印制板基础知识(定义、类型、发展史)
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PCB技术交流会专题讲义之二:
印制板基础知识介绍
一、PCB简介
1、印制板的定义---PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)
印制电路板:在绝缘基材上,按照预定设计的要求形成印制元件或印制线路和孔,以及两者结合的导电图形称印制电路。
印制线路板:在绝缘基材上,按照预定设计的要求形成印制线路和孔称印制线路。
2、印制板的分类(附图1)
按层数分类:
单面印制板SINGLE SIDE
双面印制板DOUBLE SIDE
多层印制板MUTILAYER
齐平印制板FLUSH PCB
按结构分类:
刚性印制板RIGID PCB
柔性印制板FLEXIBLE PCB
刚柔结合型印制板RIGID-FLEXIBLE PCB
3、印制板的发展历史
国内外各类印制板的开发时期
国外国内
单面板1936年1956年
双面板1953年1960年
多层板1960年70年代初
柔性板60年末70年末
HDI 90年代初90年代末
工艺发展
涂料法、喷涂法、化学沉积法、真空镀覆法、模压法、粉压法、减成法
近期印制板的制造工艺发展方向
先进的CAD/CAM技术
埋/盲孔制造技术
高精度、高密度、细导线成像技术---新型干膜、ED抗蚀剂、LDI
微小孔、深孔镀技术
油墨自动涂覆技术
AOI检验技术
通断测试技术
特殊表面涂层技术
导通孔塞孔技术
新型特种覆铜板基材
洁净技术
4、印制板的作用和特点
作用
提供各元器件的固定、组装的机械支撑作用
提供元器件之间的电器连接和电绝缘,提供所需求的电气特性,如阻抗
为自动插装、焊接、检查、维修提供阻焊和文字图形
特点
确保产品的一致性
适应与大批量自动化生产和组装
实现设计标准化,可以运用CAD技术
使电子产品轻量化、小型化、薄型化
高可靠性
前期准备麻烦
二、印制板材料
1、印制板材的组成和结构
常用的印制板材由铜箔、增强材料、树脂和助剂组成
①铜箔
铜箔分为电解铜箔和压延铜箔,前者用电镀的方式形成,产能高,成本低;后者用机械压延的方式形成,具有良好的延展性,但产能低、成本高,很难形成大尺寸。
铜箔厚度的常用表达方式是盎司,盎司是一重量单位,1盎司=28375。
1盎司铜箔是指1平方英尺的铜箔重量为1盎司,此时对应铜箔厚度是35微米。
常用铜箔厚度有70μ、35μ、18μ;超薄铜箔有12μ、9μ、5μ;超厚铜箔有105μ、140μ、175μ、210μ。
铜箔背面经过粗化和耐热处理,从而保证其结合力,粗化方式有镀黄铜(土黄色)、镀锌(灰色)、镀镍(赤灰色);依据其处理的粗糙度分为高粗糙度和低粗糙度。
铜箔的主要技术指标
厚度误差:±10%;延伸率6—27 (电解铜箔10—20);
质量电阻系数0.154Ωg/m2
粗糙度:0.1—0.2μ(电解铜箔1--3μ)
②增强材料
常用的增强材料有纸、玻璃纤维布、玻纤非织布等
纸:常用制作覆铜板的纸是木浆纤维纸和棉浆纤维纸,126 g/m2或135 g/m2。
玻璃纤维布:常用的有E型玻璃纤维布,其成分是铝硼硅酸盐,见金属氧化物含量低于1%,所以称无碱玻璃布,介电常数为6.2—6.6。
玻璃纤维布的技术规格见附图2
玻纤非织布:是用玻璃纤维经过类似造纸工艺制成非常均匀的纸制品,厚度通常在300--800μm。
③树脂
树脂是覆铜板的主体成分,常用树脂有酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚
四氟乙烯树脂等
④助剂
包括改善覆铜板特性的一些添加组分,如阻燃剂、阻紫外光成分、着色填充物等
⑤半固化片
热固性树脂的三种固化状态。
A阶段:未固化状态,液态;
B阶段:部分分子交联,半固化状态,低温为固态,高温为液态;
C阶段:树脂固化反应的最终阶段,树脂不溶也不熔。
半固化片:是增强材料浸渍树脂后使之半固化,是制作覆铜板和多层板的中间材料。
常用半固化片的技术参数见附图3
2、印制板材的分类和代码
依据覆铜板的结构和组成,将其分成多种类型,具体见附图4
3、印制板材特性
常见覆铜板特性见附图5
三、PCB生产制造流程
1、印制板的工程准备流程
见附图6
2、单面印制板工艺流程
见附图7
3、双面/多层印制板工艺流程
见附图8
四、各工序的特点和控制
1、板材的加工特性
2、印制板钻孔工艺
3、孔金属化及其电镀
4、图形转移工艺
5、蚀刻与表面涂覆
6、印制板的阻焊工艺
7、印制板的外形加工
8、印制板的检测与试验
9、常见的特殊工艺控制细线、小孔、高板厚、高精度、厚铜、PTFE、阻抗控制
五、常见术语和定义
单面板制作工艺流程
喷锡/涂覆单面板工艺流程
镀金单面板工艺流程
工程制作流程图
双面板/多层板制作工艺流程。