PCB的特殊加工制程qmn

PCB线线路版的的加工特特殊制程程 线路板板PCBB加工特特殊制程程作为在在PCBB行业领领域的人人士来说说，对于于PCBB抄板，PPCB设设计相关关制程必必须得熟熟练，通通过本公公司专业业PCBB抄板人人士的分分析于总总结，我我们专业业的PCCB抄板板专家得得出以下下线路板板PCBB加工的的特殊制制程，希希望能对对PCBB行业的的人士有有所帮助助。Addditiive Proocesss 加加成法指非非导体的的基板表表面，在在另加阻阻剂的协协助下，以以化学铜铜层进行行局部导导体线路路的直接接生长制制程（详详见电路路板信息息杂志第第 477 期 P.662）。PPCB抄抄板所用用的加成成法又可可分为全全加成、半半加成及及部份加加成等不不同方式式。Bacckpaanells，BBackkplaaness 支撑撑板是一种种厚度较较厚（如如 0.0933“,00.1225”）的的电路板板，专门门用以插插接联络络其它的的板子。其其做法是是先插入入多脚连连接器（CConnnecttor）在在紧迫的的通孔中中，但并并不焊锡锡，而在在连接器器穿过板板子的各各导针上上，再以以绕线方方式逐一一接线。连连接器上上又可另另行插入入一般的的PCBB抄板。由由于这种种特殊的的板子，其其通孔不不能焊锡锡，而是是让孔壁壁与导针针直接卡卡紧使用用，故其其品质及及孔径要要求都特特别严格格，其订订单量又又不是很很多，一一般电路路板厂都都不愿也也不易接接这种订订单，在在美国几几乎成了了一种高高品级的的专门行行业。Buuildd Upp Prroceess增层法法制程这是是一种全全新领域域的薄形形多层板板做法，最最早启蒙蒙是源自自 IBBM 的的SLCC 制程程，系于于其日本本的 YYasuu 工厂厂 19989 年开始始试产的的，该法法是以传传统双面面板为基基础，自自两外板板面先全全面涂布布液态感感光前质质如Prrobmmer 52，经经半硬化化与感光光解像后后，做出出与下一一底层相相通的浅浅形“感感光导孔孔”（PPhotto-VVia） ，再进进行化学学铜与电电镀铜的的全面增增加导体体层，又又经线路路成像与与蚀刻后后，可得得到新式式导线及及与底层层互连的的埋孔或或盲孔。如如此反复复加层将将可得到到所需层层数的多多层板。此此法不但但可免除除成本昂昂贵的机机械钻孔孔费用，而而且其孔孔径更可可缩小至至10mmil以以下。过过去56年间间，各类类打破传传统改采采逐次增增层的多多层板技技术，在在美日欧欧业者不不断推动动之下，使使得此等等 Buuildd Upp Prroceess 声名大大噪，已已有产品品上市者者亦达十十余种之之多。除除上述“感感光成孔孔”外；尚有去去除孔位位铜皮后后，针对对有机板板材的碱碱性化学学品咬孔孔、雷射射烧孔（ Lasser Abllatiion ） 、以以及电浆浆蚀孔 （ PPlassma Etcchinng ）等等不同“成成孔”途途径。而而且也可可另采半半硬化树树脂涂布布的新式式“背胶胶铜箔” （Reesinn Cooateed CCoppper Foiil ） ，利用用逐次压压合方式式 （ Seqquenntiaal LLamiinattionn ）做做成更细细更密又又小又薄薄的多层层板。日日后多样样化的个个人电子子产品，将将成为这这种真正正轻薄短短小多层层板的天天下。Ceermeet 陶陶金将陶陶瓷粉末末与金属属粉末混混合，再再加入黏黏接剂做做为种涂涂料，可可在电路路板面（或或内层上上）以厚厚膜或薄薄膜的印印刷方式式，做为为“电阻阻器”的的布着安安置，以以代替组组装时的的外加电电阻器。Co-Firing 共烧是瓷质混成PCB电路板（Hybrid）的一个制程，将小型板面上已印刷各式贵金属厚膜糊（Thick Film Paste）的线路，置于高温中烧制。使厚膜糊中的各种有机载体被烧掉，而留下贵金属导体的线路，以做为互连的导线。Crossover越交，搭交板面纵横两条导线之立体交叉，交点落差之间填充有绝缘介质者称之。一般单面板绿漆表面另加碳膜跳线，或增层法之上下面布线均属此等“越交”。Discreate Wiring Board散线PCB电路板，复线板即Multi-Wiring Board的另一说法，是以圆形的漆包线在板面贴附并加通孔而成。此种复线板在高频传输线方面的性能，比一般PCB经蚀刻而成的扁方形线路更好。DYCOstrate电浆蚀孔增层法是位于瑞士苏黎士的一家Dyconex公司所开发的Build up Process。系将板面各孔位处的铜箔先行蚀除，再置于密闭真空环境中，并充入CF4、N2、O2，使在高电压下进行电离形成活性极高的电浆（Plasma），用以蚀穿孔位之基材，而出现微小导孔 （10mil以下） 的专利方法，其商业制程称为DYCOstrate。Electro-Deposited Photoresist电着光阻，电泳光阻是一种新式的“感光阻剂”施工法，原用于外形复杂金属物品的“电着漆”方面，最近才引进到“光阻”的应用上。系采电镀方式将感旋光性带电树脂带电胶体粒子，均匀的镀在PCB电路板铜面上，当成抗蚀刻的阻剂。目前已在内层板直接蚀铜制程中开始量产使用。此种ED光阻按操作方法不同，可分别放置在阳极或阴极的施工法，称为“阳极式电着光阻”及“阴极式电着光阻”。又可按其感光原理不同而有“感光聚合”（负性工作Negative Working ）及“感光分解”（正性工作Positive Working）等两型。目前负型工作的ED光阻已经商业化，但只能当做平面性阻剂，通孔中因感光因难故尚无法用于外层板的影像转移。至于能够用做外层板光阻剂的“正型ED”（因属感光分解之皮膜，故孔壁上虽感光不足但并无影响），目前日本业者仍正在加紧努力，希望能够展开商业化量产用途，使细线路的制作比较容易达成。此词亦称为“电泳光阻”（Electrothoretic Photoresist）。Flush Conductor 嵌入式线路，贴平式导体是一外表全面平坦，而将所有导体线路都压入板材之中的特殊PCB抄板电路板。其单面板的做法是在半硬化（Semi Cured）的基材板上，先以影像转移法把板面部份铜箔蚀去而得到线路。再以高温高压方式将板面线路压入半硬化的板材之中，同时可完成板材树脂的硬化作业，成为线路缩入表面内而呈全部平坦的电路板。通常这种板子已缩入的线路表面上，还需要再微蚀掉一层薄铜层，以便另镀0.3mil的镍层，及20微寸的铑层，或10微寸的金层，使在执行滑动接触时，其接触电阻得以更低，也更容易滑动。但此法郄不宜做PTH，以防压入时将通孔挤破，且这种板子要达到表面完全平滑并不容易，也不能在高温中使用，以防树脂膨胀后再将线路顶出表面来。此种技术又称为Etch and Push法，其完工的板子称为Flush-Bonded Board，可用于RotarySwitch及Wiping Contacts等特殊用途。Frit玻璃熔料在厚膜糊 （Poly Thick Film， PTF）印膏中，除贵金属化学品外，尚需加入玻璃粉类，以便在高温焚熔中发挥凝聚与附着效果，使空白陶瓷基板上的印膏，能形成牢固的贵金属电路系统。Fully-Additive Process 全加成法是在完全绝缘的板材面上，以无电沉积金属法（绝大多数是化学铜），生长出选择性电路的做法，称之为“全加成法”。另有一种不太正确的说法是“Fully Electroless”法。Hybrid Integrated Circuit 混成电路是一种在小型瓷质薄基板上，以印刷方式施加贵金属导电油墨之线路，再经高温将油墨中的有机物烧走，而在板面留下导体线路，并可进行表面黏装零件的焊接。是一种介乎印刷电路板与半导体集成电路器之间，属于厚膜技术的电路载体。早期曾用于军事或高频用途，近年来由于价格甚贵且军用日减，且不易自动化生产，再加上电路板的日趋小型化精密化之下，已使得此种 Hybrid 的成长大大不如早年。Interposer互连导电物指绝缘物体所承载之任何两层导体间，其待导通处经加填某些导电类填充物而得以导通者，均称为Interposer。如多层板之裸孔中，若填充银膏或铜膏等代替正统铜孔壁者，或垂直单向导电胶层等物料，均属此类Interposer。Laser Direct Imaging，LDI 雷射直接成像是将已压附干膜的板子，不再用底片曝光以进行影像转移，而代以计算机指挥激光束，直接在干膜上进行快速扫瞄式的感光成像。由于所发出的是单束能量集中的平行光，故可使显像后的干膜侧壁更为垂直。但因此法只能对每片板子单独作业，故量产速度远不如使用底片及传统曝光来的快。LDI 每小时只能生产 30 片中型面积的板子，因而只能在雏型打样或高单价的板类中偶有出现。由于先天性的成本高居不下，故很难在业界中推广。Laser Maching 雷射加工法电子工业中有许多精密的加工，例如切割、钻孔、焊接、熔接等，亦可用雷射光的能量去进行，谓之雷射加工法。所谓 LASER 是指“Light Amplification Stimulated Emission of Radiation”的缩写，大陆业界译为“激光”为其意译，似较音译更为切题。Laser 是在 1959 年由美国物理学家 T.H.Maiman,利用单束光射到红宝石上而产生雷射光，多年来的研究已创造一种全新的加工方式。除了在电子工业外，尚可用于医疗及军事等方面。Micro Wire Board微封线 （封包线）板贴附在板面上的圆截面漆包线（胶封线），经制做PTH完成层间互连的特殊电路板，业界俗称为 Multiwire Board“复线板”，当布线密度甚大（160250in/in2） ，而线径甚小（25mil以下）者，又称为微封线路板。Moulded Circuit模造立体电路板利用立体模具，以射出成型法（Injection Moulding）或转型法，完成立体电路板之制程，称为 Moulded circuit或 Moulded Interconnection Circuit。左图即为两次射出所完成MIC的示意图。Multiwiring Board（or Discrete Wiring Board）复线板是指用极细的漆包线，直接在无铜箔的板面上进行立体交叉布线，再经涂胶固定及钻孔与镀孔后，所得到的多层互连电路板，称之为“复线板”。此系美商PCK 公司所开发，目前日商日立公司仍在生产。此种MWB可节省设计的时间，适用于复杂线路的少量机种（电路板信息杂志第 60 期有专文介绍）。Noble Metal Paste 贵金属印膏是厚膜电路印刷用的导电印膏。当其以网版法印在瓷质的基板上，再以高温将其中有机载体烧走，即出现固着的贵金属线路。此种印膏所加入的导电金属粉粒必须要为贵金属才行，以避免在高温中形成氧化物。商品中所使用者有金、铂、铑、钯或其它等贵金属。Pads Only Board唯垫板早期通孔插装时代，某些高可靠度多层板为保证焊锡性与线路安全起见，特只将通孔与焊环留在板外，而将互连的线路藏入下一内层上。此种多出两层的板类将不印防焊绿漆，在外观上特别讲究，品检极为严格。目前由于布线密度增大，许多便携式电子产品（如大哥大手机），其电路板面只留下SMT焊垫或少许线路，而将互连的众多密线埋入内层，其层间也改采高难度的盲孔或“盖盲孔”（Pads On Hole），做为互连以减少全通孔对接地与电压大铜面的破坏，此种SMT密装板也属唯垫板类。Polymer Thick Film （PTF）厚膜糊指陶瓷基材厚膜电路板，所用以制造线路的贵金属印膏，或形成印刷式电阻膜之印膏而言，其制程有网版印刷及后续高温焚化。将有机载体烧走后，即出现牢固附着的线路系统，此种板类通称为混合电路板（Hybrid Circuits）。Semi-Additive Process半加成制程是指在绝缘的底材面上，以化学铜方式将所需的线路先直接生长出来，然后再改用电镀铜方式继续加厚，称为“半加成”的制程。若全部线路厚度都采用化学铜法时，则称为“全加成”制程。注意上述之定义是出自 1992.7. 发行之最新规范 IPC-T-50E，与原有的 IPC-T-50D（1988.11）在文字上已有所不同。早期之“D版”与业界一般说法，都是指在非导体的裸基材上，或在已有薄铜箔（Thin foil如 1/4 oz或 1/8 oz者）的基板上。先备妥负阻剂之影像转移，再以化学铜或电镀铜法将所需之线路予以加厚。新的50E并未提到薄铜皮的字眼，两说法之间的差距颇大，读者在观念上似乎也应跟着时代进步才是。Substractive Process减成法是指将基板表面局部无用的铜箔减除掉，达成电路板的做法称为“减成法”，是多年来电路板的主流。与另一种在无铜的底材板上，直接加镀铜质导体线路的“加成法”恰好相反。Thick Film Circuit厚膜电路是以网版印刷方式将含有贵金属成份的“厚膜糊”（PTF PolymerThick Film Paste），在陶瓷基材板上（如三氧化二铝）印出所需的线路后，再进行高温烧制（Firing），使成为具有金属导体的线路系统，谓之“厚膜电路”。是属于小型“混成电路”板（Hybrid Circuit）的一种。单面PCB上的“银跳线”（Silver Paste Jumper）也属于厚膜印刷，但却不需高温烧制。在各式基材板表面所印着的线路，其厚度必须在 0.1 mm 4 mil以上者才称为“厚膜”线路，有关此种“电路系统”的制作技术，则称为“厚膜技术”。Thin Film Technology薄膜技术指基材上所附着的导体及互联机路，凡其厚度在 0.1 mm 4 mil 以下，可采真空蒸着法（Vacuum Evaporation）、热裂解涂装法 （Pyrolytic Coating）、阴极溅射法（Cathodic Sputtering）、化学蒸镀法 （Chemical Vapor Deposition）、电镀、阳极处理等所制作者，称之为“薄膜技术”。实用产品类有 Thin Film Hybrid Circuit及 Thin Film Integrated Circuit等。Transfer Laminatied Circuit转压式线路是一种新式的电路板生产法，系利用一种 93 mil厚已处理光滑的不锈钢板，先做负片干膜的图形转移，再进行线路的高速镀铜。经剥去干膜后，即可将有线路的不锈钢板表面，于高温中压合于半硬化的胶片上。再将不锈钢板拆离后，即可得到表面平坦线路埋入式的电路板了。其后续尚可钻孔及镀孔以得到层间的互连。CC-4 Copper complexer 4 ; 是美国PCK公司所开发在特殊无铜箔基板上的全加成法（详见电路板信息杂志第47期有专文介绍）ED Electro - Deposited Photoresist ; 电着光阻IVH Interstitial Via Hole; 局部层间导通孔（指埋通孔与盲通孔等）MLC Multilayer Ceramic;小板瓷质多层电路板PID Photoimagible Dielectric; 感光介质（指用于增层法所涂布的感光板材）PTF Polymer Thick Film; 聚合物厚膜电路片（指用厚膜糊印制之薄片电路板）SLC Surface Laminar Circuits ; 表面薄层线路系 IBM日本Yasu 实验室于1993年 6月发表的新技术，是在双面板材的外面以Curtain Coating式绿漆及电镀铜形成数层互连的线路，已无需再对板材钻孔及镀孔。PCB微微通孔制制作工艺艺微通孔是是指孔径径小于00.155mm的的通孔，它它所占面面积大约约是机械械钻孔的的1/44。由于于是盲孔孔，它们们仅在要要进行线线路连接接的层间间出现，有有助于实实现较高高的互连连密度。微微通孔成成形利用用激光完完成，其其速度比比机械钻钻孔快得得多，并并且成本本也大大大低于后后者，它它的这些些主要优优点使其其应用不不仅仅局局限在最最外层线线路。尽尽管减小小现有通通孔结构构尺寸也也可实现现高密度度互连，但但随着设设计要求求越来越越高，PPCB成成本将不不断上升升，因此此改造现现有工艺艺还不如如转而使使用一种种全新技技术成本本来得更更低，如如使用22+n+2积层层结构。 近年来移移动通信信产品已已变得比比蜂窝电电话复杂杂得多，如如便携式式卫星电电话、个个人智能能通信器器、电子子记事本本以及处处理视频频信号的的应用产产品等，这这些产品品的共同同点是互互连密度度非常高高而且在在高频方方面都有有特殊要要求。它它们的线线路板表表面大部部分空间间布满了了许多小小间距元元件，在在最外面面的第一一层和第第m层(m代表表总层数数)已基基本上没没有什么么地方可可用于布布线，因因而只能能在内层层进行，如如第二层层和第mm-1层层。在11+n+1结构构中，这这些层中中包含一一些由机机械钻孔孔形成的的较大铜铜导电环环用于和和内层相相连，可可能无法法提供足足够空间间进行高高密度布布线。一一个解决决方法是是使第二二层和mm-1层层成为微微通孔层层，使其其在与下下一层连连接时减减小占用用面积，这这样就可可以走线线了。通通常的做做法是使使互连密密度尽可可能与元元件接近近，要做做到这一一点最好好是用微微通孔层层，必要要时还应应使用多多个微通通孔层。 第一种22+n+2结构构线路板板仅使用用直接与与相邻层层连接的的微通孔孔，基本本制作方方法是将将做一个个微通孔孔层的步步骤进行行重复。图图1是利利用交错错排列使使第一层层和第三三层通过过微通孔孔连接的的示意图图。这种种2+nn+2结结构板使使用树脂脂涂膜铜铜(RCCC)技技术生产产，特别别值得一一提的是是该方法法能保证证所有层层都具有有很高的的共面性性。这种种结构还还可以有有多种形形式(如如图2)。 生产微通通孔的主主要成本本在于通通孔成形形和电镀镀。对某某些应用用而言，可可以通过过减少这这两种工工艺的工工序降低低成本，例例如在第第二层和和第三层层或第mm-1层层和m-2层之之间如果果没有导导通孔，则则无需相相关的电电镀过程程，此时时可用其其它类型型的通孔孔取代微微通孔。也也可通过过微通孔孔将PCCB的表表层与第第三层直直接连接接(图22a)，通通孔1-3将外外层与第第三层相相连，而而通孔11-2-3则和和第二层层相连(图2bb)，通通过这种种方法能能实现所所有需要要的互连连。 一般来说说，要保保证通孔孔电镀可可靠，通通孔1-3和通通孔1-2-33的孔径径必须大大于仅在在相邻两两层间进进行连接接的通孔孔。如果果没有通通孔2-3，则则只能通通过第一一层实现现第二层层和第三三层的连连接，这这样会造造成第一一层空间间的浪费费，最后后的总体体互连密密度会低低于图11所显示示的情况况。然而而没有通通孔2-3却有有利于在在第二层层上制作作精细的的线路，由由于仅需需对RCCC铜箔箔的基层层铜进行行蚀刻，所所以可做做到很高高的图形形解析度度。 通孔1-3使用用保形掩掩膜工艺艺生成，先先在RCCC膜上上将铜蚀蚀刻出一一个口，然然后再用用红外激激光烧蚀蚀掉树脂脂，这两两种工艺艺的生产产率都非非常高。蚀蚀刻是一一个并行行过程，激激光钻孔孔仅烧蚀蚀树脂，可可使用快快速COO2激光。11-3层层通孔还还有一些些有意思思的应用用，如该该结构里里的第二二层和第第m-11层电位位一直保保持不变变，可作作为屏蔽蔽，它们们和内层层之间无无需任何何连接，也也就不需需要2-3层通通孔，这这样特别别是在对对电磁兼兼容性(EMCC)要求求严格的的场合，可可在这些些内层上上进行布布线。 制作1-2-33层通孔孔时，一一般第二二层覆铜铜用UVV激光开开孔，这这种工艺艺钻孔速速度较慢慢，如果果使用保保形掩膜膜工艺，则则需要较较大的孔孔环。图图3比较较了第一一层和第第三层连连接的几几种方法法，通常常微通孔孔交错排排列是最最受欢迎迎的方式式，在特特殊情况况下，孔孔1-33和孔11-2-3占据据较大空空间是可可以接受受的，而而使用保保形掩膜膜工艺还还会浪费费更大空空间。 微通孔对对位微通孔和和微通孔孔层线路路之间的的对位是是制作多多层微通通孔电路路板的关关键。通通常情况况下微通通孔层依依靠其下下层电路路图进行行对位，这这种方法法可使微微通孔焊焊盘最小小而充分分利用空空间节约约带来的的好处，但但这却是是以其它它层对位位不良为为代价。随随着PCCB层数数增加，偏偏差将越越来越大大，但只只要没有有哪个元元件要求求必须同同时和所所有层都都对准，这这种积累累的偏差差也不会会造成任任何问题题，所以以应尽可可能避免免在2+n+22结构中中设计穿穿过所有有层的通通孔。这这类通孔孔大多数数情况下下可利用用一系列列相互连连接的微微通孔或或者内层层机械钻钻孔替代代，如果果一定要要用，其其孔环必必须很大大，避免免并列排排放的元元件影响响随后制制作的积积层，使使得它无无法体现现出自身身的优势势。 如果因对对位原因因而不想想使用镀镀通孔，内内层通孔孔可作为为一种可可靠的替替代方法法。它利利用机械械方式在在FR-4内层层钻孔，电电镀后再再用环氧氧树脂填填满。最最简单的的做法是是在RCCC铜箔箔以真空空压制到到内层上上时，用用RCCC铜箔上上的环氧氧树脂填填充通孔孔。此方方法效果果不错，但但它并不不是任何何时候都都适用，对对较厚的的PCBB板而言言，RCCC铜箔箔上的环环氧树脂脂显得数数量不够够，此外外特别是是在可靠靠性要求求高的PPCB板板上，用用RCCC铜箔环环氧树脂脂作为填填料不是是最好，应应选择那那些针对对可靠性性进行过过优化的的材料。上上述两种种情况最最好使用用塞孔工工艺，这这种工艺艺采用特特殊的丝丝印方法法填充通通孔，固固化后将将填料与与表面磨磨平再电电镀铜。 非覆铜材材料夹层层1+n+1结构构中还用用到一些些非覆铜铜材料，采采用层压压或涂布布(当它它是液态态环氧树树脂形式式时)方方式制作作。这些些介电材材料比较较便宜，有有很多优优点，如如能很容容易地制制作微通通孔并对对其进行行电镀，从从而缩小小微通孔孔直径等等。它可可以用于于更薄的的铜覆层层，有利利于制作作超细间间距电路路图，在在不久的的将来，这这些优点点也能用用于2+n+22的结构构中。它它还可以以用于混混合制板板技术，此此时第二二层和第第m-11层用激激光RCCC技术术制作，在在这种情情况下，使使用液态态环氧树树脂作为为最外面面第一层层和第mm层介电电层能同同时利用用两种工工艺的优优点并对对整个系系统进行行优化。如如果使用用RCCC技术制制作微通通孔内层层，一般般不需要要塞孔工工艺，并并且可达达到非常常好的共共面性；与之相相反，使使用液态态环氧树树脂制作作的外层层能做到到更大的的图形解解析度并并进一步步缩小微微通孔的的直径。