PCB制造工艺流程(基材单面多层)（PPT62页)

1一．PCB简介二．PCB种类三．PCB的构成四．PCB基材说明五．单面板工艺六．多层板工艺七．无卤素板材作成：akuma2一.PCB简介1.何为PCB?PCB为PrintedCircuitBoard的首字母简称,中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，简称基板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。2.PCB扮演的角色PCB是为完成第一层次的元件和其它电子电路零件接合提供的一个组装基地，组装成一个具特定功能的模块或产品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了连接所有功能的角色。3一.PCB简介3.PCB的历史早於1903年Mr.AlbertHanson（阿尔伯特.汉森）首创利用“线路”(Circuit)观念应用于电话交换系统上。它是用金属箔切割成线路导体，将之粘于石蜡纸上，上面同样粘上一层石蜡纸，成了现今PCB的构造雏形。如下图：到1936年，DrPaulEisner（保罗.爱斯勒）首先在收音机里采用了印刷电路板，真正发明了PCB的制作技术，也发表多项专利。而今天的加工工艺“图形转移技术（photoimagetransfer)，就是沿袭其发明而来的。1943年，美国人多将该技术运用于军用收音机，1948年，美国正式认可此发明可用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷线路板才开始被广泛运用。4一.PCB简介4.PCB的发展印制板从单层发展到双面、多层和挠性，并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制板在未来电子设备的发展工程中，仍然保持着强大的生命力。综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的，即向高密度，高精度，细孔径，细导线，细间距，高可靠，多层化，高速传输，轻量，薄型方向发展，在生产上同时向提高生产率，降低成本，减少污染，适应多品种、小批量生产方向发展。5二.PCB种类单面板双面板多层板硬板软硬板通孔板埋孔板盲孔板硬度性能PCB分类孔的导通状态表面处理结构软板碳油板OSP板喷锡板镀金板化锡板金手指板沉金板其它有机材板无机材板材料6A.以材料分a.有机材料酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、聚酰亚胺、BT等。b.无机材料铝基板、铜基板、铁基板、陶瓷基板等，主要取其散熱功能。B.以成品软硬区分a.硬板（刚性板）b.软板（挠性板）c.软硬结合板C.以结构分a.单面板b.双面板c.多层板（4层及以上的基板，据说国外最多可达100多层，国内最多32层）D.以表面处理分a.喷锡板b.金手指板c.碳油板d.镀金板e.OSP板f.沉金板g.沉锡板h.沉银板i.其它二.PCB种类7二.PCB种类铝基板铜基板铜基板是金属基板中最贵的一种，导热效果比铝基板和铁基板都好很多倍，适用于高频电路以及高低温变化大的地区及精密通信设备的散热和建筑装饰行业。铝基板在LED照明领域应用广泛。陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板，具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，具有很大的载流能力。因此，陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。陶瓷基板软基板（FPC）FPC具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多产品，实现了轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装置和导线连接一体化。8软硬基板二.PCB种类就是柔性线路板与硬性线路板，经过压合等工序，按相关工艺要求组合在一起，形成的具有FPC特性与PCB特性的线路板。（部分）镀金基板镀金部分为金手指，主要取其良好的耐摩擦性能，图为内存条。多层基板多层基板光从表面很难辨别其具体层数，一般需要切片来判定，上图为12层基板的切片图。9三.PCB的构成单面板双面板以单，双面板的覆铜板为例，我们常用的基板结构如下图示：1.PCB的结构（断面来看）：（半固化片）覆铜板（半固化片）（半固化片）PCB10绿油导通孔文字PAD/焊盘生产周期/LOTC701C602C6011812金手指基板表面主要有如下部分组成（以双面板为例）：ULV-0LogoUL/防火等级/制造商LogoNPX999MA1品番线路三.PCB的构成零件孔非导通孔2.PCB的结构（表面来看）：双面PCB用基材组成：双面覆铜板单面PCB用基材组成：单面覆铜板多层PCB用基材组成:铜箔+半固化片+芯板铜箔半固化片芯料半固化片铜箔11四.PCB基材说明覆铜板1.基材的组成覆铜板(CopperCladLaminate，全称覆铜板层压板，英文简称CCL)，就是我们通常所说的基材，是由木浆纸或玻纤布等作增强材料，浸以树脂，单面或双面覆以铜箔，经热压而成的一种产品。122.覆铜板生产流程四.PCB基材说明•经过处理的玻纤布，浸渍上树脂胶液，再经热处理（预烘）使树脂进入B阶段（B阶是指高分子物已经相当部分关联，但此时物料仍然处于可溶、可熔状态），而制成的薄片材料称为半固化片，俗称黏结片，其在加热加压下会软化，冷却后会反应固化。•由于玻璃纤维布在经向、纬向单位长度的纱股数不同，剪切时需注意半固化片的经纬向，一般选取经向(玻璃纤维布卷曲的方向)为生产板的短边方向，纬向为生产板的长边方向，以确保板面的平整，防止板子受热后扭曲变形。•多层板所用半固化片的主要外观要求有：布面应平整、无油污、无污迹、无外来杂质或其他缺陷、无破裂和过多的树脂粉末，但允许有微裂纹。pcb设计过程中，如果是多层板的设计，就必须要用到半固化片。在多层电路板层压时使用的半固化片，是覆铜板在制作过程中的半成品。半固化片半固化片生产车间13半固化片又称“PP片”，粘结片，是基板生产中的主要材料之一，主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基（木浆纸）、复合材料等几种类型，而制作多层印制板所使用的半固化片（黏结片）大多是采用玻纤布做增强材料。四.PCB基材说明3.半固化片铜箔按照铜箔的不同制法可分为压延铜箔和电解铜箔两大类。（1）压延铜箔是将铜板经过多次重复辊轧而制成的原箔（也叫毛箔），根据要求进行粗化处理。由于压延加工工艺的限制，其宽度很难满足刚性覆铜板的要求，所以在刚性覆铜板上使用极少；由于压延铜箔耐折性和弹性系数大于电解铜箔，故适于柔性覆铜箔上。（2）电解铜箔是将铜先溶解制成溶液，再在专用的电解设备中将硫酸铜电解液在直流电的作用下，电沉积而制成铜箔，然后根据要求对原箔进行表面处理、耐热层处理和防氧化等一系列的表面处理。144.基板的铜箔四.PCB基材说明铜箔PCB用基材的分类：1、按增强材料不同（最常用的分类方法）–纸基板（FR-1,FR-2,FR-3)–环氧玻纤布基板（FR-4,FR-5)–复合基板(CEM-1,CEM-3)–HDI板材（RCC)–特殊基材(金属类基材、陶瓷类基材、热塑性基材等)2、按树脂不同来分–酚酫树脂板–环氧树脂板–聚脂树脂板–BT树脂板–PI树脂板3、按阻燃性能来分–阻燃型（UL94-VO,UL94-V1)–非阻燃型（UL94-HB级）155.基材的分类四.PCB基材说明非阻燃型阻燃型（V-0、V-1）刚性板（硬板）纸基板XPC、XXXPCFR-1、FR-2、FR-3复合基板CEM-2、CEM-4CEM-1、CEM-3CEM-5玻纤布基板G-10、G-11FR-4、FR-5PI板、PTFE板、BT板、PPE（PPO）板、CE板等。涂树脂铜箔（RCC）、金属基板、陶瓷基板等。挠性板（软板）聚酯薄膜挠性覆铜板、聚酰亚胺薄膜挠性覆铜板165.基材的分类四.PCB基材说明台湾：长春L长兴EC南亚日本：住友松下N日立化成176.常见基材厂商四.PCB基材说明香港：建滔KB生益韩国：斗山中国：铜陵华瑞汕头超声•阻燃等级，也叫防火等级，即物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质，并以此划分的等级制度。•1、HB：UL94标准中最低的阻燃等级。要求对于3到13毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭。•2、V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。•3、V-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。•4、V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。18四.PCB基材说明7.阻燃等级特点:主要是单面板一般电性能成本低廉耐热性差抗吸湿性差用途:电视机,收录机,VCD,收音机,键盘,鼠标,显示器,计算器等低温、经济型电源板特点:主要是单面板高电性能成本低廉耐热性一般抗吸湿性一般用途:电视机,收录机,VCD,收音机,键盘,鼠标,显示器,计算器等纸基板的基材是以纤维纸作增强材料，浸入树脂溶液（酚醛树脂、环氧树脂等）干燥加工后，覆以涂胶的电解铜箔，经高温高压压制而成。主要品种有FR-1，FR-2，FR-3（阻燃类）XPCXXXPC（非阻燃类）。全球纸基板85%以上的市场在亚洲，最常用的是FR-1和XPC。19四.PCB基材说明8.纸基板（FR-1，FR-2，FR-3）酚醛树脂+浸渍纤维纸铜箔①FR-1/FR-2:阻燃覆铜箔改性酚醛纸层压板②FR-3:阻燃覆铜箔环氧纸层压板铜箔环氧树脂+浸渍纤维纸•特点:高温(135-175℃)下具有:–优良的机械性能–优良的尺寸稳定性–良好的电性能–耐热性强–抗吸湿性极强•用途:–CSP,BGA,MUM等工作状态下处于高温条件下(1)环氧玻纤布覆铜板强度高，耐热性好，介电性好，基板通孔可金属化，实现双面和多层印刷层与层间的电路导通，环氧玻纤布覆铜板是覆铜板所有品质中用途最广、用量最大的一类。广泛用于移动通讯，数字电视，卫星，雷达等产品中。在全世界各类覆铜板中，纸基覆铜板和环氧玻纤布覆铜板约占92%。(2)环氧玻纤布覆铜板有四种型号：G10(不组燃）、G11(保留热强度，不阻燃）、FR-4（阻燃）、FR-5(保留热强度，阻燃）。目前环氧玻纤布覆铜板中，FR-4板用量占90%以上，板厚为0.05mm~3.2mm，它已经发展成为可适用于不同用途环氧玻纤布覆铜板的总称。20四.PCB基材说明9.环氧玻纤布基板（FR-4,FR-5)①FR-4:阻燃覆铜箔环氧玻纤布层压板特点:机械强度高基板通孔可以镀金属用途广泛耐热性好抗吸湿性强用途:通讯,移动通讯,电脑,数字电视,数控音响等常规电源板铜箔铜箔环氧树脂+玻璃纤维布芳香基多官能环氧树脂+玻璃纤维布铜箔铜箔面料和芯料由不同的增强材料构成的刚性覆铜板，称为复合基覆铜板。这类板主要是CEM系列覆铜板。其中CEM-1(环氧纸基芯料)和CEM-3(环氧玻璃无纺布芯料)是CEM中两个重要的品种。具有优异的机械加工性，适合冲孔工艺；由于增强材料的限制，一般板材最薄厚度为0.6mm，最厚为2.0mm;填料的不同可以使得基材有不同功能：如适合LED用的白板、黑板；家电行业用的高CTI板等等。CEM-1CEM-1覆铜板的结构：由两种不同的基材组成，即面料是玻纤布，芯料是纸或玻璃纸，树脂均是环氧树脂。产品以单面覆铜板为主；CEM-1覆铜板的特点：产品的主要性能优于纸基覆铜板；具有优异的机械加工性；成本低于玻纤覆铜板。CEM-3CEM-3是性能水平、价格介于CEM-1和FR-4之间的复合型覆铜板层压板，这种板材用浸渍环氧树脂的玻纤布作板面，环氧树脂玻纤纸作芯料，单面或双面覆盖铜箔后热压而成。21四.PCB基材说明10.复合基板•特点:–主要性能优于纸基覆铜板–具有优秀的机械加工性–成本低于玻纤布覆铜板•用途:主要用于高频特性要求高的PCB上例如:–电视,VCD,汽车电子,洗衣机22四.PCB基材说明10-1.复合基板CEM-1与CEM-3的区别环氧树脂+玻璃纤维铜箔木浆纸+环氧树脂环氧树脂+玻璃纤维•特点:–基本特性与FR-4相当,优于纸基覆铜板与CEM