，PowerPlane第四層，Solderside，信號及Clocks使用六層佈線層及四層平面層。第一層，Componentside，microstrip信號佈線層第二層，Groundplane第三層，Stripline佈線層第四層，Stripline佈線層第五層，Groundplane第六層，Powerplane第七層，Stripline佈線層第八層，Stripline佈線層第九層，Groundplane第十層，Solderside，microstrip信號佈線層十層板曝光製程乾膜：壓膜→曝光→顯像→蝕刻→剝膜目的:將處裡的基板銅面透過‘’熱壓‘’方式貼上抗蝕乾膜(DryFilm)水溶性乾膜主要是由於組成成分中含有機酸根，會與強鹼反應變成鹽類，且可以被水溶掉．壓膜前壓膜後乾膜壓膜＊乾膜是一種能感光、顯像、抗電鍍、抗蝕刻的阻劑曝光(Exposure)目的:經過光源的作用，將原始底片的圖像轉移到光底板上主要原物料：底片(film)內層用的是負片，白色透光部份發生光聚合反應，黑色不透光所以不會發生反應，外層所用的為正片曝光前曝光後負片:一般是我們講的tenting製程,使用酸性蝕刻，負片的底片，要的線路或銅面部分是透明的，黑/棕色為不需要的部分，在曝光後，透明的地方會因為受到乾膜阻劑的作用硬化，然後再將沒有硬化的部分去除(顯影)，於是在蝕刻的製程中，只會咬蝕沒有乾膜的部分(銅箔)(底片黑色或棕色的部份)，剩下的部分去乾膜後即為需要的電路(底片透明的部份)。正片:一般指pattern製程,使用鹼性蝕刻，正片的底片，黑/棕色為要的線路或銅面，不要是透明的，在曝光之後，透明的地方會因為受到乾膜阻劑的作用硬化，然後再將沒有硬化的部分去除(顯影)，然後做鍍錫鉛，將其鍍在已顯影完的電路上，然後去膜，再用鹼性藥水咬掉沒有錫鉛的部分(底片透明的部份)，剩下即為所需之電路(底片黑色或棕色的部份)。顯影(Developing)目的:用鹼液作用將未發生化學反應的乾膜沖掉主要原物料：Na2𝐶𝑂3有發生聚合反應的乾膜則留在板面上作為蝕刻時的保護層顯影前顯影後蝕刻(Etching)目的:利用藥液將顯影後露出的銅侵蝕掉，形成內部的線路圖形主要原物料：CuCl2蝕刻前蝕刻後剝膜(Strip)目的:利用強鹼將保護銅面的抗侵蝕層剝掉，露出線路圖形．主要原物料：NaOH剝膜前剝膜後28AOI檢驗:全名為AutomaticOpticalInspection，自動光學檢測目的：利用光學反射的原理將內層電路進入設備處理，用設定好的邏輯判斷原則或是資料圖形做比較，找出有缺點的地方．注意事項：由於AOI為光學判讀有其盲點，比如說零件底下的焊錫就無法判斷，目前僅能檢查零件是否有站立(tombstone)或側立、缺件、位移、極性方向、錫橋、空焊等，但無法判斷假焊、BGA焊性、電阻值、電容值、電感值等零件品質，所以到目前為止還沒辦法完全取代ICT。*流程介绍:目的：*壓合：將銅箔（Copper)、半固化片（Prepreg)與棕化處理後的内層線路板壓合成多層板。*鑽孔：在板面上鑽出層與層相通的導通孔。叠板壓合鑽孔*疊板:目的:將板子做堆疊，使成待疊多層板的形式主要生產原料:銅箔、PP半固化片Layer1Layer2Layer3Layer4Layer5Layer6疊板介紹2L3L4L5L*壓合:*目的:利用熱壓的方式將疊合板壓成多層板*主要生產原料:牛皮紙、鋼板鋼板壓力牛皮纸承載盤熱板壓合介紹*目的:*在板面上鑽出層與層之間線路連接的導通孔*主要原物料:鑽頭;蓋板;墊板蓋板與墊板(EntryandBack-up):墊板:是為了防止針刺透而傷到鑽機檯面之用，是一種必須的耗材．蓋板:主要目的是為鑽針的定位、散熱、防止上層銅面產生出口性毛頭等．鑽孔铝蓋板墊板鑽頭墊木板鋁板通孔(PlatingThroughHole，PTH)：直接用鑽頭或雷射鑽孔做全鑽孔(會浪費PCB空間)埋孔(Buriedhole)：PCB內部任意電路層的連接但未導通至外層。盲孔(Blindhole)：將PCB的最外層電路與鄰近內層以電鍍孔連接，因為看不到對面，所以稱為「盲通」。疊孔(ViaonVia)疊孔底部要填孔Via沒有對正中間有包孔Dimple小,包孔機率也小鑽孔管理1.準確度(Acuracy):指孔位在X,Y座標數據的精確性,例如板子正、反面在孔位上的差距，通常也指最上層與最下層同一孔的位置誤差.2.孔壁的品質(Holewallquality)3.生產力(Productivity):指每次疊高的片數、X,Y及Z等方向之移動，換夾鑽針、上下板料、逐段鑽或一次鑽通等總體生產速度．4.成本(Cost):疊板片數或鑽針次數，蓋板及電板的用料、鑽後品檢之執行等等…整孔(HoleConditioning):除了做清潔作用外，還有把非金屬不導電的孔壁做初步整理與安排，使其更容易牢固受金屬反應.黑孔(BlackHole):以碳粉(TONER)對孔壁做導電塗佈．優點：1.流程縮短時間2.廢水汙染降低缺點:1.對於小孔的板子較容易破孔，速度要放慢．