浅析高度集成化电子产品中PCB的制造工艺
发布时间：2020-04-06
摘要：在科技飞速发展，市场竞争激烈的今天，产品的高度智能化及小巧化成为各行业中引导企业的必要课题。于是电子元件集成化、元件生产批量化、组装作业简易化在这场竞争中，发挥了越来越重要的作用。PCB虽然不能像CPU那样为产品带来直观的处理速度提升，却直接影响着集成元器件的动作能效。降低对核心产品的品极需要，降低了成本，增加竞争力。本文主要对PCB的功能及新的工艺进行浅要分析，阐述PCB的升级与革新在产品生产中的重要作用。
关键词：PCB;工艺流程;先进的制造技术;HDI技术
在科技飞速发展，市场竞争激烈的今天，产品的高度智能化及小巧化成为各行业中引导企业的必要课题。于是电子元件集成化、元件生产批量化、组装作业简易化在这场竞争中，发挥了越来越重要的作用。以CPU为例，突破64纳米级产品，不仅需要加大资金与技术的投入，还需要消耗较长的研发周期。而PCB在电子产品上的使用，虽然不能像CPU那样为产品带来直观的处理速度提升，但却直接影响着集成元器件的处理能效。在相同功能要求下，降低对核心产品的品极需要，降低产品成本，增加竞争优势。脚因此，对PCB的革新与升级可在较短的时间内为产品带来良好的效益，应该提升对PCB的认识。主要针对工艺方面
lPCB的组成
PCB(Printedcircuitboard)一印刷电路板。它由裸板、导线、插座、边接头等组成。在电子设备中提供各种电子元器件的固定、装配的机械支撑;实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘，并提供所要求的电气特性(如特性阻抗等);为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。下面就对其做以简略介绍。
1.1裸板(PWB)：没有安装电器件的PCB，也称为基板，选用绝缘、隔热、不易弯曲的材质制作。
1.2导线：基板表面细小的线路，是用铜箔经蚀刻处理制作而成，也称作布线。通过与元器件接脚的接焊，使其固定在PCB上，并与PCB形成电路连接。
1.3零件面与焊接面：在最基本的PCB上，零件都集中焊置在PCB的一个面上，导线集中在另一面。这两个面分别被称为零件面与焊接面。
1.4图标面：PCB上面印有文字与符号，标示零件位置的面，称为图标面，也作丝网印刷面。
1.5插座：当PCB上的某些零件，需要在制作后也拆卸，则会用到插座。插座直接焊在板子上，易于零件的任意拆装。
1.6边接头：将两块PCB相互连结，通过裸露的铜垫进行电路连接，称为边接头，俗称金手指。边接头上的铜垫也是PCB布线的一部份。连接时，将PCB的边接头插入另一片PCB上相应的插槽即可。
2PCB的分类
2.1单面板：元器件集中在一面，导线集中在另一面上的PCB。缺点：单面板在线路设计上有许多严格的限制。布线间不能相交，必须有独自的布线路径，所以只有早期的电路板，才使用此类设计。
2.2双面板：双面板的两个板面都设计有布线。它的使用必须在两面间配有适当的电路连接。电路间的连接物叫做导孔。它是充满或涂上金属的小洞，可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，故更适合用在比单面板更复杂的电路上。
2.3多层板：为了增加布线面积，多层板使用数片双面板，在各层间压人绝缘层并黏牢。板子的层数代表了独立的布线层的数量，包含最外侧的两层，通常为4到8层，但技术上可以做到近100层的PCB板。在多层板PCB中，整层都直接连接上地线与电源。所以我们也可以将其分类为信号层、电源层或地线层，这里我们便不再缀述。
3制作的基本工艺流程
3.1单面板的基本制造工艺流程：覆箔板一下料一烘板一制模一洗净、烘干一贴膜一曝光显影(抗腐蚀油墨)一蚀刻一去膜一电气通断检测一清洁处理一网印阻焊图形一固化一网印标记符号一固化一钻孔一外形加工一清洗干燥一检验一包装一成品。
3.2双面板的基本制造工艺流程如下：
近年来对于双面板的典型制造工艺是裸铜覆阻焊膜法。
裸铜覆阻焊膜法：裸铜覆阻焊膜法简称SMOBC法。这里主要介绍SMOBC工艺中的堵孔法的工艺流程。堵孑L法的工艺流程
双面覆箔板一钻孔一化学镀铜一整板电镀铜一堵孔一网印成像(正像)一蚀刻一去网印料、去堵孔料一清洗一阻焊图形一插头镀镍、镀金一插头贴胶带一热风整平一清洗一网印标记符号一外形加工一清洗干燥一成品检验一包装一成品。
3PCB制作的新工艺方法：先进的制造技术
随着科技的不断进步与经验的不断积累，衍生出的新工艺主要有以下几种：
增层法制作高密度内层连接(HDI)印制板的制造工艺;半加成法制作精密细线(0.08mm/O.08ram线宽线距)技术;热固油墨积层法(TCD)技术;电镀填平盲孔技术;高档次特殊材料印制板制造技术等。这里，我们对前两种工艺进行介绍。
3.3.1增层法制作高密度内层连接(HDI)技术增层法是配合盲孔板制造的新技术，它先用普通加工方法加工出内层，然后上下各叠加一层、两层或多层。也称为增层或SBU层。SBU层与其邻层间靠微通孔(盲孑L)连通。
增层法的技术要点：
1)激光钻孔技术。使用激光钻孔机可以钻出2mil一8rail的盲孔，但此技术比普通机械钻孔复杂得多，当材料、板厚、孔径不同时，所需的激光能量不同。因此，系统的试验和测试是定制适合各种板的钻孔参数的前提，从而保证钻孔品质。
2)微通孔电镀技术HDI。板中的埋：fL~L径一般为0.3mm左右，盲孔孔径一般为0.1—0.15mm。而普通PCB中最小通：fL~L径为0.5mm，且没有盲孔。因而要生产HDI板，盲孔电镀就成为了问题的关键。采用正反脉冲电镀电源，配合改进电镀线设计，可以保证盲{L：fL内镀层与表面镀层厚度比接近或高于1：1，保证HDI板具有良好的可靠性。
3)精细线条制作技术。高密度线路板的另一个特点是具有很小的线宽与线间距。要制作4mil以下的线条，采用传统的刻板机，刻板液是难以实现的。需要用先进的DES(显影、蚀刻、脱膜)线，并配合适合的干膜及曝光技术方可实现。研究重点放在3mil/3mil线宽线距的制作上，进而研究2mil/3mil、2mil/2mil。3.3.2热固油墨积层技术(TCD)热固油墨积层技术是用丝印热固型油墨进行全板无电沉铜的方法替代压板的方法制作HDI板中的SBU层的新技术。热固油墨积层法工艺主要包含以下技术要点：1)网印技术。对于TCD技术，网印质量是关键之一。控制所印油厚在完全固化之后符合要求厚度、保证印油平整度、控制板经印油和烘烤后的涨缩、控制板面的翘曲度等都是至关重要的，一定要予以解决。2)印油层表面粗化技术。印油层表面只有经过很好的粗化处理，才能保证油层与铜层间有较好的结合力。当在铜层制出线路后，线拉力应≥1.0kg/cm。3)无电沉铜技术。印油表面全无电沉铜则要求在保证导通孑L内的情况正盲孑L及表面均匀沉积，经电镀加厚后，其与油层的线拉力应达到标准要求，而且经过热冲击(260~C，20s)后无分层现象。这就要求无电沉铜时的起始反应速度较慢，内应力较小，否则经热冲击后即会分层。
通过以上简短的介绍，主要阐述了PCB在生产中的重要作用，和一些新的工艺方法。希望以此增强提高PCB的的制作研发意识，使高新集成单元能在高效、稳定的PCB中尽其所用。减少竞争成本，提高竞争优势。
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