PCB的發(fā)展簡史 多層PCB生產技術發(fā)展動向

一、PCB的概念：

PCB即Printed Circuit Board 印制電路板

印制電路：在絕緣基材上，按預定設計形成的印制元件或印制線路以及兩者結合的導電圖形。

印制線路：在經緣基材上形成的用作元器件之間電氣連接的導電圖形，它不包括印制元件。

剛性/撓性印制板：用剛性/撓性基材制成的印制板。

二、PCB的功能：

1、提供IC等各種電子元器件固定、組裝的機械支撐。

2、實現(xiàn)IC等各種電子元器件之間的電氣連接或電絕緣。

3、為自動錫焊提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別。

三、PCB的發(fā)展簡史：

1947年，美國航空局和美國標準局發(fā)起PCB首次技術討論會。

50年代初，由于CCL的copper foil和層壓板的粘合強度和耐焊性問題得到解決，性能穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了工業(yè)化大生產，銅箔蝕刻法成為PCB制造技術的主流，開始生產單面板。

60年代孔金屬化雙面PCB實現(xiàn)了大規(guī)模生產。

70年代，多層PCB迅速發(fā)展，并不斷向高精度、高密度、細線小孔、高可靠性、低成本和自動化連續(xù)生產方向發(fā)展。

80年代，表面安裝印制板（SMB）逐漸替代插裝式PCB，成為生產主流。

90年代以來，SMB逐漸從四邊扁平封裝（QFP）向球柵陣列封裝（BGA）發(fā)展，高密度的BGA印制板很快發(fā)展。同時芯片級封裝（CSP）印制板和以有機層壓板材料為基本的多芯片模塊封裝技術（MCM-1）用PCB迅速發(fā)展，以IBM公司開發(fā)的表面積層電路技術（surface laminar circuit）(SLC)為代表。

BUM：積層式多層板，具有埋育孔，孔徑在0.15mm以下，導線寬度和間距在0.1mm以下的高密度積層式薄形多層板。

HDI：高密度互查，具有微導通孔，其孔徑小于0.15以下，且大部分是盲孔，孔環(huán)徑≤0.25mm，線寬和間距≤0.075mm，接點密度≥130點/平方英寸。

附：多層板制造工藝：

先將內層板的圖形蝕刻好，經黑化處理后，按預定的設計加入半固化方進行疊層，上下表面各放一張銅箔，送進壓機，經加熱加壓后，得到已預制好內層pattern的一塊“double sideccl”，然后按預先設計的系統(tǒng)，進行數(shù)控driling，鉆孔后對holl進行凹蝕處理和去鉆污處理，then。

表面積層電路技術 SLC：

在一塊芯板上（如4層板）應用LP性epoxy resin作為絕緣層coating，光致法形成盲孔，再diselectric copper或electric copper加厚，再經過圖形轉移形成一層導體圖形，如此反復進行可順序生產第2、3層。

芯板—堵孔—涂覆感光性環(huán)氧樹脂—曝光、顯影制出盲孔—化學鍍銅—電鍍銅加厚—導體圖形制作形成第1層—重復涂覆—涂覆阻焊層—DSP—成型。

四、高密度、高精度多層PCB生產技術發(fā)展動向：

1、CAD/CAM系統(tǒng)：

PCB的artwork光繪system、數(shù)控drilling、數(shù)控CNC、ET、AOI可接受CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。實現(xiàn)了計算機對生產process的Auto control，減少了人工操作以及人為的疏忽產生的報廢，提高了生產力和PCB質量。

有處理artwork功能，系統(tǒng)通過掃描儀對照相底版進行掃描可生成矢量數(shù)據(jù)文件輸入主系統(tǒng)。此功能使生產廠方除接受CAD數(shù)據(jù)軟盤外，還可接受用戶的artwork生產。

系統(tǒng)內有DRC或MRC；

有鍍銅面積計算；

有在去除字符上焊盤功能；

為多層板內層刪除無用PAD；

為multi-layer壓制增加排膠條等。

2、高精度artwoark制作tech：

激光光繪機代替普通光繪機

最近出現(xiàn)了不用銀鹽底片，不需暗室沖洗加工的新的制版方法—使用金屬膜膠片激化direct imagine 制得artwork。

3、盲孔、埋孔制造技術

埋孔是在多層板內部連接兩個或兩個以上內層的鍍銅孔

盲孔是連接多層板外層與一個或多個內層的鍍銅孔

埋孔和盲孔大都是Diameter 0.05-0.15mm的小孔；

1個盲孔分3次鉆成，每分鐘可鉆3萬孔，激光drill，等離子蝕化，光致成孔。

4、高精度、高密度、細導線成像技術：

(1) 干膜的改正，濕貼膜tech；

(2) 使用液態(tài)光致抗蝕抗電鍍印料(WF)

(3) 應用輥輪涂布涂體感光膠工藝；

(4) ED抗蝕劑；

(5) LDI；

(6) 浮石粉刷板或化學清洗設備代替尼龍刷輥；

(7) 采用平行光源曝光機。

5、微小孔深孔鍍tech：

一般將板厚/孔徑之比大于5:1的孔稱為滌孔，孔徑小、孔深鍍時電力淺分布不均勻，而且鍍液在孔內不易流動支扶，易在孔壁發(fā)生氣泡，可采用強烈機械攪拌、振動、超聲和水平噴射，脈沖鍍等技術。

另外可采用化學鍍或直接電鍍，直接電鍍有碳膜法、鈀膜法、高分子導電膜法三類，電鍍銅的延展性、致密性優(yōu)于化學鍍。

6、液態(tài)感光阻焊膜自動涂覆技術：

為解決感光防焊的油墨在小孔、細線、雙面SMT、高密度double及multi-layer board上，仍常發(fā)生細密線之間的skipping，導線edge露銅和拐角阻焊過薄現(xiàn)象，實現(xiàn)自動化生產，瑞士的ciba-gelgy公司開發(fā)并推出了簾涂阻焊生產線和簾涂阻焊油墨Probimer 52。

另還有靜電噴涂感光阻焊膜的生產線。

7、自動光學檢測技術：

目前主要用于多層板內層電路圖形缺陷的檢查，邊用于外層圖形和artwork的check。

8、裸板通斷測試技術：

通用、專用測試機；

移動探針測試系統(tǒng)，不再使用針床，并無需制作測試夾具，只需有4個移動測度探針，在被測PCB兩面各兩個。該系統(tǒng)具有計算機輔助設計接口，利用CAD的設計數(shù)據(jù)即可驅動測試，無需對比測試，設備費用低于通用型針床測試儀，但測試速度慢，適用于高density的樣板和小批量印制板測試。

電容測試法和無機械接觸的電子束測試法。

9、多層板層壓tech：

無銷釘定位技術(masslam)，為解決壓制中產生氣泡的問題，提高層間粘合力，采用真空層壓技術是必然趨勢。在定位技術上對4-6層板已普遍采用masslam，并應用x-ray定位drill，提高了多層板定位精度。

10、表面處理技術

水平式Hal、鍍金、有機可焊性保護劑(OSP).

11、導通孔塞孔技術

為防止在PCB波峰焊時焊錫和助焊劑進入孔內并流到元件面，引起短路或絕緣性能下降，也為了以后ET時吸真空所需，而對于Bum板塞孔則是必須工序。

12、新型覆銅箔基板材料：

薄型多層板為控制厚度和特性阻抗，要求使用小于0.1mm的薄覆銅板和薄的PP為適應制作細導線，減少側蝕要求使用于5um和10um超薄copper.

還開發(fā)了阻檔uv光和兼容AOI的CCL。

適應環(huán)保，正大力研發(fā)不含溴-铞等污染環(huán)境成分的環(huán)保型CCL。

為發(fā)展Bum，主要RAW material：Rcc已大量生產，國內在研制中。

13、潔凈技術：

生產0.13mm細導線PCB，潔凈度必須達到1萬級。

工藝用水電阻大于1mΩ的去離子水。

14、清潔生產：ISO14000

15、計算機集成制造系統(tǒng)：CIMS