PCB材料知识课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,FPCB材料知识,(张腾飞 V.12012-5-28),1.FPCB常用单位换算,2.FPCB常用表面处理方式,3.FPCB结构,4.关键性能参数和测试方法,5.工序中的FPCB,6.FPCB供应商情况简介,FPCB材料知识(张腾飞 V.12012-5-28)1.F,1,一、FPCB常用单位换算,1.FPCB常用单位可分为公制和英制两种：,公制：英制：dm 分米 ft 英尺cm 厘米 in 英寸mm 毫米 mil 密尔um 微米 uin 微英寸,2.换算进制：,1dm =10cm 1ft =12in1cm =10mm 1in =1000mil1mm=1000um 1mil=1000uin,3.公制英制互换进制：,1in=2.54cm=25.4mm=25400um 1mil=25.4um 1mil=0.0254mm 1uin=0.0254um1mm=39.37mil 1um=39.37uin,一、FPCB常用单位换算1.FPCB常用单位可分为公制和英制,2,4.铜箔厚度单位换算：,铜箔厚度常用单位：oz（Ounce 盎司）,重量单位,1oz定义为：1平方英尺面积上单面覆盖重量1oz（28.35g）的铜箔厚度,1 oz=35um=1.35mil2 oz=70um=2.7 mil,常用铜箔厚度会用分数表示：,1/2 oz=17.5um=0.7mil1/3 oz=11.7um=0.5mil1/4 oz=8.8um=0.35mil注：目前Truly常用铜箔为1/2 oz,4.铜箔厚度单位换算：,3,二、FPCB常用表面处理方式,表面处理作用：防止铜面氧化，保持表面的可接合性。,FPCB常用表面处理方式主要有以下几种：,1.OSP（Organic Surface Protection）,2.喷锡（Hot Air Solder Leveling）,3.沉金（Immersion Gold）,4.镀金（Plating Gold）,5.镍钯金（Ni-Pd-Au）,6.沉银（Immersion Silver）,7.直接镀金：应该是新技术，只听说过，没有见过。,二、FPCB常用表面处理方式表面处理作用：防止铜面氧化，保持,4,1.OSP（有机可焊保护膜）：,将铜面清洗干净后，通过化学反应方法，在铜面上生成一种有机膜，,通过隔离空气来保护铜面不被氧化。,优点：价格便宜、厚度薄、表面平整；,缺点：低活性助焊剂难以破坏其表面、存储条件较严；,但其环境亲和性好，因为是水基保护膜，不会污染环境，另外也有,其缺点，不能过多次回流焊。,此类处理方式适合于板子整体要求较为一致的情况，因我司FPCB各部分要求不一样，有些部位需要厚金打线，有些部分需要硬金插拔，所以供应商操作难度较大，不适用。,1.OSP（有机可焊保护膜）：,5,2.喷锡（HASL）：,将整块板浸入锡炉中，然后用热空气通过风刀整平，后清洁水洗。,优点：可焊性好、工艺简单；,缺点：价格较高、平整度不高；,喷锡（又称：热风整平）属粗放式处理，仅适用于较大线路间距的产品，如电脑主机板、电视板等，不适合精密线路处理。,我司产品所使用FPCB均是精密线路，此种不适合我司使用，且鉴于焊接性能、可靠性等原因，我司FPCB所使用的表面处理材料大多为金。,2.喷锡（HASL）：,6,3.沉金（ENIG）：,先在铜面上化学沉积一层镍磷层，再通过置换反应增加一层金层。,优点：可焊性好、可以进行COB金线邦定；,缺点：价格最高、制程控制困难；,沉金是化学反应，存在反应速率不一致的问题，如果沉金药水活性太高，药水会攻击镍磷层，导致金层与镍层之间结合力变小，SMT后产生黑焊盘不良。,按照行业内要求，0.08um以下称为薄金，0.3um以上称为厚金；,一般不会采用在0.080.3um之间的厚度值，,薄金主要用于焊盘、热压金手指、插拔金手指等，作用主要是防止铜面氧化，增加焊盘表面的可焊性；,厚金主要用于金线邦定，增加金线与PAD点之间的结合力；,3.沉金（ENIG）：,7,4.镀金（Plating Gold）：,通过电镀的方式，先镀上镍层，再镀金层。,优点：金层致密、金层表面光亮、可用于插拔金手指；,缺点：可焊性不如沉金；,镀金可分为：镀软金和镀硬金，区别在于软金镀的是纯金，硬金镀的是金和钴的合金；软金（可焊性良好）主要应用于焊接、金线邦定，硬金（耐磨）主要应用于插拔金手指；,镀软金和镀硬金我司都有应用。,不管是沉金还是镀金，都需要有镍层作屏障层，否则金直接跟铜接触后会迁移，金层在1小时之内就会消失。,4.镀金（Plating Gold）：,8,5.镍钯金（Ni-Pd-Au）：,镍钯金属于化学沉积方式生产。,优点：价格便宜、可用于COB金线邦定；,缺点：工艺复杂、国内仅少数厂家有做；,镍钯金是一种新的表面处理方式，它的出现主要为了解决COB厚金价格偏高问题，COB厚金需要的金层厚度规格为0.3um，而镍钯金的金层厚度要求仅为：0.05um，可以节省很多成本。,目前此种表面处理方式我司的板也有使用。,6.沉银（Immersion Silver）：,沉银是一种落后工艺，基本已被淘汰。,5.镍钯金（Ni-Pd-Au）：镍钯金属于化学沉积方式生,9,表面处理方式对比表,表面处理方式对比表,10,二.FPCB的结构：,1.FPC结构：,一般常见FPC外观如下图所示：,Mark点,IC焊盘,1PCS,SMT行进方向,定位孔,微连点,白字油,连接器焊盘,二.FPCB的结构：Mark点IC焊盘1PCSSMT行进方向,11,两层FPC切片如下图所示：,主要材料有：,基材、铜箔、覆盖膜、油墨、屏蔽膜、补强(FR4、SUS钢片、PI)等,：,胶,PI基材,导通孔,线路,PI覆盖膜,补强钢片,热固胶,两层FPC切片如下图所示：胶PI基材导通孔线路PI覆,12,2.FPC分类及区别：,FPC根据在我司的作用可分为以下类型：,a.CSP类型：,主要用于CSP封装类型模组，特点是CSP类型IC直接焊接，因此FPC头部,会有BGA焊盘区域。,焊盘表面处理要求较低，尺寸、可焊性OK即可；,b.COB类型：,COB类型FPC主要用于热压结构模组，特点是头部无补强钢片，尾部一,般是BTB类型或ZIF类型连接器PIN；,要求主要有两点：1.头部透光性好，不能影响热压对位；,2.头部弯折性好，热压后不能发生断裂；,c.COF类型：,此类FPC直接用于金线邦定，因此对FPC性能要求较高，特点是FPC头部,设置有打金线的PAD点；,要求：1.PAD点金线邦定情况良好，厚金0.3um，镍钯金0.05um；,2.FPC头部表面平整，不能影响IC搭载及Holder搭载；,2.FPC分类及区别：,13,3.PCB结构：,一般常见PCB外观如下图所示：,邦定PAD,电容PAD,Mark点,行进方向,切片结构与FPC类似，不再赘述。,3.PCB结构：邦定PAD电容PADMark点行进方,14,PCB同样可分为CSP和COB类型，但CSP类型较少使用；,另根据PCB的叠层结构，可以把PCB分为：普通型和HDI型；,普通型PCB指的是仅仅包含通孔的PCB，一般用于较简单线路设计；,所谓HDI类型，指的就是,High Density Interconnect（高密度互联）,直观来说就是包含埋孔和盲孔的PCB，如下图所示：,通孔,盲孔,埋孔,L1,L2,L3,L4,L5,L6,PCB同样可分为CSP和COB类型，但CSP类型较少使用；通,15,FPCB原材料介绍：,1.FPC基材：,FPC基材主要有以下几种：,根据铜箔分类：电解铜、压延铜；,电解铜适合精细线路制作，压延铜适合有动态弯折要求的产品；,根据铜箔与胶的结合方式：有胶基材、无胶基材；,有胶基材较硬，不适合弯折，无胶基材较软，透明度好，适合热压,根据介质层分类：PI、PET；,我司多使用的是PI介质层，PET难以加工，一般不会使用；,FPC基材厂家主要有：新扬、新日铁、台虹、生益等；,FPCB原材料介绍：,16,2.PCB基材：,PCB基材主要可以按以下分类：,根据介质层分类：普通FR4、高TG FR4、BT基材等；,我司使用高TG材料较多，因为金线邦定时会产生高温，TG值较低的基材会,软化变形，不利于生产；,随着电子产品的要求日益严格，高TG材料的应用也在逐渐增多；,BT基材是小日本研发的一种材质，性能优异，强度很好，TG值高，但同时价,格也很高，除非特殊产品，一般不会使用；,根据环保分类：有卤、无卤；,有卤基材主要是添加了卤素阻燃剂，但燃烧时会产生致癌物质，因此被欧盟,禁用，无卤基材添加的是非卤素阻燃剂，燃烧时不会产生致癌物质。,为适合欧盟的要求，无卤基材的使用也在日益增多；,根据玻纤密度：1080、2160等；,PCB基材厂家主要有：建滔、南亚、生益等；,2.PCB基材：,17,3.铜箔：,铜箔主要用于多层板制造，多层板在生产过程中会使用铜箔进行压合增层，,所以，多层板也叫：增层板或积层板；,单纯的铜箔一般都是电解铜薄，分为光面和毛面，光面用于线路蚀刻制作，,毛面主要用于增强铜箔与介质层的结合力；,3.铜箔：,18,4.屏蔽膜：,屏蔽膜主要用在FPC中，起到电磁屏蔽的作用，防止线路信号受到电磁干扰；,屏蔽膜一般要求接地处理，只有进行接地处理，才能将屏蔽产生的电荷导出,不至于影响正常信号；,电磁屏蔽膜主要有：,绝缘保护层、金属层、导电层,三部分构成；,绝缘保护层作用在于保护金属层不被外力损坏；,金属层用于屏蔽外部电磁干扰；,导电层用于导出电荷；,离型膜,保护层,金属层,导电层,绝缘层,离型膜,4.屏蔽膜：离型膜保护层金属层导电层绝缘层离型膜,19,5.补强板：,补强板，顾名思义作用在于给FPC补强，为的是能够顺利在FPC上面贴装,元器件，补强板有维持FPC外形稳定性的作用；,补强板材质一般可分为：,FR4、PI、钢片,等；,FR4材质也可分为有卤和无卤材质，一般FPC采用冲压成型，FR4边缘易产生,毛刺不良，部分改良产品可较好改善此不良；,PI补强一般用于ZIF金手指位补强，为了便于金手指插入连接器内部；,补强钢片一般采用SUS304材质，此种材质具有以下两个特点：,a.弱磁性，不会对我司AF产品马达产生影响；,b.不锈性，表面光亮，不会氧化变色；,补强钢片一般可分为：普通补强钢片、镀镍补强钢片；,普通补强钢片用于一般产品，无补强接地要求的产品；,镀镍补强钢片用于有接地要求的产品，镍稳定性好，能够保证较低的电阻值；,5.补强板：,20,三.关键性能参数及测试方法：,1.外观：,因为我司所用FPCB均是用于摄像模组相关，外观上要求较为严格，,外观测试方法为：,40X,显微镜下观察，要求：,a.油墨不易产生粉尘，以免造成污点不良；,b.邦定PAD表面颜色一致，不能有任何可见不良；,c.冲切或铣边边缘不能有毛刺等不良；,2.尺寸：,尺寸为通用测试中最为重要的一点，因为FPCB尺寸直接影响IC搭载精度、,Holder搭载精度、金手指接触精度、成品全尺寸等数据。,尺寸测试方法为：,对照冲模图测量所有重点尺寸；,使用工具主要有：,游标卡尺、千分尺、投影仪、,STM6,等,尺寸要求不能超上下公差，部分三星型号要求长宽厚的Cpk值必须1.33,三.关键性能参数及测试方法：,21,三.关键性能参数及测试方法：,3.性能：,性能测试也是FPCB测试中非常重要的一部分，它决定着使用性能上 的一些性质，如：弯折、接地、可焊性、附着力等；,测试方法为：,使用专用工具进行测试；,使用的工具有：,弯折测试仪、万用表、锡炉、3M600#胶带等；