电子产品制造工艺表面印制板幻灯片
25页1、表面印制电路板,表面贴装对PCB的要求 SMB的特点 PCB基材质量参数 表面组装印制板的设计,多层PCB“孔”的概念,通孔:贯穿整个PCB。 优点:制作方便,成本低。 缺点:通孔浪费与之无关的其他层的线路空间。 盲埋:实现表层PCB和内层PCB间互连,不穿透整个PCB。 埋孔:实现内层PCB间的互连,不影响表层空间。 盲埋、埋孔这两种过孔工艺基本解决了通孔浪费空间的缺点,但是成本相对较高。,表面贴装对PCB的要求,比THT 高一个数量级以上 外观要求高 热膨胀系数小,导热系数高 耐热性要求 铜箔的粘合强度高 抗弯曲强度: 电性能要求:介电常数,绝缘性能 耐清洗,SMB的特点,1.高密度 由于有些SMD器件引脚数高达100500条之多,引脚中 心距已由1.27mm过渡到0.5mm,甚至0.3mm,因此SMB要求 细线、窄间距,线宽从0.20.3mm缩小到0.15mm、0.1mm甚 至0.05mm,细线、窄间距极大地提高了PCB的安装密度。 2.小孔径 单面PCB中的过孔主要用来插装元器件,而在SMB中大多数 金属化孔不再用来插装元器件,而是用来实现层与层导线之间 的互连。目前SMB上的
2、孔径为0.460.3mm,并向0.2 0.1mm方向发展,与此同时,出现了以盲孔和埋孔技术为特 征的内层中继孔。,SMB的特点,3.热膨胀系数(CTE)低 由于SMD器件引脚多且短,器件本体与PCB之间的CTE 不一致。由于热应力而造成器件损坏的事情经常会发生,因 此要求SMD基材的CTE应尽可能低,以适应与器件的匹配性 ,如今,CSP、FC等芯片级的器件已用来直接贴装在SMB 上,这就对SMB的CTE提出了更高的要求。 4.耐高温性能好 SMT焊接过程中,经常需要双面贴装元器件,因此要求 SMB能耐两次再流焊温度,并要求SMB变形小、不起泡, 焊盘仍有优良的可焊性,SMB表面仍有较高的光洁度。,SMB的特点,5.平整度高 SMB要求很高的平整度,以便SMD引脚与SMB焊盘密切 配合,SMB焊盘表面涂覆层不再使用SnPb合金热风整平 工艺,而是采用镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺,PCB基材质量参数,1.玻璃化转变温度(Tg) 玻璃化转变温度(Tg)是指PCB材质在一定温度条件下,基 材结构发生变化的临界温度。在这个温度之下基材是硬而脆 的,即类似玻璃的形态,通常称之为玻璃态;若在这个温
3、度 之上,材料会变软,呈橡胶样形态,称之为橡胶态或皮革态 ,这时它的机械强度将明显变低。 这种决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度(glass transtion temperture,简称Tg)。玻璃化转变温度是聚合 物特有的性能,除了陶瓷基板外,几乎所有的层压板都含有 聚合物,因此,它是选择基板的个关键参数。,PCB基材质量参数,2.热膨胀系数(CTE) 热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion CTE) 是 指每单位温度变化所引发的材料尺寸的线性变化量。 任何材料受热后都会膨胀,高分子材料的CTE通常高于 无机材料,当膨胀应力超过材料承受限度时,会对材料产生 损坏。用于SMB的多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压 制成的,冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理,最 后生成电镀通孔金属化孔,金属化孔制成后,也就实现 了SMB层与层之间的互连。一般金属化孔的孔壁仅在25m 厚左右,且铜层致密性不会很高。 对于多层板结构的SMB来说,其长、宽方向的CTE与厚 度方向的CTE存在差异性。因此当多层板焊接受热时,层压 材料、玻璃纤维和铜层之间在厚
4、度方向的热膨胀系数不一致 ,其热应力就会作用在金属化孔的孔壁上,从而引发金属化 孔中的铜层开裂,发生故障。,PCB基材质量参数,克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施: 凹蚀工艺,以增强金属化孔壁与多层板的结合力; 适当控制多层板的层数,目前主张使用810层,使金属 孔的径深比控制在1:3左右,这是最保险的径深比,目前最 常见的径深比是1:6左右; 使用CTE相对小的材料或者用CTE性能相反的材料叠加使 用,使SMB整体的CTE减小; 在SMB制造工艺上,采用盲孔和埋孔技术,以达到减小径 深比的目的。盲孔是指表层和内部某些分层互连,无须贯穿 整个基板,减小了孔的深度;埋孔则仅是内部分层之间的互 连,可使孔的深度进一步减小。尽管盲孔和埋孔在制作时难 度大,但却大大提高了SMB的可靠性。,PCB基材质量参数,3.耐热性 某些工艺过程中SMB需经两次再流焊,因而经过一次高温后,仍然要求保持板间的平整度,方能保证二次贴片的可靠性;而SMB焊盘越来越小,焊盘的粘结强度相对较小,若SMB使用的基材耐热性高,则焊盘的抗剥强度也较高,一般要求SMB能具有2500C50s的耐热性。 4.电气性能 由于无线
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