PCB焊盘工艺分类

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按照行业内要求,0.08um以下称为薄金,0.3um以上称为厚金;
一般不会采用在0.08~0.3um之间的厚度值,
薄金主要用于焊盘、热压金手指、插拔金手指等,作用主要是防止铜 面氧化,增加焊盘表面的可焊性; 厚金主要用于金线邦定,增加金线与PAD点之间的结合力;
• 4.镀金(Plating Gold):
…… …… …… 2.尺寸: 尺寸为通用测试中最为重要的一点,因为FPCB尺寸直接影响IC搭载精度、 Holder搭载精度、金手指接触精度、成品全尺寸等数据。 尺寸测试方法为:对照冲模图测量所有重点尺寸; 使用工具主要有:游标卡尺、千分尺、投影仪、STM6等 尺寸要求不能超上下公差,部分三星型号要求长宽厚的Cpk值必须>1.33
镀层厚度:根据客户需求,一般我司按照10~15um管控;
孔铜厚度:我司要求>10um;
四.工序使用情况介绍: FPCB不仅属于主材,而且是基础材料,如果把整个模组看做是一个
此类处理方式适合于板子整体要求较为一致的情况,因我司FPCB各 部分要求不一样,有些部位需要厚金打线,有些部分需要硬金插拔, 所以供应商操作难度较大,不适用。
• 2.喷锡(HASL):
将整块板浸入锡炉中,然后用热空气通过风刀整平,后清洁水洗。
优点:可焊性好、工艺简单; 缺点:价格较高、平整度不高; 喷锡(又称:热风整平)属粗放式处理,仅适用于较大线路间距的产 品,如电脑主机板、电视板等,不适合精密线路处理。
我司产品所使用FPCB均是精密线路,此种不适合我司使用,且鉴于 焊接性能、可靠性等原因,我司FPCB所使用的表面处理材料大多为 金。
• 3.沉金(ENIG): 先在铜面上化学沉积一层镍磷层,再通过置换反应增加一层金层。 优点:可焊性好、可以进行COB金线邦定; 缺点:价格最高、制程控制困难;
沉金是化学反应,存在反应速率不一致的问题,如果沉金药水活性太 高,药水会攻击镍磷层,导致金层与镍层之间结合力变小,SMT后产 生黑焊盘不良。
三.关键性能参数及测试方法: 3.性能:
性能测试也是FPCB测试中非常重要的一部分,它决定着使用性能上
的一些性质,如:弯折、接地、可焊性、附着力等; 测试方法为:使用专用工具进行测试;
使用的工具有:弯折测试仪、万用表、锡炉、3M600#胶带等;
以上功能测试标准,我司内部要求主要如下: a.弯折:0.5mm弯折半径,30次无断裂;
我司多使用的是PI介质层,PET难以加工,一般不会使用;
FPC基材厂家主要有:新扬、新日铁、台虹、生益等;
2.PCB基材: PCB基材主要可以按以下分类: 根据介质层分类:普通FR4、高TG FR4、BT基材等; 我司使用高TG材料较多,因为金线邦定时会产生高温,TG值较低的基材会 软化变形,不利于生产; 随着电子产品的要求日益严格,高TG材料的应用也在逐渐增多; BT基材是小日本研发的一种材质,性能优异,强度很好,TG值高,但同时价 格也很高,除非特殊产品,一般不会使用; 根据环保分类:有卤、无卤;
• 1.OSP(有机可焊保护膜): 将铜面清洗干净后,通过化学反应方法,在铜面上生成一种有机膜, 通过隔离空气来保护铜面不被氧化。 优点:价格便宜、厚度薄、表面平整; 缺点:低活性助焊剂难以破坏其表面、存储条件较严; 但其环境亲和性好,因为是水基保护膜,不会污染环境,另外也有 其缺点,不能过多次回流焊。
二.FPCB的结构: 1.FPC结构: 一般常见FPC外观如下图所示: 1PCS
IC焊盘 定位孔
微连点
白字油 SMT行进方向 Mark点 连接器 焊盘
两层FPC切片如下图所示: 主要材料有: 基材、铜箔、覆盖膜、油墨、屏蔽膜、补强(FR4、SUS钢片、PI)等:
线路
导通孔 胶 PI基材 PI覆盖膜 热固胶 补强钢片
离型膜
保护层 绝缘层 金属层 导电层
离型膜
5.补强板: 补强板,顾名思义作用在于给FPC补强,为的是能够顺利在FPC上面贴装 元器件,补强板有维持FPC外形稳定性的作用; 补强板材质一般可分为:FR4、PI、钢片等; FR4材质也可分为有卤和无卤材质,一般FPC采用冲压成型,FR4边缘易产生 毛刺不良,部分改良产品可较好改善此不良; PI补强一般用于ZIF金手指位补强,为了便于金手指插入连接器内部; 补强钢片一般采用SUS304材质,此种材质具有以下两个特点: a.弱磁性,不会对我司AF产品马达产生影响;
有卤基材主要是添加了卤素阻燃剂,但燃烧时会产生致癌物质,因此被欧盟
禁用,无卤基材添加的是非卤素阻燃剂,燃烧时不会产生致癌物质。 为适合欧盟的要求,无卤基材的使用也在日益增多; 根据玻纤密度:1080、2160等; PCB基材厂家主要有:建滔、南亚、生益等;
3.铜箔: 铜箔主要用于多层板制造,多层板在生产过程中会使用铜箔进行压合增层, 所以,多层板也叫:增层板或积层板; 单纯的铜箔一般都是电解铜薄,分为光面和毛面,光面用于线路蚀刻制作, 毛面主要用于增强铜箔与介质层的结合力;
• 5.镍钯金(Ni-Pd-Au): 镍钯金属于化学沉积方式生产。 优点:价格便宜、可用于COB金线邦定; 缺点:工艺复杂、国内仅少数厂家有做; 镍钯金是一种新的表面处理方式,它的出现主要为了解决COB厚金 价格偏高问题,COB厚金需要的金层厚度规格为≥0.3um,而镍钯金 的金层厚度要求仅为:≥0.05um,可以节省很多成本。 目前此种表面处理方式我司的板也有使用。 • 6.沉银(Immersion Silver): 沉银是一种落后工艺,基本已被淘汰。
FPCB材料知识
(张腾飞 V.1—2012-5-28)
1.FPCB常用单位换算 2.FPCB常用表面处理方式 3.FPCB结构 4.关键性能参数和测试方法 5.工序中的FPCB 6.FPCB供应商情况简介
一、FPCB常用单位换算
1.FPCB常用单位可分为公制和英制两种: 公制: 英制: dm 分米 ft cm 厘米 in mm 毫米 mil um 微米 uin 2.换算进制: 1dm = 10cm 1cm = 10mm 1mm = 1000um 3.公制英制互换进制: 1in = 2.54cm = 25.4mm = 25400um 1mil = 0.0254mm 1mm = 39.37mil 英尺 英寸 密尔 微英寸
通过电镀的方式,先镀上镍层,再镀金层。
优点:金层致密、金层表面光亮、可用于插拔金手指; 缺点:可焊性不如沉金; 镀金可分为:镀软金和镀硬金,区别在于软金镀的是纯金,硬金镀的 是金和钴的合金;软金(可焊性良好)主要应用于焊接、金线邦定, 硬金(耐磨)主要应用于插拔金手指; 镀软金和镀硬金我司都有应用。 不管是沉金还是镀金,都需要有镍层作屏障层,否则金直接跟铜接触 后会迁移,金层在1小时之内就会消失。
埋孔 L1 L2 L3 L4 L5 L6 盲孔 通孔
FPCB原材料介绍: 1.FPC基材:
FPC基材主要有以下几种:
根据铜箔分类:电解铜、压延铜; 电解铜适合精细线路制作,压延铜适合有动态弯折要求的产品;
根据铜箔与胶的结合方式:有胶基材、无胶基材;
有胶基材较硬,不适合弯折,无胶基材较软,透明度好,适合热压 根据介质层分类:PI、PET;
表面处理方式对比表
项目 可焊性 打金线 好 否 OSP 优 否 一般 1年 喷锡 好 好 一般 半年 沉金 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ金 一般 一般 一般 半年 镍钯金 一般 好 一般 半年 好 否 较严 1年 沉银
储存条件 严格 储存时间 <1年
可焊性要求 插拔金手指 焊锡点较多 细小焊点, 适用于 成本较低 适用范围 较高,焊点 外观要求较 电脑主板等 打金线要求 打金线要求 密封性良好 较多 高 价格 较高 便宜 最贵 较高 较便宜 较便宜
常用铜箔厚度会用分数表示:
1/2 oz = 17.5um = 0.7mil 1/3 oz = 11.7um = 0.5mil 1/4 oz = 8.8um = 0.35mil 注:目前Truly常用铜箔为1/2 oz
二、FPCB常用表面处理方式
表面处理作用:防止铜面氧化,保持表面的可接合性。 • FPCB常用表面处理方式主要有以下几种: • • • • • • • 1.OSP(Organic Surface Protection) 2.喷锡(Hot Air Solder Leveling) 3.沉金(Immersion Gold) 4.镀金(Plating Gold) 5.镍钯金(Ni-Pd-Au) 6.沉银(Immersion Silver) 7.直接镀金:应该是新技术,只听说过,没有见过。
4.屏蔽膜: 屏蔽膜主要用在FPC中,起到电磁屏蔽的作用,防止线路信号受到电磁干扰; 屏蔽膜一般要求接地处理,只有进行接地处理,才能将屏蔽产生的电荷导出 不至于影响正常信号; 电磁屏蔽膜主要有:绝缘保护层、金属层、导电层三部分构成; 绝缘保护层作用在于保护金属层不被外力损坏; 金属层用于屏蔽外部电磁干扰; 导电层用于导出电荷;
b.接地:补强钢片、屏蔽膜接地电阻值<5Ω
c.可焊性:260℃锡炉,浸泡3~5秒,要求95%以上润湿; d.附着力:3M600#胶带粘贴后垂直拉起,油墨、镀层无脱落;
弯折测试简要介绍: 所谓FPC,就是Flexible Print Circuit(柔性印刷电路) 因此,FPC是肯定有弯折要求的,我司内部的弯折测试方法如下所示:
2.FPC分类及区别: FPC根据在我司的作用可分为以下类型: a.CSP类型: 主要用于CSP封装类型模组,特点是CSP类型IC直接焊接,因此FPC头部 会有BGA焊盘区域。 焊盘表面处理要求较低,尺寸、可焊性OK即可; b.COB类型: COB类型FPC主要用于热压结构模组,特点是头部无补强钢片,尾部一 般是BTB类型或ZIF类型连接器PIN; 要求主要有两点:1.头部透光性好,不能影响热压对位; 2.头部弯折性好,热压后不能发生断裂; c.COF类型: 此类FPC直接用于金线邦定,因此对FPC性能要求较高,特点是FPC头部 设置有打金线的PAD点; 要求:1.PAD点金线邦定情况良好,厚金>0.3um,镍钯金>0.05um; 2.FPC头部表面平整,不能影响IC搭载及Holder搭载;
三.关键性能参数及测试方法: 4.其它:
其它测试还包括如:环保、镀层厚度、孔铜厚度等测试;
环保测试需要根据客户需求,对样品按照相应的环保级别进行测试 镀层厚度测试需到PCB部使用专用仪器测试;
镀层厚度,孔铜厚度因需到其它部门测试,所以一般在客户指定
需要的情况下才进行测试。 环保测试:分为A、B、C类等级要求;
1ft = 12in 1in = 1000mil 1mil = 1000uin 1mil = 25.4um 1uin = 0.0254um 1um = 39.37uin
4.铜箔厚度单位换算: 铜箔厚度常用单位:oz(Ounce 盎司)重量单位 1oz定义为:1平方英尺面积上单面覆盖重量1oz(28.35g)的铜箔厚度 1 oz = 35um = 1.35mil 2 oz = 70um = 2.7 mil
b.不锈性,表面光亮,不会氧化变色;
补强钢片一般可分为:普通补强钢片、镀镍补强钢片; 普通补强钢片用于一般产品,无补强接地要求的产品; 镀镍补强钢片用于有接地要求的产品,镍稳定性好,能够保证较低的电阻值;
三.关键性能参数及测试方法: 1.外观: 因为我司所用FPCB均是用于摄像模组相关,外观上要求较为严格, 外观测试方法为:40X显微镜下观察,要求: a.油墨不易产生粉尘,以免造成污点不良; b.邦定PAD表面颜色一致,不能有任何可见不良; c.冲切或铣边边缘不能有毛刺等不良;
3.PCB结构: 一般常见PCB外观如下图所示:
邦定PAD
Mark点
行进方向
切片结构与FPC类似,不再赘述。 电容PAD
PCB同样可分为CSP和COB类型,但CSP类型较少使用; 另根据PCB的叠层结构,可以把PCB分为:普通型和HDI型; 普通型PCB指的是仅仅包含通孔的PCB,一般用于较简单线路设计; 所谓HDI类型,指的就是High Density Interconnect(高密度互联) 直观来说就是包含埋孔和盲孔的PCB,如下图所示:
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