SMT核心工艺解析与案例分析(第3版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-22 02:31:08

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作者:贾忠中

出版社:电子工业出版社

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SMT核心工艺解析与案例分析(第3版)

SMT核心工艺解析与案例分析(第3版)试读:

前言

本书第1版出版于2010年11月,写作的目的很简单,不想写一本SMT的基础教程书,因为类似的书已经很多,希望能够写一点对读者有帮助的参考书,哪怕有一个案例或一句话能够对读者所从事的工作有所启发就知足了。在此思想指导下,我把自己多年从事SMT的一些心得、案例进行了简单的整理,奉献给读者。

本次再版新增50多节内容,并重点对上篇内容进行了较多的补充与完善,特别是“特定封装组装工艺”和“焊点的金相组织”部分;对下篇的案例进行了部分替换,希望给读者提供更多典型的经验。因为很多企业生产的PCBA种类不多,可能碰到的问题也不会很多。这些“经验”将有助于读者系统地考虑问题,完善设计与工艺方法,提高制造质量与效率。

表面组装技术(SMT)是一门比较复杂且不断发展中的技术,从有铅工艺到无铅工艺、从大焊盘焊接到微焊盘焊接,挑战不断,但是其基本的原理没有变,工艺工作的使命没有变(工艺实现和工艺稳定的问题)。重点掌握SMT的工艺要领、工程知识、常见焊接不良现象的产生机理与处置对策,对建立有效的工艺控制体系、快速解决生产工艺问题,具有十分重要的现实意义。工艺要领

工艺要领,顾名思义,就是指工艺技术或工艺方法与要求的关键点。掌握了这些关键点,就等于抓住了工艺技术的“魂”,在遇到千变万化的不良现象时就可沿着正确的方向去分析和解决。举例来讲,如果不了解BGA焊接时本身要经历“两次塌落”和“变形”这两个微观的物理过程,就很难理解BGA焊接峰值温度与焊接时间的意义。再比如,如果不了解有铅焊膏焊接无铅BGA将改变焊点的熔点以及组分的特性,就很难理解混装工艺的复杂性。因此,在学习工艺知识时,掌握要领非常重要,它是分析、解决疑难工艺问题的基础。工程知识

作为一名SMT工程师,如果仅仅停留在了解书本知识的层次,那么绝对称不上合格。生产现场需要的是掌握基本工程知识的人。对装联工艺而言,工程知识包括工艺窗口、基准工艺参数与基本工艺方法,如钢网开窗,对某一特定的封装,采用多厚的钢网、开什么形状以及多大尺寸的窗口。这些具体的、可用的应用知识,一般都是基于试验或经验获得的。常见焊接不良现象的产生机理与处置对策

如果不了解每类元器件容易发生的焊接问题、产生原因,那么就不能有效地预防。道理很简单,没有想到的绝对做不到。掌握常见焊接不良现象的产生机理与处置对策,最根本的途径是在实践中运用所学的理论知识、分析问题、解决问题,把理论知识转化为处理问题的能力。工艺是一门实践性很强的学问,靠经验的积累,正如医生看病,看的病人多了,经验就丰富了。实践中,我们经常会碰到这样的情况,比如什么是芯吸现象?相信大多数工程师都能够回答出来,但在碰到由芯吸引起的问题时往往不会想到芯吸,这是因为没有把理论知识转化为处理问题的能力。日本电子产品以质量著称于世,一条重要的经验就是“学习故障,消除预期故障”。从实践中汲取经验,把经验再用于指导实践,这是非常重要的方法。装联工艺是系统工程问题

装联工艺质量涉及 “人、机、料、环、法”五大方面。如果这些“入口”的质量波动很大,那么建立高质量、可重复的工艺就是一句空话。许多企业为了降低采购成本、规避风险,使用多品牌的物料,这对工艺而言是一大隐患。不同品牌的物料,特别是标准化程度比较低的那些物料,常常重量不同、引脚宽度不同,这些往往是导致工艺不稳定的因素。因此,要打造一流的工艺,必须从物料选型、工艺设计、工艺试制、工艺优化、质量监控等方面系统思考、系统控制。

鉴于以上认知,我从应用角度筛选了70个核心工艺议题,对其进行了总结与解析,指出要领,作为本书的上篇;同时,精心选编了124个典型案例,图文并茂地介绍了缺陷的特征、常见原因以及改进措施,作为本书的下篇。

对于案例的选编,主要是以能够帮助读者深入理解工艺因素的影响为主要考量(限于篇幅,案例都略去了问题的分析、解决过程,待以后有机会与读者深入交流)。对于案例提供的解决措施,限于“现象、现场、现物”的差异,仅供参考,不可盲目照搬。希望读者参考时注意:第一,这些案例中提供的解决方法不是一个关于某问题的系统解决方案;第二,要认识到,“一个工艺问题可能有多种产生原因,同样的原因可能导致不同的缺陷”,在采取措施之前,必须对问题进行准确定位,对措施进行验证,不可盲目照搬;第三,要认识到,许多工艺措施具有“两面性”,比如,为减少密脚器件的桥连而使用薄的钢网,但会加大引脚共面性差的元器件的开焊(Open Soldering)概率,因此,在采取措施前必须进行权衡与评估。

需要说明的是,有个别案例同时出现在不同的章节,这不是简单的笔误,而是作者有意重复使用。有些工艺问题产生的原因,有时很难界定为设计问题、物料问题或操作问题,它们之间有时会转换,往往从不同的方面都可以解决。对于此类问题的产生原因,可以说是A原因,也可以说是B原因。比如,BGA周围装螺钉容易引起BGA焊点拉断的问题,可以说是设计问题,也可以说是操作问题。本书下篇之所以按问题产生原因进行分类,主要是希望强化读者对这些工艺影响因素的认识,在分析问题时想到它。

为了不给读者增加阅读负担,本书采用图表格式编排,凡是图能够说明的问题就没有再用文字加以说明,也就是许多有价值的信息包含在图中。另外,为了强调一些观点,本书采用了加粗字体或颜色标示的手段,目的是希望读者抓住要领。

本书插图及文字中所用的数值单位一般采用公制英文字符缩写。对于一些在行业内习惯使用英制单位的应用场合,如钢网厚度,本书在公制单位后也加注了英制单位的数值,以方便读者使用。

本书适合有一定SMT经验的从业人士,最好是掌握SMT基础知识并有一年以上实际工作经验的专业人士使用。

本书各节内容独立成篇,可以根据需要选择性阅读或查阅。

本书内容多是我的经验总结或思考,限于接触的产品类别、案例,有些观点或讲法可能不完全正确,敬请读者批评指正。如有建议或疑问,请反馈到我的电子邮箱:1079585920@qq.com贾忠中上篇表面组装核心工艺解析第1章 表面组装基础知识1.1 SMT概述

SMT概述

表面组装技术,英文名称为Surface Mount Technology,缩写为SMT,是一种将表面组装元器件(SMD)安装到印制电路板(PCB)上的板级组装技术,它是现代电子组装技术的核心,如图1-1所示为一条实际配制的表面组装生产线。图1-1 表面组装生产线

表面组装技术,在电子工程业界,也称表面安装技术、表面贴装技术。它最早起源于20世纪60年代的厚膜电路外贴元器件技术,在20世纪80年代随着彩色电视机电子调谐器的大规模生产而得到迅速发展,到了20世纪90年代中期基本成熟,成为现代主流的电子组装技术。

1.SMT的优势

相对于THT(插装技术),SMT带给电子产品四大优势:(1)高密度。由于表面组装元器件采用了无引线或短引线、I/O端面阵布局等封装技术,元器件的尺寸大大减小,I/O引出端大大增加,从而使PCB的组装密度得到大幅度的提高。(2)高性能。表面组装元器件的无引线或短引线特点,降低了引线的寄生电感和电容,提高了电路的高频高速性能以及器件的散热效率。(3)低成本。由于表面组装元器件封装的标准化和无孔安装特点,特别适合自动化组装,大幅度降低了制造成本。(4)高可靠性。自动化的生产技术,保证了每个焊点的可靠连接,从而提高了电子产品的可靠性。

正是由于SMT的这四大优势,促进了其广泛应用,反过来也推动了SMT本身的不断发展。

2.SMT的技术组成

SMT是一项系统工程技术,包括工艺技术、工艺设备、工艺材料与检测技术,如图1-2所示。图1-2 SMT的组成

需要指出的是,虽然我们把SMD与PCB分别作为表面组装的对象和基板看待,但SMD的封装结构、PCB的制造质量,与表面组装的直通率有直接的相关性。从控制SMT焊接质量的角度出发,广义上的SMT,应该包括电子元器件的封装技术和PCB的制造技术,这也是很多有关SMT的专著把电子元器件的封装技术和PCB的制造技术列为其中内容的原因。

3.SMT的核心

俗话讲“内行看门道,外行看热闹”。就SMT来讲,技术的核心是什么?是设备还是工艺?在国内的学术交流会上,大家讨论最多的往往是设备,比的也是设备;其实,设备只是实现工艺的手段而已,真正核心的是工艺,它是实现高品质生产的保证。

SMT工作的目标是制造合格的焊点,良好焊点的形成有赖于合适的焊盘设计、合适的焊膏量、合适的再流焊接温度曲线,这些都是工艺条件。使用同样的设备,有些厂家焊接的直通率比较高,有些却比较低,差别就是工艺不同,它体现在“科学化、精细化、规范化”上,比如,钢网厚度与开窗的设计、印刷的支撑与参数调整、贴片的程序设定、温度曲线的设置以及进炉间隔、装配时的工装配备情况等,这些往往需要企业花很长的时间探索、积累并规范化,而这些经过验证并固化的技术文件、工艺方法、工装设计就是“工艺”,就是SMT的核心。1.2 表面组装基本工艺流程

基本工艺流程类型

表面组装印制电路板组件(Print Circiut Board Assembly,PCBA)的焊接,主要有再流焊接和波峰焊接两种工艺,它们构成了SMT组装的基本工艺流程。

1.再流焊接工艺流程

再流焊接是指通过熔化预先印刷在PCB焊盘上的焊膏,实现表面组装元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊工艺。

1)工艺特点(1)焊料(以焊膏形式)的施加与加热分开进行,焊点大小可控;(2)焊膏通过印刷的方式分配,每个焊接面一般只采用一张钢网进行焊膏印刷;(3)再流焊炉主要的功能就是对焊膏进行加热,它是对置于炉内的PCBA整体加热,在进行第二面焊接时,第一面焊接好的焊点会重新熔化。

2)工艺流程

印刷焊膏→贴片→再流焊接,如图1-3所示。图1-3 再流焊接工艺流程

2.波峰焊接工艺流程

波峰焊接是指将熔化的软钎焊料(含锡的焊料),经过机械泵或电磁泵喷流成焊料波峰,使预先装有元器件的PCB通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与PCB插孔/焊盘之间机械和电气连接的一种软钎焊接工艺。

1)工艺特点(1)对PCB施加焊料与热量。(2)热量的施加主要通过熔化的焊料传导,施加到PCB上的热量大小主要取决于熔融焊料的温度和熔融焊料与PCB的接触时间(焊接时间)。(3)焊点的大小、填充性主要取决于焊盘的设计、孔与引线的安装间隙。换句话说,就是波峰焊接焊点的大小主要取决于设计。(4)焊接SMD,存在“遮蔽效应”,容易发生漏焊现象。所谓“遮蔽效应”,是指片式SMD的封装体阻碍焊料波接触到焊盘/焊端的现象。

2)工艺流程

点胶→贴片→固化→波峰焊接,如图1-4所示。图1-4 波峰焊接工艺流程1.3 PCBA组装流程设计

PCBA组装流程设计方式

PCBA的组装流程设计决定了PCBA正反面元器件的布局,主要布局设计如图1-5~图1-9所示。

1.全SMD布局设计

随着元器件封装技术的发展,基本上各类元器件都可以用表面组装封装,因此,尽可能采用全SMD设计,有利于简化工艺和提高组装密度。

根据元器件数量以及设计要求,可以设计为单面全SMD或双面全SMD布局(见图1-5)。对于双面全SMD布局,布局在底面的元器件应该满足顶面焊接时不会掉下来的最基本要求。图1-5 双面SMD布局设计

装配工艺流程如下。(1)底面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。(2)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

之所以先焊接底面,是因为一般底面上所布局的SMD考虑到了不能掉下来的焊接要求。

2.顶面混装,底面SMD布局设计

这是目前常见的布局形式,根据插装元器件的焊接方法,可以细分为三类布局,即波峰焊接、托盘选择性波峰焊接和移动喷嘴选择性波峰焊接或手工焊接。由于焊接工艺不同,设计要求略有不同。

1)底面采用波峰焊接的布局设计

底面采用波峰焊接的布局设计如图1-6所示,这类布局适合复杂表面组装元器件(不适合波峰焊接的SMD)可以在一面布局下的情况。

底面一般只能够用波峰焊接的封装,如0603~1206范围内的片式元器件、引线间距大于等于1mm的SOP等。图1-6 底面采用波峰焊接的布局设计

波峰焊接面上布局的SMD必须用胶固定。采用的装配工艺流程如下。(1)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。(2)底面:点胶→贴片→固化。(3)顶面:插件。(4)底面:波峰焊接。

之所以先焊接顶面,一方面,因为裸PCB在焊接前比较平整;另一方面,因为底面胶的固化温度比较低(≤150℃),不会对顶面上已经焊接好的元器件构成不良影响。

2)底面采用掩模选择性波峰焊接的布局设计

底面采用掩模选择性波峰焊接的布局设计如图1-7所示,这类布局适合SMD数量多、一面布局不下,又有不少插装元器件的情况。

底面布局要求比较多,一是SMD元器件不能太高;二是波峰焊接元器件与掩模保护的SMD之间的间隔要满足掩模板制作及热的设计要求。图1-7 底面采用掩模选择性波峰焊接的布局设计

掩模选择性波峰焊接的布局设计,其装配工艺流程如下。(1)底面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。(2)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。(3)顶面:插件。(4)底面:加掩模板,波峰焊接。掩模板如图1-8所示。图1-8 掩模板

3)底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计

底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计如图1-9所示,这类布局适合SMD数量多、一面布局不下,只有少数插装元器件的情况。

底面布局与双面全SMD基本一样,只要插装引脚与周围元器件的间隔满足喷嘴焊接要求即可。图1-9 底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计

底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计,其装配工艺流程如下。(1)底面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。(2)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。(3)底面:移动喷嘴选择性波峰焊接。

3.焊接良率与可靠性的考虑

PCBA的组装流程设计,在一些工艺条件下会影响到焊接的良率与可靠性。比如:(1)双面组装PCBA,第二次焊接面的平整度不如第一次焊接面。

我们知道,PCB属于不同材料的层压产品,存在内应力。在第一次焊接后PCB会发生翘曲变形。此翘曲变形会影响到第二次焊接面的焊膏印刷,因此,对于那些对焊膏量比较敏感的元器件(如双排QFN、0.4mmQFP等),在布局时必须考虑PCB翘曲变形的影响或控制翘曲变形所需要的空间要求。(2)掩模选择焊接工艺条件下,PCB表面容易残留没有经过高温分解的焊剂。

我们通常采用合成石掩模板实现选择焊接,由于掩模板与PCB之间没有密封圈,仅靠接触进行密封,实际上它们之间会因PCB或掩模板的翘曲存在一定的间隙,如图1-10所示。在喷涂助焊剂的时候,过量的助焊剂往往会沿缝隙漫流进掩模保护区,而这些焊剂过波峰时又不能被熔融的焊锡高温分解掉或冲刷掉,具有一定的腐蚀性。如果焊接后不进行清洗,这些残留的助焊剂很容易吸潮而引起漏电,降低表面绝缘电阻甚至对电路、元器件造成腐蚀,影响PCBA的长期可靠性。因此,元器件布局时一定要保证被保护元器件与选择焊接元器件焊盘之间有足够的距离,不能无约束地追求小距离的设计。距离越小,掩模选择开窗密封尺寸就越小,对可靠性的影响也越大。图1-10 掩模选择焊接掩模板与PCB的密封1.4 表面组装元器件的封装形式

表面组装元器件的封装形式分类

表面组装元器件(SMD)的封装是表面组装的对象,认识SMD的封装结构,对优化SMT工艺具有重要意义。

SMD的封装结构是工艺设计的基础,因此,在这里我们不按封装的名称而是按引脚或焊端的结构形式来进行分类。按照这样的分法,SMD的封装主要有片式元器件(Chip)类、J形引脚类、L形引脚类、BGA类、BTC类、城堡类,如图1-11所示。图1-11 SMD的封装形式分类

片式元器件类封装

1.范围

片式元器件类一般是指形状规则、两引出端的片式元器件,主要有片式电阻、片式电容和片式电感,如图1-12所示。图1-12 片式元器件类常见封装

2.耐焊接性

根据PCBA组装可能的最大焊接次数以及IPC/J–STD-020的有关要求,一般片式元器件具备以下耐焊接性。

1)有铅工艺(1)能够承受5次有铅再流焊接,温度曲线参见IPC/J-STD-020D。(2)能够承受在260℃熔融焊锡中10s以上的一次浸焊过程。

2)无铅工艺(1)能够承受3次无铅再流焊接,温度曲线参见IPC/J-STD-020D。(2)能够承受在260℃熔融焊锡中10s以上的一次浸焊过程。

3.工艺特点

片式电阻/电容的封装比较规范,有英制和公制两种表示方法。在业内多使用英制,这主要与行业习惯有关。

常用片式电阻/电容的封装代号与对应尺寸,见表1-1。表1-1 常用片式电阻/电容的封装代号与对应尺寸 (单位:mm)

0603及以上尺寸的封装工艺性良好,正常工艺条件下,很少有焊接问题;0402及以下尺寸的封装,工艺性稍差,一般容易出现立碑、翻转等不良现象。

J形引脚类封装

1.范围

J形引脚类封装(J-lead),是SMT早期出现的一类封装形式,包括SOJ、PLCCR、PLCC,如图1-13所示。图1-13 J形引脚类常见封装

2.耐焊接性

J形引脚类封装耐焊接性比较好,一般具备以下的耐焊接性。

1)有铅工艺

能够承受5次有铅再流焊接,温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

2)无铅工艺

能够承受3次无铅再流焊接,温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

3.工艺特点(1)引脚间距为1.27mm。(2)J形引脚类封装引线间距大且不容易变形,一般工艺水准下,都不会出现焊接不良问题,具有非常好的工艺性。(3)不足之处就是封装尺寸大,I/O数受限制。

L形引脚类封装

1.范围

L形引脚,也称鸥翼形引脚(Gull-wing Lead),此类封装有很多种,主要有SOIC、BQFP、QFP、QFPR和TSSOP,如图1-14所示。之所以种类复杂,是因为它们源自不同的标准,如IPC、EIAJ、JEDEC,从工艺的角度我们可以简单地把它归为SOP、QFP两类。图1-14 L形引脚类常见封装

L形引脚类封装

2.耐焊接性

L形引脚类封装耐焊接性比较好,一般具备以下耐焊接性。

1)有铅工艺

能够承受5次有铅再流焊接,测试用温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

2)无铅工艺

能够承受3次无铅再流焊接,测试用温度曲线参见IPC/J-STD-020D。

3.工艺特点(1)引脚间距形成标准系列,如1.27mm、0.80mm、0.65mm、0.635mm、0.50mm、0.40mm、0.30mm。其中1.27mm只出现在SOIC封装上,0.635mm只出现在BQFP封装上。(2)L引脚类封装全为塑封器件,容易吸潮,使用前需要确认吸潮是否超标。如果吸潮超标,应进行干燥处理。(3)0.65mm及以下引脚间距的封装引脚比较细,容易变形。因此,在配送、写片等环节,应小心操作,以免引脚变形而导致焊接不良。如不小心掉到地上,捡起来后应进行引脚共面度和间距的检查与矫正。(4)0.40mm及其以下引脚间距的封装,对焊膏量非常敏感,稍多可能桥连,稍少又可能开焊。因此,在应用0.40mm及其以下引脚间距的封装时,必须确保稳定、合适的焊膏量。

BGA类封装

1.范围

BGA类封装(Ball Grid Array),按其结构划分,主要有塑封BGA(P-BGA)、倒装BGA(F-BGA)、载带BGA(T-BGA)和陶瓷BGA(C-BGA)四大类,如图1-15所示。图1-15 BGA类的封装形式图1-15 BGA类的封装形式(续)

2.工艺特点(1)BGA引脚(焊球)位于封装体下,肉眼无法直接观察到焊接情况,必须采用X光设备才能检查。(2)BGA属于湿敏器件,如果吸潮,容易发生“爆米花”、变形等焊接缺陷或不良,因此,组装前必须确认是否符合工艺要求。(3)BGA也属于应力敏感器件,四角焊点应力集中,在机械应力作用下很容易被拉断,因此,在PCB设计时应尽可能将其布放在远离拼板边和安装螺钉的地方。

总体而言,焊接的工艺性比较好,但有许多特有的焊接问题,详细参见IPC-7095。

BTC类封装

1.范围

BTC,即Bottom Termination Surface Mount Component的缩写,可翻译为底部焊端器件,它是比较新的一类封装,其特点是外面的连接端与封装体内的金属(也可以看做引线框架)是一体化的,如图1-16所示,具体封装名称很多,但实际上为两大类,即周边方形焊盘布局和面阵圆形焊盘布局。图1-16 BTC类封装的特点

在IPC-7093中列出的BTC类封装形式有QFN(Quad Flat No-Lead package)、SON(Small Outline No-Lead)、DFN(Dual Flat No-Lead)、LGA(land Grid Array)、MLFP(Micro Leadframe Package),如图1-17所示。图1-17 BTC类的封装形式

2.工艺特点(1)BTC的焊端为面,与PCB焊盘形成的焊点为“面-面”连接。(2)BTC类封装的工艺性比较差,换句话讲,就是焊接难度比较大,经常发生的问题为焊缝中有空洞、周边焊点虚焊或桥连。

这些问题产生的原因主要有两个:一是封装体与PCB之间间隙过小,贴片时焊膏容易挤连,焊接时焊剂中的溶剂挥发通道不畅通;二是热沉焊盘与I/O焊盘面积相差悬殊,I/O焊盘上焊膏沉积率低时,容易发生“元器件托举”现象而虚焊。1.5 印制电路板制造工艺

PCB概述

PCB,即Printed Circuit Board的缩写,译为印制电路板,它包括刚性、挠性和刚-挠结合的单面、双面和多层印制板,如图1-18所示。图1-18 PCB的类别

PCB为电子产品最重要的基础部件,用作电子元器件的互连与安装基板,如图1-19所示。图1-19 PCB的作用

不同类别的PCB,其制造工艺也不尽相同,但基本原理与方法却大致一样,如电镀、蚀刻、阻焊等工艺方法都要用到。在所有种类的PCB中,刚性多层PCB应用最广,其制造工艺方法与流程最具代表性,也是其他类别PCB制造工艺的基础。

了解PCB的制造工艺方法与流程,掌握基本的PCB制造工艺能力,是做好PCB可制造性设计的基础。

本节将简单介绍传统刚性多层PCB和高密度互连PCB的制造方法与流程及其基本工艺能力。

刚性多层PCB

刚性多层PCB是目前绝大部分电子产品使用的PCB,其制造工艺具有一定的代表性,也是HDI板、挠性板、刚-挠结合板的工艺基础。

1)工艺流程

刚性多层PCB制造流程如图1-20所示,可以简单分为内层板制造、叠层/层压、钻孔/电镀/外层线路制作、阻焊/表面处理四个阶段,详细如图1-21~图1-24所示。图1-20 刚性多层PCB制造流程

阶段一:内层板制作工艺方法与流程如图1-21所示。图1-21 内层板制作工艺方法与流程

阶段二:叠层/层压工艺方法与流程如图1-22所示。图1-22 叠层/层压工艺方法与流程

阶段三:钻孔/电镀/外层线路制作工艺方法与流程如图1-23所示。图1-23 钻孔/电镀/外层线路制作工艺方法与流程

阶段四:阻焊/表面处理工艺方法与流程如图1-24所示。图1-24 阻焊/表面处理工艺方法与流程

2)工艺能力

刚性多层板的工艺能力源于厂家,包括一般加工能力与加工精度。(1)最大层数:40。(2)PCB尺寸:584mm×1041mm。(3)最大铜厚:外层4OZ,内层4OZ。(4)最小铜厚:外层1/2OZ,内层1/3OZ。(5)最小线宽/线距:0.10mm/0.10mm。(6)最小钻孔孔径:0.25mm。(7)最小金属化孔孔径:0.20mm。(7)最小孔环宽度:0.125mm。(8)最小阻焊间隙与宽度:0.75mm/0.75mm。(9)最小字符线宽:0.15mm。(10)外形公差:±0.10mm(与尺寸有关)。

HDI板

随着0.8mm及其以下引线中心距BGA、BTC类元器件的使用,传统的层压印制电路制造工艺已经不能适应微细间距元器件的应用需要,从而开发了高密度互连(HDI)电路板制造技术。

所谓HDI板,一般是指线宽/线距小于等于0.10mm、微导通孔径小于等于0.15mm的PCB。

在传统的多层板工艺中,所有层一次性堆叠成一块PCB,采用贯通导通孔进行层间连接,而在HDI板工艺中,导体层与绝缘层是逐层积层,导体间是通过微埋/盲孔进行连接的。因而,一般把HDI板工艺称为积层工艺(BUP,Build-up Process或BUM,Build-up Mutiplayer )。根据微埋/盲孔的加工工艺来分,还可以进一步细分为2电镀孔积层工艺和应用导电膏积层工艺(如ALIVH工艺和BIT工艺)。

1.HDI板的结构

HDI板的典型结构是“N+C+N”,其中“N”表示积层层数,“C”表示芯板,如图1-25所示。随着互连密度的提高,全积层结构(也称任意层互连)也开始使用。图1-25 积层工艺HDI板的结构

2.电镀孔工艺

在HDI板的工艺中,电镀孔工艺是主流的一种,几乎占HDI板市场的95%以上。它本身也在不断发展中,从早期的传统孔电镀到填孔电镀,HDI板的设计自由度得到很大提高,如图1-26所示。图1-26 HDI板的发展路线图

1)工艺流程

电镀孔积层工艺核心流程如图1-27所示。图1-27 电镀孔积层工艺核心流程

2)工艺能力

电镀孔积层板的设计,主要考虑积层的层数以及埋孔、微盲孔的结构和微盲孔的尺寸。设计要求比较多,在此不详细说明,仅举例说明。(1)微盲孔的结构至少有12种,比如“二阶微孔+次外层机械埋孔”,设计时请参考有关标准,如IPC-2226(高密度互连印制板设计规范)、IPC-2315(高密度互连与微导通孔设计导则)等。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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