PCB工艺与技术(doc 16页)

PCB工艺与技术(doc 16页)

PCB生产过程与技术

1 PCB分类、特点和地位（用途）

1.1 PCB分类

可按PCB用途、基材类型、结构等三种来分类，一般采用PCB结构来分类。

1.1.1 刚性PCB

⑴单面PCB。

⑵双面PCB。

⑶多层PCB。

①常规多层PCB。

②埋/盲孔多层PCB。

③积层（HDI/BUM）PCB。

A 有“芯板”的积层PCB。

B 无“芯板”的积层PCB。

1.1.2 挠性PCB

随着挠性PCB（FPC）应用领域迅速扩大，挠性印制板已最快速度发展着。

⑴单面FPC。

⑵双FPC。

⑶多层FPC。

1.1.3 刚-挠性PCB

这是指由刚性部分和挠性部分共同组成的PCB。刚性部分主要用于焊接或组装元

器件，而挠性部分主要起着刚性部分之间的连接、信号传输和可挠曲性机械安装的作用。

⑴刚性部分主要为刚性多层板结构，但中间夹入挠性部分，通过层压、钻孔和孔

化与电镀等形成刚性部分与挠性部分之间连接。

⑵挠性部分由挠性板组成。为了保持可挠曲性机械安装，挠性部分大多为单、双

面挠性板或多组的单、双面挠性板等组成。

1.1.4 特种PCB

这是指高频微波PCB、金属基（芯）PCB和某些特殊PCB而言的。

⑴高频微波PCB。

这是指应用于高频（频率大于300MHZ或波长小于1米）与微波（频率大

于3G或波长小于0.1米）领域的PCB。其主要要求如下。

①低介电常数εr的基材。

A 聚四氟已烯（PTFE）又称Teflon,其εr=2.1，形成CCL的εr为2.6左右。

B “空气珠”或“微泡”结构的CCL材料，其εr为1.15∽1.35之间（Arlon

公司）。

②低介质损耗角正切tanδ。PTFE基材的tanδ为0.002，仅为FR-4的1/10。

⑵金属基（芯）PCB。在组装有大功率组件的PCB内埋入金属板，以提高导热或散

热为主要目的（还有改善CTE和尺寸稳定性等）的PCB。所采用的金属材料有：薄Al板；薄Fe板；薄Cu板；殷钢；钨钼合金。还有非金属的炭素板等。

⑶其它特殊PCB。如厚铜箔PCB、复合材料PCB和特大尺寸（面积或厚度等）PCB。

①厚铜箔PCB。这是指镀通孔和导线的铜厚度35∽200µm之间的PCB。主要应

用于大电流通过的场合，如电源用的PCB等。

①

②埋入电容PCB。把电容以平面形式埋入到PCB内部的方法，同样以CCL电容、

网印油墨电容、喷墨打印和烧结等工艺来形成。

③埋入电感PCB。把电感以平面形式埋入到PCB内部的方法。由于数量很少，

加上电感较大，埋入效果不理想。

④复合埋入无源元件PCB。即同时埋入电阻和电容等的PCB。

1.1PCB特点

过去、现在和未来，PCB之所以能越来越得到广泛地应用，这是因为它有好多独特的优点，概括如下。

⑴可高密度化。100多年来，PCB的高密度化是随着集成电路集成度的提高和安装技术的进步而发展着。

⑵可靠性。通过一系列标准和规定的检查、测试和老化试验等可保证PCB产品长期（使用期，一般为20年）而可靠地工作着。

⑶可设计性。对PCB产品的各种性能（电气、物理、化学、机械等）的要求，可以通过设计标准化、规范化等来实现PCB设计，时间短、效率高。

⑷可生产性。可采用现代化生产管理，可进行标准化、规模（量产）化、自动化生产，保证产品质量一致性。

⑸可测试性。建立了比较完整的测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检验，并鉴定PCB产品的合格性和使用寿命。

⑹可组装性PCB产品既便于各种元件进行标准化组装，又可以进行自动化、规模化的组装生产。同时，PCB和各种元件组装的部件还可以组装形成更大的部件、系统，直至整机产品。

⑺可维护性。由于PCB产品和各种元件组装形成的部件是以标准化设计与规模化

生产的，因而，这些部件也是标准化的。所以，一旦系统或整机发生故障，可以快速、方便、灵活地进行更换，迅速恢复工作。

当然，还可以举例说得更多些。如系统小型化、轻量化，消息传输高速化等。1.3 PCB地位

在所有的电子工业领域中都离不开PCB产品，PCB产品已成为三大电子元件一。

其应用领域有五大方面。

⑴家用电子产品方面。如电视机、洗衣机、VCD等。

①基板材料。主要采用纸基酚醛树脂的单面板，少量采用纸基或玻纤

布基环氧树脂的单、双面板。

②主要特点：利润低；靠量产。

⑵便携式电子产品方面。如手机（移动电话）、摄象机、录象机等。

①基板材料：刚性材料FR-4、CEM-3；挠性材料PI、PE等。

②主要特点：高密度化（HDI）；量产化。

⑶高性能电子产品方面。如电脑、游戏机等

①基板材料：FR-4（或高Tg的FR-4）、CEM-3等。

②主要特点：高密度化（HDI）；量产化。

⑷超高性能电子产品方面。如超级（巨型）计算机、大型工作站等。

①基板材料：BT树脂基材；PI树脂基材。

②主要特点：高密度化高层化；技术与工艺难度大，量少，昂贵（附加值

高）。

⑸汽车领域电子产品方面。

①基板材料：刚性材料FR-4、CEM-3，挠性材料PI、PE等。

②主要特点：安全、可靠。

2PCB 生产工艺与技术

2.1PCB原材料

⑴薄铜箔材料。

①FPC用铜箔材料。采用高延展性铜箔，如冷轧的铜箔等，其厚度为35µm

（1 OZ）、18µm（1/2 OZ）、12µm（3/8 OZ）、9µm（1/4 0Z）、……等。

②刚性PCB用铜箔材料。采用电镀高延展性铜箔，其厚度为35µm、18µm、

12µm、9µm……等。

⑵半固化片（粘结片）材料。一般是由玻纤布或纸和树脂来组成的。

①常规半固化片。它是由常规玻纤布与树脂形成的半固化片。

②扁平或特种半固化片。它是由扁平玻纤布（玻纤与树脂均匀分布）与树脂

形成的，主要用于钻微、激光蚀孔，精细导线制作等。

⑶刚性覆铜板（CCL）材料。它是由铜箔和半固化片于高温高压下而形成的，

可以形成不同类型与不同厚度的系列产品供客户选用。

①FR-4材料。这是由玻纤布（可用不同类型与活动厚度）与环氧树脂形成的

CCL材料，是目前PCB工业应用最广泛的材料。

②CEM-3材料。芯料为玻纤纸半固化片、面料为玻纤布半固化片，然后在与铜

箔形成的材料。它有利于机械冲切加工，价格也便宜些，但某些性能（如

弯曲强度）比FR-4稍差。

③RCC（涂树脂铜箔）材料。在处理过的铜箔表面上涂覆一定厚度树脂形成（半

固化状态）的材料。应用于HDI/BUM板的激光形成微孔方面。