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% L' M! B" u/ O' p" r* q3 V作为一名优秀的PCB设计工程师,首先要掌握这些PCB制造基础知识。
: I: j4 \, \& B" n" z$ ?. s4 zPCB设计师是 硬件设计的一个细分工种,从硬件开发流程来看,上游客户对接硬件原理图设计工程师、下游客户对接PCB/PCBA加工工厂,因此PCB设计师要了解上下游工序的相关基础知识。
9 E) t& u4 h0 s0 k8 v5 M3 T$ h一、PCB制造流程
3 h: d! z4 c0 {' p+ X$ b. V![]()
d% L& @% G1 ^+ F4 ]) r# {单/双面PCB制造流程示意图 ; k5 K+ `3 b) n3 U
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# z( D2 B# H: }9 e多层PCB制造流程示意图 二、PCB板材种类+ M: `5 Z+ Z* P% F
, }' y1 _% }8 k/ N8 w
1、覆铜板(CCL)分类. A/ P2 E% C& b. K
刚性CCL分为:纸基板、环纤布基板、复合材、料基板、特殊型。8 S+ _+ g" O E5 i- N1 a# x
7 P6 _2 N. I/ g$ c
2、基板材料$ s+ I4 C$ q: N
(1)主要生产原材料
3 e, d5 w/ c7 b' b. ia、通常使用电子级的无碱玻璃布,常用型号有1080、2116、7826等。
$ V% ^( a& ~% c7 N% P+ Fb、浸渍纤维纸, y% x2 J, H9 ]4 P; Y i
c、铜箔
, {$ G' i1 D& {) O3 c9 G; l& ~9 v- L
按铜箔的制法分类:压延铜箔和电解铜箔
- Y8 y" G7 i6 [- z2 B$ P5 b6 X1 Y6 V铜箔的标准厚度有:18um(HOZ)、35um(1OZ)和70um(2OZ)
* x/ s' _+ U( @+ `其他规格:12um(1/3OZ)及高厚度铜箔/ B2 G, ^! X' }
- h4 Y$ p% T; [1 f' o; h `& e(2)纸基板) `; e- ~+ Y& M1 l& W# J0 ^, i
常用的有FR-1、FR-2、FR-3等型号
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$ o2 N0 d5 I7 g3 m(3)玻璃布基, q$ Y% K( y% t' e& n5 H, y" U
最常用的是FR-4玻纤布基CCL,它的基本配方是以低溴环氧树脂(双酚A型)为主树脂,以双氰胺为环氧固化剂,以多元胺类为促进剂,是目前PCB生产中用量最大的原材料。
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FR-4常用增强材料为E型玻纤布,常用牌号有7628、2116、1080等,常用的电解粗化铜箔为0.18um、0.35um、0.70um& D. Z- t# G1 l7 |) A* n1 f% C
0 i* R2 J# r7 N( iFR-4般分为:
0 x' l0 k( g2 L, x# V: vFR-4刚性板,常见板厚0.8-3.2mm;FR-4薄性板,常见板厚小于0.78mm。
" r+ s }$ O0 {$ P% H2 Q: O
7 p+ [8 h% d* ~' g, w* W2 w7 aFR-4板料的一般技术指标有:3 A% m4 G, K6 d6 O9 H# ]$ J
抗弯强度、剥离强度、热冲击性能、阻燃性能、体积电阻系数、表面电阻、介电常数、介质损耗角正切、玻璃化温度Tg、尺寸稳定性、最高使用温度、翘曲度等。
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(4)复合基CCL' ?$ i! o% v; E, o% n
主要分为CEM-1(环氧纸基芯料)和CEM-3(环氧玻纤无纺布芯)两种。和FR-4的主要区别是基板中间夹着特定的芯料,其各种使用性能和FR-4相差不大,各有优缺点,主要表现在CEM在加工性能和耐温热性方面比FR-4强。
7 h$ X7 j. [5 h0 U d h! _CEM料的一般技术指标和FR-4大致相同。* |& [2 o$ K/ L4 I! B! v5 {
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(5)半固化片( Prepreg或PP)
: \( k7 A U6 r7 I- WPP是由树脂和增强材料构成的一种予浸材料。其中树脂是处于半固化状的“B阶段”树脂。线路板常用PP一般均采用FR-4半固化片。
* l }2 v; O$ U6 \, D! v
% S8 u& }, s. f7 UFR-4型PP,是以无碱玻璃布为增强材料,浸以环氧树脂,树脂结构为支链状的聚合体。4 \1 d# v% V9 m% S% H( n
/ Z. n, C* E7 q
常用FR-4型PP按增强材料分有106、1080、2116、1500和7628等,分别对应着不同的玻纤布特性、树脂含量和PP厚度。" Q+ I* D. ]3 r0 t3 g) x
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PP的各项技术指标如下:
; E0 O$ \" ?/ o+ Z0 C含胶量、流动度、凝胶时间、挥发物含量
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PP的新品种:Tg PP、低介电常数PP、高耐CAF PP、高尺寸稳定性PP、低CTE PP、无气泡PP、绿色PP、附树脂铜箔(RCC)等
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& k" w# s( Q( i X+ G- Q(6)挠性CCL(FCCL)3 O& [( S8 s4 v3 v! U+ a
分类' N8 O8 o7 V2 U
按介质基材分:PI和PET2 q2 | l0 M# f- ~5 h
按阻燃性能分:阻燃型和非阻燃型
4 x) w. \( _& S1 X7 F* Q按制造工艺分:两层法和三层法8 n7 n, }/ `, I) q) d
原材料
% x3 u4 |7 G; E. ?* Pa、介质基片:Pl、PET薄膜胶片,一般要求具有良好的可挠曲性;% Z; y& `9 R" Q" l9 H# f
b、金属导体箔:普通ED、高延ED、RA、铜铍合金箔和铝箔,一般要求具有良好的延展性,常用的是高延ED和RA。常用厚度为18um、35um和70um;7 q4 Z: M" ^3 B4 t+ P$ y. a
c、胶粘剂:PET类、EP/改性EP类、丙烯酸类、酚醛/缩丁醛类、PI类,一般要求具有较好的树脂粘合度和较低的Z轴热膨胀系数,常用的为丙烯酸类和EP/改性PP类胶粘剂。3 `3 p, |' ]. y6 i6 O* M
+ W! d J: d( Q: R1 v' t三、PCB板材型号种类 / Z# g$ D/ S( _( c* i5 N
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; O/ q0 z8 y/ n9 U; d( Z
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