9-10课时无铅材料与PCB

无铅材料与PCB的认识•无铅的提出•世界无铅进程•常用无铅焊料及其优劣•印制电路板简介•PCB的用途•板材的发展趋势无铅的提出•铅对人体有害铅是一种多亲和性毒物。主要损害神经系统、造血系统和消化系统。铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。例1：古罗马帝国灭亡－－引水工程中大量使用铅，造成人们体质恶化。例2：我国目前儿童平均铅含量：88.3ug/L。30％幼儿血铅含量超过国际公认水平100ug/L。•市场的竞争日本松下、NEC、SONY、东芝等公司2000年开始率先采用无铅制造技术，这样日本各电子企业大打“绿色”“环保”牌，更好进入西欧、北美市场，以迎合当地绿色环保组织。世界无铅进程•无铅技术已在全球的电子封装与装配工业领域占据中心舞台。日本、美国与欧洲开始在材料中减少并消除铅的含量。目前这三大驱动力在推动电子封装业中努力实现无铅。•日本内阁（MITI）提议在日本立法，几位日本主要的电子行业大亨开始了实行计划并宣布到2003年底争取消除含铅焊料。•欧洲第六届欧共体会议提议到2006年1月前实现无铅化。•北美的IPC也正收集更可靠的无铅化合金并预计在圆满结束前进行所有的预处理，IPCJ-STD—006测试法将应用于量化铅含量的等级。•我国：蒙特利尔协议常用无铅焊料及其优劣•具有优良的机械性能、拉伸强度、蠕变特性及耐热老化比Sn-Pb共晶焊料优越；无铅焊接比传统有铅焊接的强度高。•熔点和成本是Sn-Ag系焊料的主要问题。Sn-Ag系焊料，熔点偏高，比Sn-Pb共晶焊料高30-40℃，润湿性差，成本高；••所需能量比较：无铅焊接是传统有铅焊接所需能量的6－7倍。包括原材料的制成、焊膏的制成、焊接过程等。•温室效应：无铅焊接产生的二氧化碳排放量比传统有铅焊接的大。•重金属含量：无铅焊接比传统有铅焊接的多。特别是铋对环境有害，且贵。•延展性比Sn-Pb共晶焊料稍差，但不存在延展性随时间加长而劣化的问题；•从含Ag的Sn基无铅焊料中回收Bi和Cu是十分困难的。•焊膏容易氧化。印制电路板简介PCB：全称printcircuitboard,是在覆铜板上贴上干膜，经曝光显影、蚀刻形成导电线路图形在电子产品起到电流导通与信号传送的作用,是电子原器件的载体.PCB的用途•电脑主板及附属设备•通讯用产品•办公用品•家电产品•医疗产品•军用产品等板材的发展趋势板材的发展趋势：两大发展趋势无卤化；无铅化；ROHS标准ROHS标准定义RoHS是《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》(theRestrictionoftheuseofcertainhazardoussubstancesinelectricalandelectronicequipment)的英文缩写。此指令主要是对产品中的铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯(PBB)及聚溴联苯醚(PBDE)含量进行限制。不符合ROHS标准有害物质RoHS一共列出六种有害物质，包括：铅Pb，镉Cd，汞Hg，六价铬Cr6＋，聚溴联苯PBB，聚溴联苯醚PBDE。ROHS标准实施时间欧盟将在2006年7月1日实施RoHS，届时，不符合标准的电气电子产品将不允许进入欧盟市场。ROHS工艺实施目前印制板采用的无铅化表面处理方法有涂覆可焊性有机保护层（OSP）、电镀镍/金，化学镀镍/金、电镀锡、化学镀锡、化学镀银、热风整平无铅焊锡等。这些表面处理方法有的在印制板产品得到大量应用，有的还在推广中。无铅焊锡热风整平工艺与设备也已进入试用之中。线路板分类1、依层次分：单面板双面板多层板2、依材质分：刚性板挠性板刚挠板PCB产品的分类及构成•1、以材质分有机材质：酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、聚酰亚胺、环氧树脂胶合等皆属之。无机材质：铝、覆铜板、陶瓷板等皆属之。主要取其散热功能10PCB产品的分类及构成2、以成品软硬区分硬板RigidPCB11PCB产品的分类及构成软板FlexiblePCB12PCB产品的分类及构成软硬板Rigid-FlexPCB13PCB产品的分类及构成3、以结构分单面板（剖面图）14PCB产品的分类及构成双面板（剖面图）15PCB产品的分类及构成多层板（剖面图）16PCB产品的分类及构成增层板（剖面图）17PCB产品的分类及构成4、以表面处理方法分喷锡板化金板ENTEK（抗氧化）板化银板18PCB的构造PCB的结构其实就是像一块三明治一样。以一块多层板为例来进行说明19。。内层外层元件（Comp层）外层（Sold层）焊接Power层Ground接地层绝缘层Signal信号层导通孔认识PCB上的部件1.SOLDERMASK阻焊层（简称S/M）20S/M防焊认识PCB上的部件2.线路（LINE）21线路认识PCB上的部件3.底板﹕板面上没有金属覆盖之区域,一般在绿色膜(防焊)下。22底板认识PCB上的部件4.孔（HOLE）﹕4.1镀通孔或电镀孔（PLATEDTHROUGHHOLE,简称PTH孔）﹕23零件孔导通孔（VIAHOLE）认识PCB上的部件4.2非电镀孔（NON-PTH孔）24非电镀孔认识PCB上的部件4.3环宽（ANNULARRING,简写为A/R）25环宽认识PCB上的部件5.锡垫（PAD）﹕5.1SMDPAD:26SMDPAD整个区块称为SMD认识PCB上的部件5.2BGAPAD:27BGAPAD整个区块称为BGA认识PCB上的部件5.3其它PAD:28方形圆形长方形认识PCB上的部件6.准记号或感应点（FIDUCIALMARK或TARGETRING）29感应点认识PCB上的部件7.印字﹕30RP30RP32印字印字认识PCB上的部件8.印记﹕31印记认识PCB上的部件9.蚀刻字样、数字、符号﹕9.1料号（PARTNUMBER简写P/N）例如：116BA113C116前三码代表客户代号B代表不同制程（喷锡）A代表层数（十层板）113代表客户产品序号C代表客户版本32认识PCB上的部件9.2DATECODE(生产周期)﹕330112GXDATECODE认识PCB上的部件9.3UL标志：1.“UL94”（testforflammability燃性试验）2.“UL796”（PCB印刷线路板与耐燃性）。340112GXUL94V-0UL标志认识PCB上的部件10.金手指（GOLDFINGER简写为G/F）﹕35金手指认识PCB上的部件11.金手指斜边﹕36金手指斜边认识PCB上的部件12.金手指导角：37金手指导角认识PCB上的部件13.38V-Cut防呆点需露出铜面印字防呆点需盖上白漆点塞防呆点需盖上绿漆PCB特定名词1.金手指重要区:指金手指宽度比较宽的那一头为接触区由各边缘量起5mil后，围成之内圈，就是重要区域。395milPCB特定名词2.金手指非重要区:指金手指宽度比较窄的那一头为非接触区及宽度比较宽的那一头为接触区由各边缘量起5mil以外，也就是非重要区。405milPCB特定名词3.金手指接线路处:指金手指与线路连接的地方。41PCB特定名词4.金手指间距:指金手指与金手指之间的距离。42PCB特定名词5.线路间距:指线路与线路之间的距离。43PCB特定名词6.SMD间距:指两个SMD之间的距离。44PCB特定名词7.孔与线路间距:孔与线路之间的距离。45PCB特定名词8.SMD与线路间距:SMD与线路之间的距离。46PCB特定名词9.环宽﹕指小孔周围那一圈铜环（或上有锡或金的环）的宽度。47PCB特定名词10.G/F宽度﹕指G/F一边到另一边的距离。48PCB特定名词11.SMD宽度﹕指SMD一边到另一边的距离。49PCB特定名词12.线宽﹕指一条线路的宽度。50PCB特定名词13.Pitch﹕指SMD边至另一SMD边之距离。也就是一个SMD宽度加上间距的距离。51课后作业•写出PCB的简介并说出它的用途。