1、,何謂“PCB”,PCB即為 “Printed Circuit Board” 的簡(jiǎn)寫，中文名稱“印刷電路板”。 有時(shí)也被稱為 “PWB”，即：Printed Wiring Board。,PCB扮演的角色,PCB的功能為提供完成第一層級(jí)構(gòu)裝的元件與其它必須的電子電路零件接 合的基地，以組成一個(gè)具特定功能的模組或成品。所以PCB在整個(gè)電子產(chǎn) 品中，扮演了整合連結(jié)總其成所有功能的角色，也因此時(shí)常電子產(chǎn)品功能故障時(shí)，最先被質(zhì)疑往往就是PCB。,PCB的演變,早於1903年Mr. Albert Hanson首創(chuàng)利用線路(Circuit)觀念應(yīng)用於電話交換機(jī)系統(tǒng)。它是用金屬箔予以切割成線路導(dǎo)體，將之黏著於

2、石蠟紙上，上面同樣貼上一層石蠟紙，成了現(xiàn)今PCB的機(jī)構(gòu)雛型。,PCB的演變,PCB的種類,A. 以材質(zhì)區(qū)分 a. 有機(jī)材質(zhì) 酚醛樹(shù)脂、玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂、Polyimide、BT/Epoxy 等皆屬之。 b. 無(wú)機(jī)材質(zhì) 鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其 散熱功能。 B. 以成品軟硬區(qū)分 a.硬板 Rigid PCB b.軟板 Flexible PCB c.軟硬板Rigid-Flex PCB,PCB的種類,硬板 Rigid PCB,PCB的種類,軟板 Flexible PCB,PCB的種類,軟硬板Rigid-Flex PCB,PCB的種類,C. 以結(jié)構(gòu)

3、區(qū)分 a. 單面板 b. 雙面板 c. 多層板 D. 以用途區(qū)分 通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導(dǎo)體/電測(cè)板,PCB的種類與應(yīng)用,PCB國(guó)際規(guī)範(fàn)之淵源與現(xiàn)狀,電路板供需雙方均各有品質(zhì)檢驗(yàn)之成文規(guī)範(fàn)，通常硬板最為全球業(yè)者所廣用的國(guó)際規(guī)範(fàn)約有四種： MIL-P-55110(美國(guó)軍規(guī)) IEC-326-5/-6 IPC-RB-276 IPC-6011/IPC-6012/IPC-600F,MIL-P-55110,MIL-P-55110己發(fā)佈30餘年，係電路板最早出現(xiàn)也最具公信力與影響力的正式規(guī)範(fàn)。其1993年最新E版內(nèi)容甚為精采，為業(yè)界所必讀的重要文件，惜近年因跟不上時(shí)代腳步而漸失色。,IEC-32

4、6-5/-6,IEC-326為 “國(guó)際電工委員會(huì)” (IEC) 所推出共11份有關(guān)PCB之系列規(guī)範(fàn)。大致上是由毆洲人所主導(dǎo)，為全球各會(huì)員國(guó)協(xié)商投票下的產(chǎn)物，內(nèi)容並不嚴(yán)謹(jǐn)條文亦欠週詳，除了少數(shù)歐商外一般較乏人引用。,IPC,IPC原為美國(guó) “印刷電路板協(xié)會(huì)”(Institute of Printed Circuit)之簡(jiǎn)稱，創(chuàng)會(huì)時(shí)僅六個(gè)團(tuán)體會(huì)員。經(jīng)多年努力成長(zhǎng)與吸收外國(guó)成員，現(xiàn)已發(fā)展到六千餘團(tuán)體會(huì)員之大型國(guó)際學(xué)術(shù)組織，並改名為 “The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits”。其所發(fā)表有關(guān)電路板之各種品質(zhì)、

5、技術(shù)、研究、及市調(diào)等文件極多，為全球上下游電子業(yè)界所倚重。然其眾多精采成套的規(guī)範(fàn)與文件，泰半是出自一些美國(guó)大型電子公司，經(jīng)過(guò)改頭換面成一套看似 “公開(kāi)公正” 的資料，事實(shí)上是便於推行美式文化於全球，此即IPC規(guī)範(fàn)新穎實(shí)用的原因之一。,IPC-RB-276,IPC有關(guān)硬質(zhì)電路板的品質(zhì)規(guī)範(fàn)，原有單雙面的IPC-D-250，及多層板的IPC-ML-950等兩份，二十餘年來(lái)歷經(jīng)數(shù)次版本的修訂，直到1992年3月才再整合成為單一體系的IPC-RB-276 。1994年11月IPC-RB-276原版在推出局部修訂之Amendment 1後，時(shí)至1996年7月已分裂為IPC-6011及IPC-6012兩份全

6、新規(guī)範(fàn)做為繼承。,IPC-6011/IPC-6012,前者6011之標(biāo)題為 “概述性電路板性能規(guī)範(fàn)” 、只敘述一些分級(jí)、公差、SPC 、品保行政、抽樣計(jì)劃等原則性條文，並未涉及PCB之實(shí)務(wù)檢驗(yàn)。後者6012標(biāo)題為 “硬質(zhì)電路板之資格認(rèn)可與性能檢驗(yàn)規(guī)範(fàn)”，係針對(duì)硬質(zhì)板之各種實(shí)務(wù)品質(zhì)，訂定允收規(guī)格與檢測(cè)方法。 供需雙方對(duì)一些待檢項(xiàng)目均在協(xié)商下訂有允收標(biāo)準(zhǔn)，然亦常因立埸不同或看法分歧而時(shí)有紛爭(zhēng)。最新推出的IPC-6011與IPC-6012，可做為中立性的有力參考與佐證，是業(yè)者必讀的重要文件。,PCB常用規(guī)範(fàn),1.IPC-6011 電路板概述式性能規(guī)範(fàn) 2.IPC-6012A 硬質(zhì)電路板之資格認(rèn)可與性

7、能檢驗(yàn)規(guī)範(fàn) 3.IPC-6013 軟性電路板之資格認(rèn)可與性能檢驗(yàn)規(guī)範(fàn) 4. IPC-6016 高密度互連層次或板類之資格認(rèn)可與性能檢驗(yàn)規(guī)範(fàn),PCB 常用規(guī)範(fàn),5.IPC-4101 A 硬質(zhì)多層板之基材規(guī)範(fàn) 6.IPC-4104 高密度互連及微盲孔之板材規(guī)範(fàn) 7.ANSI/J-STD-003 電路板焊錫性規(guī)範(fàn) 8. IPC-A-600F 電路板品質(zhì)允收規(guī)範(fàn) 9.IPC-TM-650 電路板測(cè)試方法,PCB性能等級(jí),第一級(jí):一般性電子產(chǎn)品 General Electronic Products. 第二級(jí):專業(yè)用途電子產(chǎn)品 Dedicated Service Electronic Products.

8、 第三級(jí):高可靠度電子產(chǎn)品. High Reliability Electronic Products.,from：IPC-6011,一般性電子產(chǎn)品,包含消費(fèi)性產(chǎn)品，電腦及電腦周邊適用產(chǎn)品。只要適用即可，其他外觀瑕疵并不重要。此級(jí)完工電路板的主要品質(zhì)要求是只要有功能動(dòng)作即可。,專業(yè)用途電子產(chǎn)品,包括通訊設(shè)備及復(fù)雜的商務(wù)機(jī)器與儀器。此級(jí)對(duì)高性能與耐用性已有所要求，對(duì)不間斷使用狀態(tài)雖已有所要求但尚非關(guān)鍵所在。某些外觀性瑕疵尚允其出現(xiàn)。,高可靠度電子產(chǎn)品,包括某些設(shè)備與產(chǎn)品，其等之持續(xù)性能與有求必應(yīng)之性能己成為關(guān)鍵。此等設(shè)備不能容忍“當(dāng)機(jī)”(Downtime)的發(fā)生，想動(dòng)就必須能動(dòng)。例如支持生命的項(xiàng)

9、目(如心臟調(diào)節(jié)器)或飛行控制系統(tǒng)等。本級(jí)電路板適用於要求高水準(zhǔn)保證之產(chǎn)品，與必須使用之場(chǎng)合(即其用途為無(wú)可取代之場(chǎng)合) 。,PCB板型種類,Type 1-單面板 Type 2-雙面板 Type 3-無(wú)盲孔埋孔的多層板 Type 4-有盲孔埋孔的多層板 Type 5-無(wú)盲孔埋孔有金屬夾心板的多層板 Type 6-有盲孔埋孔有金屬夾心板的多層板,from：IPC-6012,預(yù)設(shè)立場(chǎng)之代選性能要求,from：IPC-6012,預(yù)設(shè)立場(chǎng)之代選性能要求,from：IPC-6012,最終皮膜與表面鍍層之各種要求,from：IPC-6012,最終皮膜與表面鍍層之各種要求,from：IPC-6012,PCB多

10、層板,多層板結(jié)構(gòu),常用單位及術(shù)語(yǔ),mil (英絲) 1 mil = 0.001 inch = 0.0254 mm = 25.4 m L/S (線寬/線距): Line Width / Line Space Aspect Ratio (縱橫比),Dielectric Constant (Dk, 介質(zhì)常數(shù)) Peeling Strength (抗撕強(qiáng)度) Tg, Glass Transition Temperature (玻璃轉(zhuǎn)換溫度) PCB 協(xié)會(huì) IPC, JPCA, TPCA, EIPC, CPCA, HKPCA,多層板材料 - 銅箔/膠片,銅箔(Copper Foil): Purity 9

11、9.8 - 99.9 % 重量厚度 0.5 oz/ft2 (153 g/m2) 0.0007 in (0.7 mil, 18m) 1.0 oz/ft2 (305 g/m2) 0.0014 in (1.5 mil, 35 m) 2.0 oz/ft2 (610 g/m2) 0.0028 in (2.8 mil, 70 m) 膠片(PP, Prepreg, B stage) 代號(hào)厚度Resin ContentResin Flow 1061.6 mil 10802.0 mil 62 +/- 3%38 +/- 5% 21164.0 mil 52 +/- 3%31 +/- 5% 76287.0 mil 4

12、2 +/- 3%21 +/- 4%,銅箔基板,銅箔基板 CCL Copper Clad Laminate 基板尺寸 (inch) 36x42, 36x48 40 x48, 42x48 銅箔 (oz/oz) H/H, 1/1, 2/2 基板厚度 (mm) 不含銅: 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.38, 0.53 mm 含銅: 0.8, 0.9, 1.0, 1.2, 1.6 mm,例：內(nèi)層板 4L: 1.0 mm, 1/1 12L: 0.1 mm, H/H,多層板材料 - 銅箔基板,FR: Flame Resistant 耐燃 CEM: Composite Epoxy

13、Material 複合樹(shù)脂材料,多層板製程,典型多層板製程Multi-Layer Process,基板處理 內(nèi)層製程 壓合鑽孔鍍銅 外層製程 防焊製程 文字加工 檢驗(yàn)成型,基板裁切,發(fā)料，裁板 Ex. 18x24, 21x24 磨邊 導(dǎo)圓角 基板烘烤 CMO-8W(S), 加臺(tái)車, 水平送風(fēng) 加溫至 Tg 點(diǎn)以上 Ex. 180 210C, 120 min,內(nèi)層板與壓合,內(nèi)層板與壓合製程 Inner Layer Image Transfer 1 Oz: 8 lb; 2 Oz: 10 lb 黑化 Black Oxide 6 lb, 長(zhǎng)絨毛 後烘烤去水氣, BCO, 插Rack 130 140C,

14、 60 min, 20%RH 棕化 Brown Oxide 8 9 lb, 短絨毛 紅化 Red Oxide 10 lb Micro Etch 美格 CZ,壓合 Lamination,疊板 Lay-up 銅箔, PP, 內(nèi)層板 Prepreg對(duì)稱 鋼板, 牛皮紙 壓合 Lamination 熱壓180 C, 120min 冷壓降溫 2.5C/min 公差1.6 mm 0.127 mm 拆板 成型 銑靶 / X-Ray鑽靶,疊板結(jié)構(gòu),例：4L 疊板 L1 - 1 oz: 1.4 mil 1080: 2.0 mil 7628: 7.0 mil L2/L3-1.0mm, 1/1: 40 mil 76

15、28: 7.0 mil 1080: 2.0 mil L4 - 1 oz, 1.4 mil Total = 60.8 mil = 1.5? mm,例：6L 疊板 L1 - 1/2 oz: 0.7 mil 1080: 2.0 mil 7628: 7.0 mil L2/L3 - 0.38mm, 1/1: 17.8 mil 2116: 4.0 mil 2116: 4.0 mil L4/L5 - 0.38mm, 1/1: 17.8 mil 7628: 7.0 mil 1080: 2.0 mil L6 - 1/2 oz, 0.7 mil Total = 63 mil = 1.6 mm,鑽孔外層線路與電鍍,

16、外層板製程 Outer Layer Image Transfer,鍍化學(xué)銅: 通孔電鍍 (PTH: Plate Through Hole) 鍍一次銅: 全板電鍍 (Panel Plating) 鍍二次銅: 線路電鍍 (Pattern Plating),Tenting,鑽孔 Drilling,原物料 上墊板 - 鋁板, 鑽針定位,防毛邊 PCB 3/4片 下墊板 - 尿素板, 紙漿板 鑽針: 碳化鎢, 研三 流程 鑽Pin對(duì)位孔壓Pin 貼膠鑽孔下Pin 檢查 三孔定位 約2 孔/秒 孔愈小Spindle轉(zhuǎn)速愈快,使孔導(dǎo)通 Make Holes Conductive,去毛頭 Debur 除膠渣

17、Desmear KMnO4 高錳酸鉀 NaMnO4 高錳酸鈉 Plasma 電漿處理 鍍化學(xué)銅 PTH, Plate Through Hole Pd 鈀 Electroless Copper 化學(xué)銅沉積,鍍一次銅 Copper Plating Panel Plating 全板電鍍 0.3 0.5 mil,電鍍銅要求,水平 PTH 小孔 高縱橫比深孔 盲孔,水平電鍍 DC PPR, Periodic Pulse Reverse,外層影像移轉(zhuǎn),乾膜：Dry Film Photo Resist 壓膜曝光顯像電鍍剝膜,外層影像移轉(zhuǎn) - 外層曝光,壓膜 Dry Film Lamination 抗電鍍，抗

18、鹼 膜厚 1.3, 1.5 mil 外層曝光 Exposure 45 70 mj/cm2 CCD自動(dòng)對(duì)位 對(duì)位精度 20 m UVOA-5KD 外層顯像 Developing 1 2% Na2CO3 碳酸鈉/鉀,外層影像移轉(zhuǎn) - 線路電鍍,鍍二次銅 Copper Plating Pattern Plating 線路電鍍 0.5 0.7 mil 鍍錫鉛 Tin/Lead Plating 抗蝕刻 厚度公差 I Cu + II Cu: 1.0 + 0.2 mil 至少 1 mil 厚,外層影像移轉(zhuǎn) - 剝膜蝕刻剝錫鉛,剝膜 Stripping 3 5% NaOH 氫氧化鈉 45 50 C 蝕刻 Et

19、ching 氯化氨蝕刻 (鹼性) 剝錫鉛 Tin/Lead Stripping 硝酸系統(tǒng), 氯化鐵,外層線路蝕刻要求,防焊文字與成型,防焊文字與成型製程,塞孔 Hole Plugging / Filling,塞孔油墨 熱硬化型 UV 硬化型,塞孔印刷 網(wǎng)印熱烘/UV 塞孔烘烤 階段昇溫 80C, 1520 min 130C, 1015 min 150C, 60 min,表面處理製程 - 防焊 SM,防焊塗佈 Coating 網(wǎng)印 Screen Printing 簾塗 Curtain Coating 噴塗 Spray Coating 滾塗 Roller Coating 約1 mil厚 防焊預(yù)烤 Pre Cure 第一面 75C, 25 min 第二面 75C, 35 min 雙面預(yù)烤 75C, 45 min,表面處理製程 - 防焊SM,液態(tài)感光防焊綠漆LPSM Liquid Photoimageable Solder Mask 防焊曝光 Exposure 能量 400600 mj/cm2 曝光時(shí)需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合反應(yīng)加速完成 UVE-7K 顯像 Developing Na2CO3 防焊後烘烤 Post Cure 150C, 60 min,文字 Legend