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    电路板PCB加工特殊制程

    发布时间:2020-11-04

    浏览次数:518

    1、Additive Process 加成法指非导体的基板表面,在另加阻剂的协助下,以化学铜层进行局部导体线路的直接生长制程(详见电路板信息杂志第 47 期 P.62)。电路板所用的加成法又可分为全加成、半加成及部份加成等不同方式。     

       

    2、Backpanels,Backplanes 支撑板是一种厚度较厚(如 0.093",0.125")的电路板,专门用以插接联络其它的板子。其做法是先插入多脚连接器(Connector)在紧迫的通孔中,但并不焊锡,而在连接器穿过板子的各导针上,再以绕线方式逐一接线。连接器上又可另行插入一般的电路板。由于这种特殊的板子,其通孔不能焊锡,而是让孔壁与导针直接卡紧使用,故其品质及孔径要求都特别严格,其订单量又不是很多,一般电路板厂都不愿也不易接这种订单,在美国几乎成了一种高品级的专门行业。 

        

    3、Build Up Process增层法制程这是一种全新领域的薄形多层板做法,最早启蒙是源自 IBM 的SLC 制程,系于其日本的 Yasu 工厂 1989 年开始试产的,该法是以传统双面板为基础,自两外板面先全面涂布液态感光前质如Probmer 52,经半硬化与感光解像后,做出与下一底层相通的浅形"感光导孔"(Photo-Via) ,再进行化学铜与电镀铜的全面增加导体层,又经线路成像与蚀刻后,可得到新式导线及与底层互连的埋孔或盲孔。如此反复加层将可得到所需层数的多层板。此法不但可免除成本昂贵的机械钻孔费用,而且其孔径更可缩小至10mil以下。过去5~6年间,各类打破传统改采逐次增层的多层板技术,在美日欧业者不断推动之下,使得此等 Build Up Process 声名大噪,已有产品上市者亦达十余种之多。除上述"感光成孔"外;尚有去除孔位铜皮后,针对有机板材的碱性化学品咬孔、雷射烧孔 ( Laser Ablation ) 、以及电浆蚀孔 ( Plasma Etching )等不同"成孔"途径。而且也可另采半硬化树脂涂布的新式"背胶铜箔" (Resin Coated Copper Foil ) ,利用逐次压合方式 ( Sequential Lamination ) 做成更细更密又小又薄的多层板。日后多样化的个人电子产品,将成为这种真正轻薄短小多层板的天下。

      

     4、Cermet 陶金将陶瓷粉末与金属粉末混合,再加入黏接剂做为种涂料,可在电路板面(或内层上)以厚膜或薄膜的印刷方式,做为"电阻器"的布着安置,以代替组装时的外加电阻器。


     5、Co-Firing 共烧是瓷质混成电路板(Hybrid)的一个制程,将小型板面上已印刷各式贵金属厚膜糊(Thick Film Paste)的线路,置于高温中烧制。使厚膜糊中的各种有机载体被烧掉,而留下贵金属导体的线路,以做为互连的导线。


     6、Crossover越交,搭交板面纵横两条导线之立体交叉,交点落差之间填充有绝缘介质者称之。一般单面板绿漆表面另加碳膜跳线,或增层法之上下面布线均属此等"越交"。 


     7、Discreate Wiring Board散线电路板,复线板即Multi-Wiring Board的另一说法,是以圆形的漆包线在板面贴附并加通孔而成。此种复线板在高频传输线方面的性能,比一般PCB经蚀刻而成的扁方形线路更好。


     8、DYCOstrate电浆蚀孔增层法是位于瑞士苏黎士的一家Dyconex公司所开发的Build up Process。系将板面各孔位处的铜箔先行蚀除,再置于密闭真空环境中,并充入CF4、N2、O2,使在高电压下进行电离形成活性极高的电浆(Plasma),用以蚀穿孔位之基材,而出现微小导孔 (10mil以下) 的专利方法,其商业制程称为DYCOstrate。


     9、Electro-Deposited Photoresist电着光阻,电泳光阻是一种新式的"感光阻剂"施工法,原用于外形复杂金属物品的"电着漆"方面,最近才引进到"光阻"的应用上。系采电镀方式将感旋光性带电树脂带电胶体粒子,均匀的镀在电路板铜面上,当成抗蚀刻的阻剂。目前已在内层板直接蚀铜制程中开始量产使用。此种ED光阻按操作方法不同,可分别放置在阳极或阴极的施工法,称为"阳极式电着光阻"及"阴极式电着光阻"。又可按其感光原理不同而有"感光聚合"(负性工作Negative Working )及"感光分解"(正性工作Positive Working)等两型。目前负型工作的ED光阻已经商业化,但只能当做平面性阻剂,通孔中因感光因难故尚无法用于外层板的影像转移。至于能够用做外层板光阻剂的"正型ED"(因属感光分解之皮膜,故孔壁上虽感光不足但并无影响),目前日本业者仍正在加紧努力,希望能够展开商业化量产用途,使细线路的制作比较容易达成。此词亦称为"电泳光阻"(Electrothoretic Photoresist)。


    10、Flush Conductor 嵌入式线路,贴平式导体是一外表全面平坦,而将所有导体线路都压入板材之中的特殊电路板。其单面板的做法是在半硬化(Semi Cured)的基材板上,先以影像转移法把板面部份铜箔蚀去而得到线路。再以高温高压方式将板面线路压入半硬化的板材之中,同时可完成板材树脂的硬化作业,成为线路缩入表面内而呈全部平坦的电路板。通常这种板子已缩入的线路表面上,还需要再微蚀掉一层薄铜层,以便另镀0.3mil的镍层,及20微吋的铑层,或10微吋的金层,使在执行滑动接触时,其接触电阻得以更低,也更容易滑动。但此法郄不宜做PTH,以防压入时将通孔挤破,且这种板子要达到表面完全平滑并不容易,也不能在高温中使用,以防树脂膨胀后再将线路顶出表面来。此种技术又称为Etch and Push法,其完工的板子称为Flush-Bonded Board,可用于RotarySwitch及Wiping Contacts等特殊用途。


    11、Frit玻璃熔料在厚膜糊 (Poly Thick Film, PTF)印膏中,除贵金属化学品外,尚需加入玻璃粉类,以便在高温焚熔中发挥凝聚与附着效果,使空白陶瓷基板上的印膏,能形成牢固的贵金属电路系统。


    12、Fully-Additive Process 全加成法是在完全绝缘的板材面上,以无电沉积金属法(绝大多数是化学铜),生长出选择性电路的做法,称之为"全加成法"。另有一种不太正确的说法是"Fully Electroless"法。


    13、Hybrid Integrated Circuit 混成电路是一种在小型瓷质薄基板上,以印刷方式施加贵金属导电油墨之线路,再经高温将油墨中的有机物烧走,而在板面留下导体线路,并可进行表面黏装零件的焊接。是一种介乎印刷电路板与半导体集成电路器之间,属于厚膜技术的电路载体。早期曾用于军事或高频用途,近年来由于价格甚贵且军用日减,且不易自动化生产,再加上电路板的日趋小型化精密化之下,已使得此种 Hybrid 的成长大大不如早年。


    14、Interposer互连导电物指绝缘物体所承载之任何两层导体间,其待导通处经加填某些导电类填充物而得以导通者,均称为

    Interposer。如多层板之裸孔中,若填充银膏或铜膏等代替正统铜孔壁者,或垂直单向导电胶层等物料,均属此类Interposer。


    15、Laser Direct Imaging,LDI 雷射直接成像是将已压附干膜的板子,不再用底片曝光以进行影像转移,而代以计算机指挥激光束,直接在干膜上进行快速扫瞄式的感光成像。由于所发出的是单束能量集中的平行光,故可使显像后的干膜侧壁更为垂直。但因此法只能对每片板子单独作业,故量产速度远不如使用底片及传统曝光来的快。LDI 每小时只能生产 30 片中型面积的板子,因而只能在雏型打样或高单价的板类中偶有出现。由于先天性的成本高居不下,故很难在业界中推广。



    16、Laser Maching 雷射加工法电子工业中有许多精密的加工,例如切割、钻孔、焊接、熔接等,亦可用雷射光的能量去进行,谓之雷射加工法。所谓 LASER 是指"Light Amplification Stimulated Emission of Radiation"的缩写,大陆业界译为"激光"为其意译,似较音译更为切题。Laser 是在 1959 年由美国物理学家 T.H.Maiman,利用单束光射到红宝石上而产生雷射光,多年来的研究已创造一种全新的加工方式。除了在电子工业外,尚可用于医疗及军事等方面。


    17、Micro Wire Board微封线 (封包线)板贴附在板面上的圆截面漆包线(胶封线),经制做PTH完成层间互连的特殊电路板,业界俗称为 Multiwire Board"复线板",当布线密度甚大(160~250in/in2) ,而线径甚小(25mil以下)者,又称为微封线路板。


    18、Moulded Circuit模造立体电路板利用立体模具,以射出成型法(Injection Moulding)或转型法,完成立体电路板之制程,称为 Moulded circuit或 Moulded Interconnection Circuit。左图即为两次射出所完成MIC的示意图。


     19、Multiwiring Board(or Discrete Wiring Board)复线板是指用极细的漆包线,直接在无铜箔的板面上进行立体交叉布线,再经涂胶固定及钻孔与镀孔后,所得到的多层互连电路板,称之为"复线板"。此系美商PCK 公司所开发,目前日商日立公司仍在生产。此种MWB可节省设计的时间,适用于复杂线路的少量机种 (电路板信息杂志第 60 期有专文介绍)。


     20、Noble Metal Paste 贵金属印膏是厚膜电路印刷用的导电印膏。当其以网版法印在瓷质的基板上,再以高温将其中有机载体烧走,即出现固着的贵金属线路。此种印膏所加入的导电金属粉粒必须要为贵金属才行,以避免在高温中形成氧化物。商品中所使用者有金、铂、铑、钯或其它等贵金属。


    21、Pads Only Board唯垫板早期通孔插装时代,某些高可靠度多层板为保证焊锡性与线路安全起见,特只将通孔与焊环留在板外,而将互连的线路藏入下一内层上。此种多出两层的板类将不印防焊绿漆,在外观上特别讲究,品检极为严格。目前由于布线密度增大,许多便携式电子产品 (如大哥大手机),其电路板面只留下SMT焊垫或少许线路,而将互连的众多密线埋入内层,其层间也改采高难度的盲孔或"盖盲孔"(Pads On Hole),做为互连以减少全通孔对接地与电压大铜面的破坏,此种SMT密装板也属唯垫板类。


    22、Polymer Thick Film (PTF) 厚膜糊指陶瓷基材厚膜电路板,所用以制造线路的贵金属印膏,或形成印刷式电阻膜之印膏而言,其制程有网版印刷及后续高温焚化。将有机载体烧走后,即出现牢固附着的线路系统,此种板类通称为混合电路板(Hybrid Circuits)。


    23、Semi-Additive Process半加成制程是指在绝缘的底材面上,以化学铜方式将所需的线路先直接生长出来,然后再改用电镀铜方式继续加厚,称为"半加成"的制程。若全部线路厚度都采用化学铜法时,则称为"全加成"制程。注意上述之定义是出自 1992.7. 发行之最新规范 IPC-T-50E,与原有的 IPC-T-50D(1988.11)在文字上已有所不同。早期之"D版"与业界一般说法,都是指在非导体的裸基材上,或在已有薄铜箔(Thin foil如 1/4 oz或 1/8 oz者)的基板上。先备妥负阻剂之影像转移,再以化学铜或电镀铜法将所需之线路予以加厚。新的50E并未提到薄铜皮的字眼,两说法之间的差距颇大,读者在观念上似乎也应跟着时代进步才是。


    24、Substractive Process减成法是指将基板表面局部无用的铜箔减除掉,达成电路板的做法称为"减成法",是多年来电路板的主流。与另一种在无铜的底材板上,直接加镀铜质导体线路的"加成法"恰好相反。


    25、Thick Film Circuit厚膜电路是以网版印刷方式将含有贵金属成份的"厚膜糊"(PTF PolymerThick Film Paste),在陶瓷基材板上(如三氧化二铝)印出所需的线路后,再进行高温烧制(Firing),使成为具有金属导体的线路系统,谓之"厚膜电路"。是属于小型"混成电路"板(Hybrid Circuit)的一种。单面PCB上的"银跳线"(Silver Paste Jumper)也属于厚膜印刷,但却不需高温烧制。在各式基材板表面所印着的线路,其厚度必须在 0.1 mm [4 mil]以上者才称为"厚膜"线路,有关此种"电路系统"的制作技术,则称为"厚膜技术"。


    26、Thin Film Technology薄膜技术指基材上所附着的导体及互联机路,凡其厚度在 0.1 mm [4 mil] 以下,可采真空蒸着法(Vacuum Evaporation)、热裂解涂装法 (Pyrolytic Coating)、阴极溅射法(Cathodic Sputtering)、化学蒸镀法 (Chemical Vapor Deposition)、电镀、阳极处理等所制作者,称之为"薄膜技术"。实用产品类有 Thin Film Hybrid Circuit及 Thin Film Integrated Circuit等。

    27、Transfer Laminatied Circuit转压式线路是一种新式的电路板生产法,系利用一种 93 mil厚已处理光滑的不锈钢板,先做负片干膜的图形转移,再进行线路的高速镀铜。经剥去干膜后,即可将有线路的不锈钢板表面,于高温中压合于半硬化的胶片上。再将不锈钢板拆离后,即可得到表面平坦线路埋入式的电路板了。其后续尚可钻孔及镀孔以得到层间的互连。CC-4 Copper complexer 4 ; 是美国PCK公司所开发在特殊无铜箔基板上的全加成法(详见电路板信息杂志第47期有专文介绍)ED Electro - Deposited Photoresist ; 电着光阻IVH Interstitial Via Hole; 局部层间导通孔(指埋通孔与盲通孔等)MLC Multilayer Ceramic;小板瓷质多层电路板PID Photoimagible Dielectric; 感光介质(指用于增层法所涂布的感光板材)PTF Polymer Thick Film; 聚合物厚膜电路片(指用厚膜糊印制之薄片电路板)SLC Surface Laminar Circuits ; 表面薄层线路系 IBM日本Yasu 实验室于1993年 6月发表的新技术,是在双面板材的外面以Curtain Coating式绿漆及电镀铜形成数层互连的线路,已无需再对板材钻孔及镀孔。

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