PCB工艺与技术

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。

②复合材料PCB。这是指不同材料压合在一起的PCB，如把PTFE材料和FR-4

材料压合在一起的PCB。既解决了高频信号传输问题，又解决了使用时的刚

性与尺寸稳定性问题。

③特大尺寸PCB。这是指厚度很厚、面积很大的PCB，如600X800X5∽

800X1800X12（mm）的背板或底板（又称母板）。

1.1.5 集成元件PCB。

这是指把无源元件（电阻、电容和电感等）、有源元件（各种集成电路等）分别或复合埋入到PCB内部的产品。由于目前技术水平和发展过程的原因，目前主要是埋入无源元件的PCB为主，其工艺也比较成熟。

⑴埋入无源元件PCB。

①为何要埋入无源元件到PCB内部去呢？

A 无源元件数量与有源元件数量比率越来越大。由（6∽15）：1上升到（15

∽33）：1，如手机的无源元件的数量已超过500只，而台式电脑主板（奔腾Ⅱ）的无源元件数量已达2000只以上。这种增加趋势还在继续。

B 促进PCB高密度化发展。如能埋入50%数量的无源元件，则可使PCB板面

缩小25%以上。

C 提高PCB组装的可靠性。减少了大量的焊接。埋入无源元件受到“保护”，

避免大气中的湿气、有害气体、尘粒等侵蚀，性能稳定。

D 提高了PCB组装件的电气性能。消除了无源元件焊接所形成的大量回路，

及其引起的寄生效应。减少无源元件功能失效率，提高无源元件功能稳定性。

②埋入电阻PCB。把电阻以平面形式埋入到PCB内部的方法，以CCL电阻、网

印油墨电阻、喷墨打印和烧结等工艺来形成。

③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。

④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。

⑤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