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1、PCB生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì) 1 推動(dòng)PCB技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的主要?jiǎng)恿呻娐罚↖C)等元件的集成度急速發(fā)展,迫使PCB向高密度化發(fā)展。從目前來(lái)看,PCB高密度化還跟不上IC集成度的發(fā)展。如表1所示表1。 年 IC的線寬 PCB的線寬 比 例 &
2、#160; &
3、#160; &
4、#160; &
5、#160; 1979 導(dǎo)線3m 300 m &
6、#160; 1100 2000 0、18m 10030m 156o 1170 2010 0、05m 10m(HDI/BUM?) 1200 注:導(dǎo)通孔尺寸也隨著導(dǎo)線精細(xì)化而減小,一般為導(dǎo)
7、線寬度尺寸的35 倍組裝技術(shù)進(jìn)步也推動(dòng)著PCB走向高密度化方向表2 組裝技術(shù) 通孔插裝技術(shù)(THT) 表面安裝技術(shù)(SMT) 芯片級(jí)封裝(CSP) 系統(tǒng)封裝 代表器件 DIP QFPBGA BGA 元件集成 代表器件 I/o數(shù) 1664 323041211600 >1000 ? 信號(hào)傳輸高
8、頻化和高速數(shù)字化,迫使PCB走上微小孔與埋/盲孔化,導(dǎo)線精細(xì)化,介質(zhì)層均勻薄型化等,即高密度化發(fā)展和集成元件PCB發(fā)展。 特性阻抗空控制 RFI EMI世界主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)(信產(chǎn)業(yè)等)的迅速發(fā)展,決定做著PCB工業(yè)在21世紀(jì)中的發(fā)展讀地位和慎重生產(chǎn)力。世界主導(dǎo)經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展
9、 20世紀(jì)80年代90年代21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)工業(yè)經(jīng)濟(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)美國(guó)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)走在最前面的國(guó)家。所以在2000年占全球PCB市場(chǎng)銷售 量的45%,左右著PCB工業(yè)的發(fā)展與市場(chǎng)。隨著其他國(guó)家的掘起,特別是中國(guó)和亞洲國(guó)家的發(fā)展(中國(guó)科技產(chǎn)值比率占3040%,美國(guó)為7080%)美國(guó)的“超級(jí)”地位會(huì)削弱下去。(3)中國(guó)將成為世界PCB產(chǎn)業(yè)的中心,23年后,中國(guó)大陸的PCB產(chǎn)值由現(xiàn)在的11%上升20%以上。2 PCB生產(chǎn)技術(shù)的主要進(jìn)步與發(fā)展趨勢(shì)。自PCB誕生以來(lái)(1903年算起100年整),以組裝技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展可把PCB工業(yè)已走上
10、了三個(gè)階段。而PCB生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步一直圍繞著“孔”、“線” 、“層” 、和“面”等而發(fā)展著。2.1 PCB產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了三個(gè)發(fā)展和進(jìn)階段2.1.1 導(dǎo)通孔插裝技術(shù)(THT)用PCB產(chǎn)品 (1)主要特點(diǎn):通孔起著電氣互連和政治字支撐元件的作用通孔尺寸受到限制,應(yīng)0.8mm。原因元件的引腳剛性要求 自動(dòng)插裝要求以多角形截面為主,提高剛性降低尺寸 . (2)高密度化:通孔尺寸受到元件引腳尺寸限制,不能好象懷想風(fēng)向換很小。導(dǎo)線的L/S細(xì)小化,最小
11、達(dá)到0.1mm,大多在0.20.3mm。 增加層數(shù),最多達(dá)到64層。但孔化,特別是電鍍的困難。2.1.2 表面安裝技術(shù)(SMT)用PCB產(chǎn)品 主要特點(diǎn):通孔僅起電氣互連作用,即孔徑可盡量?。ūWC電性能下);PCB產(chǎn)品共面性能要求,即PCB板面翹曲度要小,焊盤(pán)表面共面性要好。高密度化(主要):
12、; 導(dǎo)通孔經(jīng)尺寸迅速走向微小化。 由0.80.50.30.20.150.10(mm)加工方法由數(shù)控鉆孔激光鉆孔。 埋/盲孔的出現(xiàn) 不需要連接的層,不通過(guò)導(dǎo)通孔 不設(shè)隔離盤(pán) 提高布線自由度。
13、 縮短導(dǎo)線或孔深 提高密度至少1/3。 改善電器性能。盤(pán)內(nèi)孔結(jié)構(gòu)的誕生。由“狗骨”結(jié)構(gòu)盤(pán)內(nèi)連接,節(jié)省連線,同樣達(dá)到 之 目的板面平整度:PCB整體板面共面性程度,或翹曲度和板面上焊盤(pán)的共面性。PCB翹曲度高了,由1%0.7%0.5%元器件貼裝要求。焊(連接)盤(pán)共
14、面性。高密度化,焊盤(pán)上平面性的重要性越高。由HAL(或HASL)OSP,化學(xué)Ni/Au,Ag,Sn等。2.1.3 芯片級(jí)封裝(CSP)用PCB產(chǎn)品主要特點(diǎn):HDI/BOM板集成元件的HDI板高密度化:孔,線,層,盤(pán)等全面走向高密度化
15、;
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28、;
29、; 導(dǎo)通孔走向150um。 導(dǎo)線的L/S80um。介質(zhì)層厚度80um。焊直徑盤(pán)300um。 (3)板面平整度:板面不平整度(指高密度基板,如150×150mm2的尺寸)以m計(jì)。 30m20m10m5m。 2
30、 導(dǎo)通孔急速走向微小化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化 (1)導(dǎo)通孔的作用電器互連和支撐元器件兩個(gè)作用僅電器互連作用。 (2)導(dǎo)通孔尺寸微小化 0.80.50.30.20.10.050.03(mm) 機(jī)械(數(shù)控)鉆孔
31、160; | 激光成孔導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 全通孔埋/盲孔/通孔盤(pán)內(nèi)孔,埋/盲孔HDI/BUM導(dǎo)通孔微小化的加工方法機(jī)械鉆微小孔 (A
32、)提高鉆床主軸的轉(zhuǎn)速n。 大孔小孔時(shí), 孔壁切削速度V 1=2R1 n1 2=2R2n2.
33、60;小孔轉(zhuǎn)速n2 (得到同樣生產(chǎn)率和同樣質(zhì)量孔的話). n2.= n1R1/ R2.根本出路提高主軸轉(zhuǎn)速68萬(wàn)轉(zhuǎn)/分1012萬(wàn)轉(zhuǎn)/分1618萬(wàn) 轉(zhuǎn)/分25萬(wàn)轉(zhuǎn)/分。(B)提高數(shù)控鉆床的穩(wěn)定性。 整個(gè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)夾鉆頭部分轉(zhuǎn)動(dòng)。m,降低動(dòng)能1/2 mv2 18磅16盎司。 臺(tái)面移動(dòng):由絲桿傳動(dòng)(慢且磨損)線性馬達(dá)移動(dòng)(特穩(wěn)定)
34、。(C)改進(jìn)微小鉆頭改進(jìn)微小鉆頭組成:o和WC比例改變。韌性。減小WC的粒度,由m.m.5m. (D)常規(guī)E玻纖布基材扁平(MS或LD)E-玻纖布基材. 采用單絲排列原理形成的扁平E-玻纖布. 共有均勻玻纖密度和樹(shù)脂密度的介質(zhì)層基材. (E)降
35、低孔壁粗造度:孔密度化和CAF等要求. 常規(guī)孔壁粗造度4050m2025m1015m.激光鉆孔技術(shù).激光成孔技術(shù)的出現(xiàn)機(jī)械鉆孔面臨挑戰(zhàn). *鉆孔能力100m. *生產(chǎn)率低 *成本高(特別是鉆孔).激光波長(zhǎng)與被吸收 *光波分布 *銅、玻纖布和樹(shù)脂對(duì)波長(zhǎng)的吸收.激光成孔類型. * CO2激光成孔.
36、60; 200m100m50m30m* UV激光成孔 CO2 激光成孔UV激光成孔 * 混合激光成孔 混合激光成孔 (B)CO2激光成孔
37、0; 連接機(jī)械鉆孔,100200m孔為最佳加工范圍。 成孔原理:*波長(zhǎng)為10.6m 9.4m 紅外波長(zhǎng)。
38、160; *熱效率、燒蝕之、熱加工 優(yōu)缺點(diǎn): *功率大、生產(chǎn)率高。
39、60; *易存殘留物和引起下面連接盤(pán)分離,不能加工銅金屬 等 *光束直徑大,適宜加工大孔徑(100200m)。
40、; (C)UV激光成孔 適于連接CO2激光成微孔(<100m) 成孔原理 *波長(zhǎng) 355nm
41、; 266nm *破壞結(jié)合鍵(金屬鍵、公價(jià)鍵、離子鍵)冷加工。
42、; 優(yōu)缺點(diǎn): *適宜于更小的微孔如<100m的孔和任何PCB基材。 *不存任何殘留物、可加工金屬。
43、160; *對(duì)于>100m孔,成本高,效率低 (D)CO2激光和UV激光的優(yōu)缺點(diǎn)(表3所示)
44、; 表3 項(xiàng) 目 CO2激光成孔 UV激光成孔 蝕孔機(jī)理 熱加工(燒蝕,需O2氣) 冷加工(破壞結(jié)構(gòu)鍵) 敷開(kāi)窗口 是 不要
45、; 蝕孔功率 大 小 發(fā)射波長(zhǎng) 長(zhǎng)(10.6 、9.4m) 短(0.355或0.266m) 加工微小孔尺寸 大(>80m) 小(<100m) 加工厚徑比 小C<0.5 大C1.0 加工銅箔 需氧化處理后的薄銅箔 是 加工玻纖布 扁平E玻纖布 是
46、去鉆污處理 是 可不要 生產(chǎn)率 孔徑100m 高 低 孔徑<100m 低 高 生產(chǎn)成本 孔徑100m 低 高 孔徑<100m 高 低
47、60; (E)混合激光成孔.充分發(fā)揮各自特長(zhǎng)來(lái)加工. 先由UV激光開(kāi)”窗口”CO2激光加工介質(zhì)層,(RCC或扁平E玻纖基材) ”清道夫”作用(由UV激光清除殘留外物或檢修) 提高孔位精度 提高生產(chǎn)效率 (5)微小孔(含微盲孔)的孔金屬化和電鍍.常規(guī)的孔金屬化和直流電鍍.直接電鍍.脈沖電鍍.2.2 導(dǎo)體精細(xì)化技術(shù)與發(fā)展. 導(dǎo)體精細(xì)化是IC集成度化
48、、組裝高密度化和信息處理高速化的迫切要求.2.3.1 導(dǎo)體精細(xì)化的發(fā)展趨勢(shì).目前和今后導(dǎo)線的線寬/間距(L/S)發(fā)展趨勢(shì)(m為單位):100/10080/8050/6040/5030/4020/2515/208/10.2.3.2 導(dǎo)體精細(xì)化的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體精細(xì)化的制作要求:導(dǎo)體精細(xì)化內(nèi)容是導(dǎo)線寬度微細(xì)化和導(dǎo)線寬度的精度(尺寸偏差)化兩個(gè)方面. 其中導(dǎo)線寬度精度是核心問(wèn)題,即在相同誤差要求下,隨著導(dǎo)線精細(xì)化發(fā)展,線寬的偏差絕對(duì)值越來(lái)越小,精度要求越來(lái)越高.如表所示表4 標(biāo)稱線寬允許誤差±20%時(shí)不同線寬的精度要求 標(biāo)稱線寬(
49、m) 合格線寬尺寸(m) 偏差尺寸(m) 最大偏差值(m) 100 80120 ±20 =40 80 6496 ±16 =32 50 4060 ±10 =20 30 2436 ±6 =12 隨著線寬尺寸偏差的減小(如±10%),精度化將提高.2
50、.3.3 導(dǎo)體精細(xì)化的制造技術(shù)2.3.3.1薄銅箔或超薄銅箔層壓板基材.提高導(dǎo)線精度. 側(cè)蝕 整個(gè)線寬均勻性銅箔的薄型化將隨導(dǎo)線精細(xì)化而發(fā)展. 導(dǎo)線精細(xì)化發(fā)展 100m80m50m30m 銅箔厚度發(fā)展 18m12m9m5m薄銅箔表面處理.保存條件的重要性.圖形轉(zhuǎn)移前表面處理:機(jī)械檫板磨板(Al2O3)電化學(xué)或化學(xué)處理免處理(雙面已處理)銅箔.2.3,3,2 圖象轉(zhuǎn)移技術(shù).光致抗蝕劑干膜光致抗蝕劑厚度大25m 需載體膜,15m,曝光時(shí)折射等濕膜光致抗蝕劑&
51、#160; 厚度 812m。無(wú)載體。但加工過(guò)程多正性濕膜光致抗蝕劑厚度可很薄??稍诔R?guī)光F操作。成本高。 照相底片曝光點(diǎn)光源曝光,帶來(lái)線寬的尺寸偏差。威脅導(dǎo)線精度(光入射角的差別)。光致抗蝕劑厚度與類型引起偏差。 平行光曝光。能較好的解決問(wèn)題。投資昂貴,成本高 顯影
52、; 顯影均勻性,中心區(qū)域與四周邊區(qū)域的均勻。顯影干凈無(wú)余膠(精細(xì)間隙)。 蝕刻常規(guī)蝕刻受到挑戰(zhàn)。蝕刻不均勻性抗蝕劑厚度;區(qū)域效應(yīng);擴(kuò)散層厚度。擺動(dòng)
53、;
54、; 真空蝕刻:原理防止布丁效應(yīng)。精度:精細(xì)線可達(dá)±2m(限超薄銅箔)。堿性蝕刻優(yōu)于酸性蝕刻。 2.3.3.3激光直接成像(LDI)。
55、160; 激光直接成像的提出照相底片成像技術(shù)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn);特別是高密度HDI/BUM板或L/S80mS 時(shí)。導(dǎo)線的尺寸精度達(dá)不到要求(特別是Z0控制時(shí))。尺寸變化大。層間對(duì)位度要求越來(lái)越小時(shí)。 簡(jiǎn)化了加工步驟。消除了照相底片成像引起的各種缺陷。縮短了生產(chǎn)周期,特別是多品種,少批量的產(chǎn)品。降低了成本。 激光直接成像的類型。涂覆光致抗蝕劑的激光直接成像。在制板上涂覆(濕膜或干膜)光致抗蝕劑。要求低的感光能量(高光敏性材料
56、):如表5所示。表5 光敏抗蝕劑類型 液態(tài)阻焊(油墨)膜 光致抗蝕膜(干膜) LDI光致抗蝕膜 感光能量 200250mj/cm2 80120 mj/cm2 812 mj/cm2 56 mj/cm2 激光直接成像(UV光)。LDI設(shè)備從CAD或已存儲(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)于在制板上掃描曝光成像。目前最快速度可達(dá)24”×24”/分鐘。
57、160; (C)顯影:相當(dāng)于平行光得到的圖像。 (D)蝕刻:最好采用真空蝕刻。 (E)去膜涂錫層抗蝕劑的激光直接成像。于在制板涂(鍍)錫層。厚度為0.81.2m。UV激光直接成(刻)像:蝕刻去錫層厚度,并繼續(xù)蝕刻去35m 銅厚度堿性蝕刻。退除Sn層。直接于覆銅板上的激光直接成像。UV激光直接成(刻)像。蝕刻去銅厚度到離底面銅35m停止??刂疲ɑ蚩焖伲┪g刻銅,從蝕刻去余下銅厚度(35m),同時(shí)表面也會(huì)蝕刻去相應(yīng)(或稍多)的銅厚度。各種激光直接成像的比較。表6 項(xiàng)目 光致抗蝕劑的LDI 化學(xué)鍍薄錫的 直接在覆銅箔上的
58、160; 負(fù) 性 正 性 抗蝕劑 高光敏性 高光敏性 非光敏鍍錫層 不要求 激光光源 UV光源 紅外激光 較高能量UV激光 高能量UV激光 蝕刻 要求 要求 堿性蝕刻 要求(快速控制) 退除 抗蝕劑 抗蝕劑 鍍錫層
59、60;不要求 線寬精度 差 中等 中等 最好 加工步驟 多 多 多 少 成本 低 高 高 中等 2.4. PCB多層化技術(shù)與發(fā)展。2.4.1 PCB多層化現(xiàn)狀與未來(lái)。常規(guī)多層板埋/盲孔多層埋HDI/BUM板集成元件多層板。由于PCB不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域,可派生出各種各樣特殊功能的多層板,如導(dǎo)熱功能,高頻特性,(微波等)等多層板和復(fù)合多層板2
60、.4.2 常規(guī)多層板。開(kāi)始出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,到了80年代,竟高達(dá)60多層。主要用于當(dāng)時(shí)大型計(jì)算機(jī)的母(底)板上。目前還用于移動(dòng)電訊總臺(tái)上的背板。尺寸很大如610×1200(mm2),厚度410mm層數(shù)為1824層,今后還會(huì)發(fā)展下去。2.4.3 埋/盲孔(含盤(pán)內(nèi)孔)多層板。SMT的采用,誕生和推動(dòng)了埋/盲和微小孔化多層板的發(fā)展。多層板采用埋/盲孔結(jié)構(gòu)將帶來(lái)很多好處:提高了密度(>1/3);縮小板的尺寸或?qū)訑?shù);改善了電氣性能和可靠性等。一般采用多次鉆孔,孔化電鍍和層壓等的順序?qū)訅悍▉?lái)制造埋/盲孔多層板:其次是注意或采用填充埋孔問(wèn)題(充值度應(yīng)>75%)
61、。2.4.4 HDI/BUM板。20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)并發(fā)展起來(lái)的HDI/BUM板,現(xiàn)已成熟并量產(chǎn)化生產(chǎn)階段。已占PCB總產(chǎn)值12.7%(2001年)。2006年約占40%之多。 有芯板的HDIBUM芯板上積層以RCC來(lái)形成以MS布來(lái)形成以AGSP方法來(lái)形成以ALIVH方法來(lái)形成 無(wú)芯板的HDI/BUM板目前有三種類型:ALIVH技術(shù)(無(wú)需孔化、電鍍)B2It技術(shù)(無(wú)需鉆孔、孔化、電鍍)PALAP(patterned prepreg lay
62、up process)方法(熱塑性屬環(huán)保型) 特點(diǎn):工藝過(guò)程縮短,但互連電阻大。非萬(wàn)能型的產(chǎn)品。2.4.5 集成元件印制板目前僅埋入無(wú)源元件,又稱埋入無(wú)源元件印制板,或“埋入什么就稱謂什么”。如埋入平面電容印制板等。 無(wú)源元件使用量急劇的增加。 埋入無(wú)源元件的優(yōu)點(diǎn)。 集成無(wú)源元件PCB類型與結(jié)構(gòu)。2
63、.4.6 多層板層間對(duì)位度 層間對(duì)位度誤差的來(lái)源。底片方面基板方面定位方面 層間對(duì)位度的改進(jìn) 消除底片帶來(lái)的偏差 A玻璃底片
64、; B激光直接成像 減小基材引起的尺寸偏差 A解決基材內(nèi)的殘面應(yīng)力和充分固化 B SPC統(tǒng)計(jì),尺寸變化分檔應(yīng)用 CHJ 附加定位槽定
65、來(lái)限制基材尺寸變化 改進(jìn)定位系統(tǒng),光與機(jī)械定位相結(jié)合。 層間電器互連 高厚徑比(8:1)和微盲孔等應(yīng)采用脈沖電鍍2.4.7 高頻信號(hào)和高速數(shù)字化信號(hào)的傳輸用高密度多層板方面 應(yīng)注意解決三個(gè)主要問(wèn)題:特性阻抗值控制問(wèn)題 除了材料介電常數(shù)外,應(yīng)控制好介質(zhì)層厚度、導(dǎo)線寬度和厚度。甚至阻焊厚度和鍍
66、Ni層厚度的影響。注意PCB在制板加工過(guò)程引起CAF問(wèn)題。除了材料會(huì)引起CAF問(wèn)題,高密度化加工引起CAF將越來(lái)越嚴(yán)重。特別是孔孔之間的CAF問(wèn)題,鉆孔的質(zhì)量和粗糙度已經(jīng)突出起來(lái)。 走向集成元件多層板是下一步出路。2.5 連接(焊)盤(pán)表面涂覆技術(shù)與發(fā)展 表面涂覆可分為非電氣連接的阻焊膜涂覆和電氣連接用涂覆兩大類。前者屬于表 面保護(hù)性涂覆。如起阻焊(防止導(dǎo)線之間、盤(pán)間和線盤(pán)之間搭焊)和三防(防潮、防腐蝕和防霉
67、)為主的作用,后者屬于連接盤(pán)上的可焊性(或粘結(jié)性)的表面涂覆,如焊盤(pán)銅表面防氧化,可焊性等的涂覆。下面內(nèi)容僅限于后者。2.5.1熱風(fēng)整平 HAL或HASL具有優(yōu)良的可焊性,其組成(Sn/Pb=63/37)和厚度(57m35m)可控,因而在可焊性焊盤(pán)上涂覆占有絕對(duì)地位(90%于是以上)。但是,由于THT走向SMT后,加上高密度化發(fā)展,特別是焊盤(pán)(墊)迅速走向精細(xì)化便受到了挑戰(zhàn),其占有率迅速下降下來(lái),目前約占50%左右。HASL會(huì)形成龜背現(xiàn)象,威脅著焊接可靠性。因?yàn)槿廴诘暮噶暇哂写蟮谋砻鎻埩?。薄的Sn/Pb層會(huì)形成不可焊層(2m時(shí),會(huì)形成Cu3Sn)
68、。只有形成Cu6Sn5或Sn/Pb才是可焊性的2.5.2有機(jī)可焊性保護(hù)劑(OSP) 機(jī)理。新鮮Cu表面與烷基苯咪唑(ABI)絡(luò)合成0.30.5um厚度的牢固化合物,并具有很高的熱分解溫度(300)。 工藝流程(略) 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):很好的薄而平的平整度;工藝簡(jiǎn)便、易于操作與維護(hù)、且環(huán)境友好;成本低廉。缺點(diǎn):容易損傷;多次可焊性差;存儲(chǔ)周期較短2.5.3 化學(xué)鍍鈀化學(xué)鍍上0.30.6m的Pd層,其優(yōu)點(diǎn):高溫焊接穩(wěn)定性好。不與焊料接觸時(shí),可經(jīng)過(guò)多次焊
69、接溫度。在焊接時(shí),焊料中熔解度僅為金的1/65。同時(shí),熔入焊料中的Pd不與焊料作用而漂浮在焊料表面上而保護(hù)焊料。而金會(huì)熔入焊料中形成脆性的AuSn4合金,影響焊接可靠性。起著阻檔層作用。2.5.4 鍍覆Ni/Au層PCB連接盤(pán)(墊)涂覆Ni/Au層功用有三種類型2.5.4.1 插件板插接部位鍍Ni/Au(金手指)一般采用電鍍Ni/Au。屬耐磨硬金。先電鍍57m(現(xiàn)為35m)Ni層。再鍍上1.53m現(xiàn)為0.1 1.3m的 硬 金特點(diǎn) Ni層為阻擋層(隔離開(kāi)Cu與Au),
70、0; Au層為電氣互連外,具有耐磨特性,屬硬金和低應(yīng)力之特點(diǎn)。2.5.4.2高溫焊接用焊盤(pán)上的Ni/ Au。 目前大多采用化學(xué)鍍Ni/沉Au(EN/IG)。 化學(xué)鍍Ni層為36m厚度,沉Au厚度為0.O50.15m(目前大多數(shù)為0.020.05m)。 特點(diǎn):Ni除作阻檔層外,還用來(lái)與焊料起焊接作用;Au層僅起保護(hù)Ni層表面不氧化作用。焊接時(shí)Au會(huì)熔入焊料中,
71、并會(huì)形成脆性的AuSn4化合物,應(yīng)控制Au含量,Au在焊點(diǎn)中超過(guò)3%重量會(huì)影響焊點(diǎn)可靠性2.5.4.3 金屬絲搭接(Wire bonding)用焊盤(pán)上鍍Ni/Au 鍍Ni層35m厚度,鍍Au層0.52.0m厚度。 金屬絲(金絲或 Al絲)搭接(WB)是在Au層上形成焊接的。2.5.5 化學(xué)鍍銀少量Au和Sn可形成低共熔點(diǎn)化合物:即重量比Ag/Sn=3.5/96.5,熔化溫度為221,所
72、以化學(xué)鍍Ag有利于無(wú)Pb焊接?;瘜W(xué)鍍0.13m(目前大多數(shù)為0.05m)A厚度,既能很好保護(hù)銅表面,又具有好的可靠性?;瘜W(xué)鍍Ag溶液中加入添加劑,使沉積Ag層中也含有13%的添加劑,可防止氧化和離子遷移問(wèn)題。避免與硫(或硫化物,會(huì)發(fā)黑),與鹵素(或鹵化物,會(huì)發(fā)黃)接觸。從速處理(少與空氣接觸)用無(wú)硫紙包裝。2.5.6 化學(xué)鍍錫Sn與Cu可形成低共熔點(diǎn)化合物,即重量比Uc/Sn=0.8/99.2,熔點(diǎn)為227°C化學(xué)鍍錫有利于無(wú)鉛焊接。化學(xué)鍍錫前焊盤(pán)上經(jīng)過(guò)新的調(diào)整劑處理清潔Cu表面使Cu表面形成能量均勻的等級(jí),從而可形成同質(zhì)而致密的鍍Su層,為Sn厚度0.85m,可大大延緩C
73、u3Sn、Cu6Sn等IMC和SnOx(SnO、SnO2)的形成過(guò)程,可以多次通過(guò)高溫焊接(<3次)。 加入有機(jī)添加劑,使Sn析出為顆粒狀結(jié)構(gòu)而非樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu),消除“錫絲”的 隱 患 工藝較簡(jiǎn)單,易于維護(hù),成本較低。2.5.7 電鍍Ni/Pd/Au層。
74、60; 又可稱為“萬(wàn)能”鍍層 鍍層厚度要求Ni層為36m,Pd為0.30.8m,Au為0.080.20m。 既可用于焊接,又可用于搭接(WB)等。2.6 CCL(覆銅板)材料技術(shù)與發(fā)展。隨著PCB高密度化高性能化的發(fā)展,CCL也相應(yīng)朝著高性能化的發(fā)展。2.6.1 向高Tg材料發(fā)展 130°C150°C170°
75、C200°C220°C250°C 抗焊接溫度F變形能力。 表面安裝技術(shù)要求。 無(wú)鉛化焊接溫度還得提高30°C50°C 工作溫度提高,要求提高耐熱性。
76、60; 高密度化發(fā)展,單位體積(面積)發(fā)熱量高功率化發(fā)展,單位面積功率增加了(或電流量增加了)。2.6.2 向低CTE材料發(fā)展。高Tg大多拌有低CTE,但概念與含義不同。 高密度化要求低CTE化 1214ppm1012ppm810ppm68ppm
77、60; 低CTE意味著低焊接應(yīng)力,可靠性 高密度化要求 對(duì)位度(層間) 焊點(diǎn)面積縮小,粘結(jié)力減小,要求熱機(jī)殘留應(yīng)力減小。2.6.2 介電常數(shù)材料多樣化發(fā)展。 低介電常數(shù)
78、160; 5.04.03.53.02.62.21.15. 用于高頻化信號(hào)和高速數(shù)字化信號(hào)的傳輸。 中介電常數(shù) 10100 用于特種場(chǎng)合,如Gps(汽車、士兵、等) 高介電常數(shù) >1001
79、000以上。(已有2000產(chǎn)品了)。 用于埋入電容上,今后數(shù)量會(huì)大量增加。2.6.3 耐CAF或耐離子遷移之。 產(chǎn)生CAF是兩大方面:(一)CCL本身;(二)CCL的加工,隨著PCB高密度化,
80、 這個(gè)問(wèn)題越來(lái)越突出了,(孔與孔,線與線) 基材方法改進(jìn):新型結(jié)構(gòu)玻纖布,常規(guī)E-玻纖布開(kāi)纖布扁平布 耐CAF,弱強(qiáng)提高樹(shù)脂浸潤(rùn)性減小樹(shù)脂中的離子含量HH4 和Cl為主 CCL加工方面。&
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