PCB制板基础知识-LCM设计开发-LCD自主生产-快速打样
2020-04-14
一、PCB概念

PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。LCM设计开发

二、PCB在各种电子设备中作用和功能

  1.焊盘:提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 
  2.走线: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。提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。 
  3.绿油和丝印: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。
LCM设计开发
三、PCB技术发展概要

  从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段
  1 通孔插装技术(THT)阶段PCB
    1.金属化孔的作用:
      (1).电气互连---信号传输
      (2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小
      a.引脚的刚性
      b.自动化插装的要求
    2.提高密度的途径
      (1)减小器件孔的尺寸,但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制,孔径≥0.8mm
      (2)缩小线宽/间距:0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm
      (3)增加层数:单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层
  2 表面安装技术(SMT)阶段PCB
    1.导通孔的作用:仅起到电气互连的作用,孔径可以尽可能的小,堵上孔也可以。
    2.提高密度的主要途径
   ①.过孔尺寸急剧减小:0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm
     ②.过孔的结构发生本质变化:
     a.埋盲孔结构优点:提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、改善了特性阻抗控制,减小了串扰、噪声或失真(因线短,孔小) LCM设计开发
     b.盘内孔(hole in pad)消除了中继孔及连线
     ③薄型化:双面板:1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm
     ④PCB平整度:
     a.概念:PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。
     b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果
     c.连接盘的表面涂层:HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU…
   3 芯片级封装(CSP)阶段PCB  LCM设计开发

  CSP开始进入急剧的变革于发展之中,推动PCB技术不断向前发展, PCB工业将走向激光时代和纳米时代.




四、PCB表面涂覆技术

  PCB表面涂覆技术是指阻焊涂覆(兼保护)层以外的可供电气连接用的可焊性涂(镀)覆层和保护层。
  按用途分类:
  1.焊接用:因铜的表面必须有涂覆层保护,不然在空气中很容易氧化。
  2.接插件用:电镀Ni/Au或化学镀Ni/Au(硬金,含P及Co)
  3.线焊用:wire bonding 工艺
  热风整平(HASL或HAL)
  从熔融Sn/Pb焊料中出来的PCB经热风(230℃)吹平的方法。
  1.基本要求:
  (1). Sn/Pb=63/37(重量比)
  (2).涂覆厚度至少>3um
  (3)避免形成非可焊性的Cu3Sn的出现, Cu3Sn出现的原因是锡量不足,如Sn/Pb合金涂覆层太薄,焊点组成由可焊的Cu6Sn5– Cu4Sn3-- Cu3Sn2—不可焊的Cu3Sn
  2.工艺流程
    去除抗蚀剂—板面清洁处理—印阻焊及字符—清洁处理—涂助焊剂— 热风整平—清洁处理
  3.缺点:
  a.铅锡表面张力太大,容易形成龟背现象。
  b.焊盘表面不平整,不利于SMT焊接。
  化学镀Ni/Au是指PCB连接盘上化学镀Ni(厚度≥3um)后再镀上一层0.05-0.15um薄金,或镀上一层厚金(0.3-0.5um)。由于化学镀层均匀,共面性好,并可提供多次焊接性能,因此具有推广应用的趋势。其中镀薄金(0.05-0.1um)是为了保护Ni的可焊性,而镀厚金(0.3-0.5um)是为了线焊(wire bonding)工艺需要。
  1.Ni层的作用:
  a.作为Au、Cu之间的隔离层,防止它们之间相互扩散,造成其扩散部位呈疏松状态。
  b.作为可焊的镀层,厚度至少>3um
  2.Au的作用:
  Au是Ni的保护层,厚度0.05-0.15之间,不能太薄,因金的气孔性较大如果太薄不能很好的保护Ni,造成Ni氧化。其厚度也不能>0.15um,因焊点中会形成金铜合金Au3Au2(脆 ),当焊点中Au超过3%时,可焊性变差。
  电镀Ni/Au
  镀层结构基本同化学Ni/Au,因采用电镀的方式,镀层的均匀性要差一些。
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五、PCB设计输出生产文件 注意事项

  1.需要输出的层有:
 (1).布线层包括顶层/底层/中间布线层;
    (2).丝印层包括顶层丝印/底层丝印;
    (3).阻焊层包括顶层阻焊和底层阻焊;
    (4).电源层包括VCC 层和GND 层;
    (5).另外还要生成钻孔文件NCDrill。
  2. 如果电源层设置为Split/Mixed ,那么在AddDocument 窗口的Document 项选择Routing 并且每次输出光绘文件之前都要对PCB图使用PourManager 的Plane Connect 进行覆铜;如果设置为CAMPlane 则选择Plane 在设置Layer 项的时候要把Layer25 加上在Layer25 层中选择Pads 和Vias。
  3. 在设备设置窗口按Device Setup 将Aperture 的值改为199。
  4. 在设置每层的Layer 时将BoardOutline 选上。
  5. 设置丝印层的Layer 时不要选择PartType 选择顶层底层和丝印层的Outline Text Line。

  6. 设置阻焊层的Layer 时选择过孔表示过孔上不加阻焊。一般过孔都会组焊层覆盖。




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