PCB板材及流程介绍.pdf
January 26,20151PCB 板材及流程介绍板材及流程介绍板材及流程介绍板材及流程介绍January 26,20152交流议题交流议题交流议题交流议题1、PCB基材介绍2、PCB流程介绍3、PCB表面处理4、DSG技术优势January 26,201531 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍将增强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料。它用于制作印制线路板（Printed Circuit Board,PCB），也就是PCB所谓的基材。它担负着PCB的导电、绝缘、支撑三大功效。覆铜箔层压板覆铜箔层压板覆铜箔层压板覆铜箔层压板（Copper Clad Copper Clad Copper Clad Copper Clad Laminate,CCLLaminate,CCLLaminate,CCLLaminate,CCL）January 26,20154对于覆铜板类型，常按不同的规则，有不同的分类：按覆铜板板的机械刚性划分：刚性覆铜板和挠性覆铜板按不同绝缘材料、结构划分：有机树脂类覆铜板、金属基覆铜板、陶瓷基覆铜板按增强材料划分：玻璃纤维布基覆铜板、纸基覆铜板、复合基覆铜板。按照采用的绝缘树脂划分：环氧树脂板；酚醛板；PTFEPTFEPTFEPTFE；BTBTBTBT；PIPIPIPI等等等等。按照阻燃等级划分：按照UL标准（UL94、UL746E等）阻燃等级划分有非阻燃型和阻燃型覆铜板。按覆铜板的某些特殊性能划分：如：高Tg板、高介电性能板、抗辐射板、高CTI板、无卤板，等。按照覆铜板所用树脂和增强材料分类：按照刚性的各类覆铜板所用树脂和增强材料的不同，可以将其分类为五大类：纸基板、玻纤布基板、复合基板、积层多层板基材、特殊基板。覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类覆铜板的定义及分类1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍January 26,20155常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构常规刚性覆铜板的结构1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍常规刚性覆铜板的结构包含三大主材：铜箔、玻璃布、树脂常规刚性覆铜板的结构包含三大主材：铜箔、玻璃布、树脂铜箔铜箔树脂树脂玻璃布玻璃布January 26,20156铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍压延铜箔：该铜箔是将铜箔先经熔炼加工制成铜板，再经铜板经过多次重复辊轧制成原箔，然后根据要求对原箔进行粗化处理、耐热层处理及防氧化处理等，大多用于挠性印制电路板上。电解铜箔：将铜先经溶液制成硫酸铜电解液，再在专用电解设备中，将硫酸铜电解液在直流电作用下，电沉积而制成原箔。然后根据要求对原箔进行粗化处理、耐热层处理及防氧化处理等。电解铜箔两面表面结晶形态不同，紧贴阴极辊的一面比较光滑，称为光面，另一面呈现凹凸形状的结晶组织结构，比较粗糙，称为毛面。毛面光面按生产工艺划分：电解铜箔、压延铜箔January 26,20157铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍按厚度分厚铜箔厚度70m常规厚度铜箔70 m 厚度18m薄铜箔18 m 厚度12m超薄铜箔12 m 厚度January 26,20158铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍按性能划分：标准铜箔、高温高延伸性铜箔（THE铜箔）、高延展性铜箔、耐转移铜箔、低轮廓铜箔（LP）、超低轮廓铜箔（HVLP）、返转铜箔(RTF)等标准铜箔：主要用于纸板、FR-4板，用于FR-4的铜箔，除了进行必要的粗化处理外，还要进行耐热处理（如镀锌等）、特殊耐高温防氧化处理，与基材有较高的结合力，耐热温度达到200左右高温高延伸性铜箔（HTE铜箔）：主要用于多层印制板上，由于多层印制板在压合时的热量会使铜箔发生再结晶现象，需要在高温（180 ）时也能有和常温时一样的高延伸率，就需要高温高延伸性铜箔，以保证印制板制作过程中不出现裂环现象高延展性铜箔（HD铜箔）：主要用于挠性线路板上，要求具有很高的耐折性能，因此要求它必须有很高的致密度。January 26,20159铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍耐转移铜箔：主要用于绝缘要求比较高的印制板上，如果铜箔压制成线路板后，发生铜离子转移，则对基板的绝缘可靠性会造成相当大的影响，因此必须对铜箔表面进行特殊处理（入镀镍），以抑制铜的离子化及进一步转移。低轮廓铜箔（LP铜箔）/超低轮廓铜箔（HVLP）：主要用于多层印制线路板上，它要求铜箔表面粗糙度比普通铜箔小。返转铜箔(RTF)：将电解铜箔的光滑面做强化结合的处理，与基材粘合，这样的用法就是所谓的反转铜箔。由于信号传输的频率越来越高，高频信号存在趋肤效应，所以对于基材的铜箔粗糙度要求要小，因此现在高速板设计会选用RTF、VLP、HVLP的铜箔。January 26,201510铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类铜箔的分类1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍January 26,201511铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响铜箔的对高频信号的影响1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍January 26,201512玻璃布玻璃布玻璃布玻璃布玻璃布玻璃布玻璃布玻璃布1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍玻璃纤维抗拉强度高、电绝缘性能好、尺寸稳定、耐高温，是良好的增强绝缘材料，玻璃纤维布采用玻璃纤维作为经纬纱，在织布机上交织成。January 26,201513玻璃布常用规格玻璃布常用规格玻璃布常用规格玻璃布常用规格玻璃布常用规格玻璃布常用规格玻璃布常用规格玻璃布常用规格1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍6.85230.00.00790.20144 2987 5776306.19210.00.00710.18044 3487 6776284.86165.00.00550.14046 4590 8815063.06103.80.00370.09460 58118 11421162.4081.40.00330.08460 62118 12233131.3846.80.00210.05360 47118 9310800.7224.40.00130.03356 56110 110106单位面积质量盎司/码2g/m2公称厚度英吋/mm密度（经纬）根/英吋根/5cm代号January 26,201514玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响玻璃布对基材厚度的影响1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍正是因为不同玻璃布的厚度，通过与不同树脂含量，就可以提供不同厚度的基材板。January 26,201515树脂体系树脂体系树脂体系树脂体系树脂体系树脂体系树脂体系树脂体系1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍树脂体系的配方是敷铜板厂的核心技术。树脂体系的配方是敷铜板厂的核心技术。根据IPC标准，通常将树脂分为三大类1.应用于单/双面硬板及多层板主要包括酚醛树脂(Phenolic)、环氧树脂(Epoxy)、聚苯醚(PPO)、双顺丁烯二酸酰亚胺/三嗪树脂(BT Triazine and/or Bismaleimide)、聚酰亚胺(Polyimide)、氰酸酯(Cyanate Ester)2.应用于高速/高频制板主要包括聚四氟乙烯(PTFE，Poly Tetra Fluoro Ethylene,Teflon)、聚烯烃(Hydrocarbon)、聚脂(Polyester)及热塑树脂(Thermoplastics)3.无卤素(Halogen Free)通过改变树脂体系，用非溴基的树脂实现环保型基材。主要为含磷环氧树脂。January 26,201516树脂体系树脂体系-填料填料1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍在覆铜板(CCL)中应用填料(Fillers)按种类主要分为:A 硅微粉(二氧化硅)B 氢氧化铝C 滑石粉E 云母粉、高岭土、等用量较少的填料January 26,201517树脂体系树脂体系-填料填料1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍在覆铜板(CCL)中应用填料(Fillers)已成为CCL的一个普遍的行为填料在覆铜板(CCL)中优点：A 降低材料成本B 改善材料的燃烧特性C 低材料的膨胀系数D 改善材料在压合过程中的流胶E 提高材料的刚性等缺点:大部分填料使材料的在PCB钻孔的成本和工艺难度增加。January 26,201518CCLCCL主要特性主要特性主要特性主要特性主要特性主要特性主要特性主要特性1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍主要关注热性能和电性能January 26,20151919Halogen free,Low Dk,Dk=3.9-4.1(1GHz)YESYESYES YES370-390TMA180-190MCL-HE-679GYESYESNOYES350DSC180TU768TUCH-Tg,halogen freeYESYESYESYES390TMA170TU862HFSupplierTypeTgTg test methodTdLead freeHalogen freeWith Filler Anti CAFRemarkSYLS1141135DSC310NONONONOS1141KF140DSC350YESNONOYESS1000155DSC335YESNOYESYESMajor laminate in DSGS1170170DSC335YESNONOYESMajor laminate in DSGS1000-2170DSC335YESNOYESYESMajor laminate in DSGS1155135DSC370YESYESNOYESITEQIT158150DSC340YESNOYESYESMajor laminate in DSGIT180175DSC340YESNONOYESMajor laminate in DSGTU872SLK200DSC340YESNOYESYESLow Dk/low loss,Dk=3.8,Df=0.009(10GHz)HITACHIMCL-BE-67G140TMA340YESYESYESYESMCL-E-679F170TMA350YESNOYESYESLX-67Y185-195TMA325-345YESNONOYEShigh frequency,Dk=3.4-3.6(1Ghz)1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍January 26,20152020High speed,low loss Df=0.005(1GHz)YESYESNOYES360DSC176R-5725Epoxy no flow prepreg49NYESYESYESYES330DSC140R-1566WPANASONICHigh speed,low loss Df=0.002(1GHz)YESYESNOYES410DSC185R-5775SupplierTypeTgTg test methodTdLead freeHalogen freeWith Filler Anti CAFRemarkNelco4000-13210DSC350high speed,low loss material4000-13EP210DSC350outstanding thermal and support lead free4000-13SI210DSC350high speed,low loss multifunctional epoxy.ISOLAPolyclad 370HR180DSC350YESNOYESYESFR408-HR180DSChigh speed,low loss materialP96Polyimide materialROGERRO3000 seriesHigh frequency materialRO4000 series High frequency materialTaconicTLX seriesHigh frequency materialRF seriesHigh frequency materialArlon33NPolyimide material35NPolyimide material85NPolyimide material38NPolyimide no flow prepreg92MLThermal conductivity:2.0w/m.kStablcorST10Thermal conductivity:75w/m.k(with 1oz copper)ST325Thermal conductivity:325w/m.k(with 1oz copper)1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍January 26,201521CCLCCL发展趋势发展趋势1 1 1 1、PCBPCBPCBPCB基材介绍基材介绍基材介绍基材介绍Higher Tg/Lower CTELow Dk/Low DfLaser Drill FriendlyThermal ResistanceLow MigrationcReliable Peel StrengthJanuary 26,2015222 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB分类分类分类分类埋孔板通孔板OSP板January 26,2015232 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB分类分类分类分类PCB的种类较多，但流程大同小异，不同结构设计，基本可以通过常用流程进行组合来实现，当然部分板也需要补充特殊流程。以下通过介绍普通多层板，来讲解PCB的流程。January 26,2015242 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍开料内层线路棕化成形电测FQC包装普通多层板流程January 26,2015252 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍客户资料转化为制造工具：客户资料转化为制造工具：内层曝光菲林内层曝光菲林钻孔资料钻孔资料外层曝光菲林外层曝光菲林阻焊曝光菲林阻焊曝光菲林字符菲林字符菲林锣板资料锣板资料电测资料电测资料January 26,2015262 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍开料：将供应商提供的大尺寸板料切成合适的工作板开料：将供应商提供的大尺寸板料切成合适的工作板January 26,2015272 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍内层线路：将客户设计的内层图形转化到内层的内层线路：将客户设计的内层图形转化到内层的PCBPCB上。上。流程流程流程流程流程流程流程流程前处理前处理 贴膜贴膜曝光曝光显影显影蚀刻蚀刻退膜退膜曝光机曝光机DESDES线线January 26,2015282 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍基板基板贴干膜贴干膜曝光曝光显影显影蚀刻蚀刻退膜退膜January 26,2015292 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍棕化：粗化线路铜面，增加层压棕化：粗化线路铜面，增加层压P P片和线路的结合力片和线路的结合力January 26,2015302 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍层压：将多张内层线路通过层压：将多张内层线路通过P P片进行高温粘合。片进行高温粘合。流程：预排流程：预排铆合铆合层压层压拆板拆板x x-rayray打靶打靶锣边锣边铆合机铆合机压机压机打靶机打靶机January 26,2015312 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍钻孔：为实现内外层的连接，需要在设计区域钻孔。钻孔：为实现内外层的连接，需要在设计区域钻孔。January 26,2015322 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍沉铜沉铜/整板电镀：通过化学反应，在孔壁沉上一层铜，为后续的电镀提供导通作整板电镀：通过化学反应，在孔壁沉上一层铜，为后续的电镀提供导通作用。整板电镀，通过电镀在用。整板电镀，通过电镀在PCBPCB的表面和孔壁镀上一层铜，一般厚度为的表面和孔壁镀上一层铜，一般厚度为3 3-6um6um。流程：去毛刺流程：去毛刺DesmearDesmear-沉铜沉铜-整板电镀整板电镀水平沉铜线水平沉铜线January 26,2015332 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍外层图形转移：也叫干菲林，将客户设计的外层图形转移到外层铜面。外层图形转移：也叫干菲林，将客户设计的外层图形转移到外层铜面。贴膜贴膜曝光曝光显影显影曝光机曝光机流程：前处理流程：前处理贴膜贴膜曝光曝光显影显影January 26,2015342 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍图形电镀：将外层显影之后的图形，露出部分，通过电镀镀上铜和锡。图形电镀：将外层显影之后的图形，露出部分，通过电镀镀上铜和锡。镀铜镀铜镀锡镀锡流程：上板流程：上板除油除油微蚀微蚀镀铜镀铜镀锡镀锡图形电镀线图形电镀线January 26,2015352 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍外层蚀刻：通过药水，将外层蚀刻：通过药水，将PCBPCB不需要的铜蚀刻掉，然后将抗蚀的锡层退掉。不需要的铜蚀刻掉，然后将抗蚀的锡层退掉。退膜退膜蚀刻蚀刻退锡退锡January 26,2015362 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍阻焊、字符：阻焊是将需要保护的部分丝印上阻焊油墨起到保护作用。字符是阻焊、字符：阻焊是将需要保护的部分丝印上阻焊油墨起到保护作用。字符是将客户要求的标记，用热固油丝印上去。将客户要求的标记，用热固油丝印上去。丝网印刷阻焊油墨丝网印刷阻焊油墨预固化预固化曝光曝光显影显影丝印字符丝印字符后固化后固化January 26,2015372 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍表面处理：阻焊之后，裸露出来的铜面需有保护层，并便于后续客户贴装、插表面处理：阻焊之后，裸露出来的铜面需有保护层，并便于后续客户贴装、插件或件或wire bondingwire bonding等，所以要做表面处理。等，所以要做表面处理。常见的表面处理有：喷锡、常见的表面处理有：喷锡、OSPOSP、沉金、镀金、沉银等。、沉金、镀金、沉银等。January 26,2015382 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍成形：将工作板进行成形，使之符合客户的设计。成形：将工作板进行成形，使之符合客户的设计。常见成形方式：锣板、常见成形方式：锣板、v v-cutcut、倒边、冲板等、倒边、冲板等电测：测试产品的通断路。包括专用型测试、通用型测试、飞针测试。电测：测试产品的通断路。包括专用型测试、通用型测试、飞针测试。FQCFQC：通过目视检验，将有缺陷的板挑出。：通过目视检验，将有缺陷的板挑出。包装：将合格的产品进行真空包装。包装：将合格的产品进行真空包装。January 26,2015392 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程设计流程设计流程设计流程设计（HDI 1+N+1HDI 1+N+1HDI 1+N+1HDI 1+N+1）层数：层数：1616层层埋孔：埋孔：L2L2-1515层有埋孔层有埋孔盲孔：盲孔：L1L1-2 2，L16L16-15 15 层有盲孔层有盲孔母板母板子板子板January 26,201540开料内层LDI内层蚀刻AOI棕化一次压板X-RAY钻靶铣板边机械钻孔PTH二次板电树脂塞孔磨板内层LDIDESAOI棕化二次压板X-RAY钻靶铣板边除胶激光钻孔磨板PTH图形电镀SESAOI沉镍金铣外形ETFQC包装2 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程设计流程设计流程设计流程设计（HDI 2+N+2HDI 2+N+2HDI 2+N+2HDI 2+N+2）外层图形塞孔阻焊制作子板内层制作子板制作母板January 26,2015412 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍PCBPCBPCBPCB流程设计流程设计流程设计流程设计（SBU N+NSBU N+NSBU N+NSBU N+N）层数：层数：2222层层盲孔：盲孔：L1L1-1111，L12L12-22 22 层有盲孔层有盲孔母板母板子板子板子板子板January 26,201542开料内层LDI内层蚀刻AOI棕化一次压板X-RAY钻靶铣板边机械钻孔PTH二次板电树脂塞孔磨板内层LDIDESAOI棕化二次压板X-RAY钻靶铣板边除胶激光钻孔磨板PTH图形电镀SESAOI沉镍金铣外形ETFQC包装2 2 2 2、PCBPCBPCBPCB流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍外层图形塞孔阻焊制作子板内层制作子板制作母板PCBPCBPCBPCB流程设计流程设计流程设计流程设计（SBU N+NSBU N+NSBU N+NSBU N+N）
