PCB专业教育训练设计及基材部分.pdf

PCB专业教育训练品保一部：黄俊2015-3-16品保一部P C B专业训练第一章.PCB演燮1.1 P C B扮演的角色P C B的功能卷提供完成第一 级横装的元件舆其它必须的 霜子雷路零件接合的基地，以成一偃I具特定功能的模或成 品。所以P C B在整他|雷:子羟品中，扮演了整合速结其所有功能 的角色，也因此畤当重子羟品功能故障畴，最先被疑往往就 是 P C B。1.2 P C B的演燮1.早於 1903年Mr.Albert Hanson首,ij利用路 (C ircuit)念鹰用於交换檄系统。它是用金,箔予以切割成路醇醴，符之黏著於石螭抵上，上面同檬贴上一Jf石螭 纸，成了琪今P C B的檄横雒型。2.至1936年，Dr P aul E isner真正彝明了P C B的裂作技衍,也亵表多项来的。2015-3-16品保一部P C B专业训练1.3 P C B及裂法在材料、眉次、裂程上的多檬化以遹合不同的霜子羟品及 其特殊需求。以下就II纳一些通用的H别辨法，来曾军介貂P C B 的分以及它的裂造方法。1.3.1 P C B 不瞒A.以材分 a.有檄材酚醛榭脂、玻璃璟氧榭脂、P olyimide（聚酰亚胺）、BT/E poxy等皆腐之。b.辗檄材金吕、C opper-invar（不fOi）-copper、ceramic（陶瓷制 品）等皆腐之。主要取其散热功能B.以成品软硬II分a.硬板 Rigid P C Bb.-Flexible P C B c.软硬板 Rigid-Flex P C B2015-3-16品保一部P C B专业训练C.以结情分a.军面板b.曼面板c.多板D.依用途分：通信/耗用性雷子/窜用/雷：月母/半蹲醴/雷:测 板,BGA.另有一槿射出成型的立醴P C B,因使用少，不在此介貂。1.3.2裂造方法介貂A.减除法B.加成法，又可分半加成舆全加成法C.尚有其它因鹰IC封装的燮革延伸而出的一些先迤裂程,僮提及但不辞加介貂，因有言午多尚腐檄密也不易取得，或者成 熟度尚不匏I。以傅统负片多Jf板的裂程卷主率由，深入涣出的介 貂各偃I裂程，再II以先迤技衍的觐念来探言寸未来的P C B走势。2015-3-16品保一部P C B专业训练第二章馥前举借2.1.前言 台湾P C B羟棠腐性，黑乎是以OE M,也就是受客户委托裂作 空板(Bare Board)而已，不像美13，很多P C B Shop是包括了 路空板裂作以及装配(Assembly)的T urn-K ey渠矜。以 前，只要客户提供的原始资料如Drawing,Artwork,Specification,再以手勤翻片、排版、打带等作渠，即可迤 行裂作，但近年由於雷:子羟品日超馨薄短小，P C B的裂造面陶 了黑他I挑戟：(1)薄板(2)高密度(3)高性能(4)高速(5)羟品遇期缩短(6)降低成本等。以往以燎桌、肇刀、贴圈及照相檄做卷裂前工具，琪在己被雷:月队 工作软醴及鳍射 幺畲圈檄所取代。谩去，以手工排版，或者遢需要Micro-Modifier来修正尺寸等费畤耗工的作蕖，今天只要在C AM(C omputer Aided Manufacturing)工作人具取得客户的85资料，可能襄小畴内，就可以依8规划或DFM(Design For Manufacturing)自勤排版加建化不同的生羟修件。同畤可以 output如孔、成型、演唁式治具等资料。2015-3-16_ 品保一部P C B专业训练2.2.相BS名官司的定羲舆解A Gerber file造是一他优P C B C AD软醴输出的资料槽做卷光言。1960年代一家名叫Gerber Scientific（科剽（琪在叫GerberSystem）事渠做檄的美IS公司所樊展出的格式，豳接二十年，行金肖於世界四十多他111家。黑乎所有C AD系统的樊展，也都依此格声作其Output Data,Drawing或Film,因此Gerber械就可出Format成了重子棠界的公言忍檄举。直接输入圄B.RS-274D是Gerber Format的正式名M，正碓耦呼是E IA(电子工业联合会)ST ANDARD RS-274D(E lectronic Industries Association)i要雨大成：1.Function C ode：如G codes,D codes,Mcodes 等。2.C oordinate data：定羲像(imaging)2015-3-16品保一部P C B专业训练C.RS-274X是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之C ode以外，包括RS-274X P arameters或木皆整偃(extended 大)Gerberformat它以雨他|字母合，定羲了东畲遇程的一些特性。D.IP C-350IP C-350是IP C彝展出来的一套neutral（中立）format,可以 很容易由P C B C AD/C AM羟生，然彼依此系统,P C B SHOP再羟生NC Drill P rogram,Netlist,或可直接输入Laser P lotter底片.E.Laser P lotter（雷射指令）输入 Gerber format 或 IP C 350 format 以 裂 Art workF.Aperture（孔彳重）List and D-C odes2015-3-16品保一部P C B专业训练2.3.裂前流程:2.3.1客户必须提供的资料:子或装配工委JE P C B SHOP生羟空板(Bare Board)畤，必须提供下列资料以供裂作。料虢资料表-供裂前使用.有畤客户畲提供一片檬品，一份零件ffl,一份保瞪耆(保瞪裂程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物等。造些额外 资料，摩商须自行判断其重要性，以免了商械。2.3.2.资料塞查面封造麽多的资料，裂前工程肺接下来所要迤行的工 作程序典重黠，如下所述。A.塞查客户的羟品规格，是否内裂程能力可及，塞查项 目兄承接料虢裂程能力检查表.2015-3-16品保一部P C B专业训练B.原物料需求(BOM-Bill of Material)根撼上述资料塞查分析彼，由BOM的展来决定原物料 的摩牌、不重及规格。主要的原物料包括了：基板(Laminate)、醪片(P repreg)、铜箔(C opper foil)、防 焊油墨(Solder Mask)文字油墨(Legend)等。另外客户 封於Finish的规定,符影警流程的逗择,常然畲有不同的物料需 求舆规格，例如：歉:、硬金、OSP等。内客户规轮中,可能影警原物料逗择的因素。C.上述乃,新资料的塞查，塞查完晕迤行檬品的裂作.若是营资料，知彭直C heck有辗E C。(E ngineering C hange Order)，然彳度 再迤行寄查.2015-3-16品保一部P C B专业训练D.排版排版的尺寸逗择符影警料虢的掩利率。因悬基板是主要 原料成本（排版最佳化，可减少板材浪费）；而遹常排版可提 高生羟力加降低不良率。有些工摩言忍悬固定某些工作尺寸可以 符合最大生羟力，但原物料成本增加很多.下列是一些考Jt的方 向：般裂作成本，直、接原物料余勺估成本3060%,包含了基 板、片、铜箔、防焊、乾膜、重金（铜、）9化擘耗品等。而造些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰常舆否 有BS保。大部份重子摩做路Layout畤，畲做速片以使 装配畴能有最高的生羟力。因此，P C B工摩之裂前人员，愿和客户密切潢通，以使速片Layout的尺寸能在排版成工作 P ANE L畤可有最佳的利用率。要th算最恰常的排版，须考魔:以 下黑偃I因素。2015-3-16品保一部P C B专业训练a.基材裁切最少刀数典最大使用率（裁切方式舆磨遏虑理须考迤去）。b.铜箔、片典乾膜的使用尺寸典工作P ANE L的尺寸须搭 配良好，以免浪费。C.建片畴，pieced最小尺寸，以及板遏留做工具或封位 系统的最小尺寸。d.各裂程可能的最大尺寸限制或有效工作II尺寸.e.不同羟品结情有不同裂作流程，及不同的排版限制，例 如，金手指板，其排版距须较大且有方向的考量，其涓唁式治 具或涓院式次序规定也不一檬。较大工作尺寸，可以符合较大生 重力,但原物料成本增加很多，而且裂程能力亦需提升，如 何取得一他平衡黠，的津即舆工程白币的是相常重要的。2015-3-16品保一部P C B专业训练2.3.3 著手所有资料横核膂全彼，始分工A.流程的决定(Flow C hart)由资料寄查的分析碓熬彳奏，工程白币就要决定最遹切的流程步骤。停统多Jf板的裂作流程 可分作雨他I部分：内眉裂作和外Jf裂作.B.C AD/C AM作渠a.符Gerber Data输入所使用的C AM系统，此畴3弟 apertures和shapes定羲好。目前,己有很多P C B C AM系统可接 受IP C-350的格式。部份C AM系统可羟生外型NC Routing槽，不谩一般P C B Layoutfh敢:醴加不畲羟生此槽。有部份事渠 软醴或褐立或配合NC Router,可定参数直接输出程式.Shapes不重有ffl、正方、房方，亦有形状，如内眉之thermal pad等。著手畤，Aperture code和shapes的 速要先定羲清楚，否即辗法迤行彼面一系列的2015-3-16品保一部P C B专业训练b.畤的C heck list依撼check list塞查彼，常可知道裂作料虢可能的良 率以及成本的颈估。c.Working P anel排版注意事工氐-P C B Layout工程白币在畤，卷愤助提醒或注意某些事 工乳曾做一些H助的虢做参考，所以必须在迤入排版前，符 之去除。下表列聚数他目，及其影警。一排版的尺寸逗择符影警料虢的狸利率。因卷基板是主 要原料成本（排版最佳化，可减少板材浪费）;而遹常排版可 提高生羟力或降低不良率。有些工摩言忍卷固定某些工作尺寸可 以符合最大生羟力，但原物料成本增加很多.下列是一些考的 方向：2015-3-16品保一部P C B专业训练般裂作成本，直、接原物料区勺估成本3060%,包含了基 板、片、铜箔、防焊、乾膜、重金）（版球缸金），化擘耗品等。而造些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰 常典否有后期系。大部份重子摩做路Layout,畲做速片ISth 以使装配畴能有最高的生羟力。因此，P C B工摩之裂前人 1,鹰和客户密切潢通，以使速片Layout的尺寸能在排版成工 作P ANE L畤可有最佳的利用率。要算最恰常的排版，须考 以下襄他I因素。1.基材裁切最少刀数典最大使用率（裁切方式舆磨遏虑理须考迤去）。2.嗣箔、醪片典乾膜的使用尺寸舆工作P ANE L的尺寸须搭 配良好，以免浪费。3.速片畤，pieced最小尺寸，以及板遏留做工具或封位 系统的最小尺寸。4.各裂程可能的最大尺寸限制或有效工作II尺寸.2015-3-16 品保一部P C B专业训练5.不同羟品结横有不同裂作流程，及不同的排版限制,例如，金手指板，其排版距须较大且有方向的考量，其涓唁式 治具或消信式次序规定也不一檬。较大工作尺寸，可以符合较大 生羟力，但原物料成本增加很多,而且裂程能力亦需提升,如何取得一偃I平衡黠，的津即典工程白币的是相常重要 的。一迤行working P anel的排版谩程中,尚乡直考JS下列事工直，以使裂程j演表排版注意事项od.底片舆程式：一底片Artwork在C AM系统编排版完成彼，配合D-C ode槽案，而由雷射回檄(Laser P lotter)出底片。所?熊f 裂的底片有内外眉之路，外眉之防焊，以及文字底片。2015-3-16品保一部P C B专业训练由於路密度愈来愈高，容差要求越来越殿11,因此底片尺 寸控制，是目前很多P C B/S的一大II题。表是傅统底片舆玻璃 底片的比较表。玻璃底片使用比例已有提高超势。而底片裂造 商亦稹趣研究替代材料，以使尺寸之安定性更好。例如乾式做 法的制金腐底片.一般在保存以及使用傅统底片愿注意事项如下：1.璟境的温度舆相封温度的控制2.全新底片取出使用的前置调鹰畤3.取用、傅遮以及保存方式4.置放或操作II域的清澈度一程式含一,二次孔孔程式，以及外形Routing程式,其中NC Routing程式一般须另行虑理2015-3-16品保一部P C B专业训练e.DFMDesign for manufacturing.Pcb lay-out 工程肺大半不太了解PCB裂作流程以及各裂程需要注 意的事工团所以在Lay-out,路畤，僮考重性、尺寸等，而甚少IR及其它。PCB裂前工程肺因此 必须优生羟力，良率等考量而修正一些路特性，如囿形接,PAD修正成波滴状，卷的是裂程中PAD一孔封位不举畤，尚能雄持最小的塾璟寞度。但是裂前工 程白币的修正，有畤郤畲影客户羟品的特性甚或性能,所以不得不II慎。PCB/必须有一套金十封摩内裂程上 的特性而编辑的规10除了改善羟品良率以及提昇生羟 力外，也可做卷和PCB路Lay-out人员的潢通|&言.2015-3-16品保一部P C B专业训练C.T ooling指AOI典重涓!|Net list槽.AOI由C AD reference槽羟生AOI 系统可接受的资料、且含容差，而置:JMNet list槽刖用来裂作 雷测治具Fixture。2.4,牖颇多公司封於裂前的工作重视的程度不若裂程,Mffi 81念一定要改,因卷随著重子羟品的演燮,P C B裂作的技衍眉次 愈困It,也愈须要和上游客户做最密切的潢通,现在已不是任何 一方把工作做好就表示装好的羟品没有冏题,羟品的使用璟 境，材料的物，化性，路Lay-out的雷:性，P C B的信性等，都 畲影警羟品的功能亵挥.所以不管软醴,硬醴,功能上都有 很好的迤展,人的觐念也要有所突破才行.2015-3-16品保一部P C B专业训练第三章.基板印刷雷路板是以铜箔基板(C opper-clad LaminateC C L)做悬原料而裂造的重器或雷子的重要械横元件，故优事重 路板之上下游蕖者必须封基板有所瞭解:有那些不重的基板,它 优是如何裂造出来的,使用於何槿羟品，它凭各有那些侵劣黠，如此才能逗择遹常的基板.表3.1曾军列出不同基板的遹用埸合.基板工棠是一槿材料的基碘工棠，是由介重(榭脂 Resin,玻璃幺隹Glass fiber),及高触度的厚醴(铜箔 C opper foil)二者所横成的合材料(C omposite material),其所奉涉的理及矜不输於雷:路板本身的裂作。以下即金十封道二他1主要成做深入浅出的探洋寸.2015-3-16品保一部P C B专业训练3.1介重Jf3.1.1横f脂 ResinC Y Y Y、一3.L 1.1 刖 s目前已使用於路板之榭脂别很多,如酚醛榭脂(P henolic)、璟氧榭脂(E poxy)、聚克醯胺树脂(P olyimide)、聚四氟乙烯(P olytetrafluorethylene,曾耦P T FE或耦T E FLON),B一三氮 榭脂(Bismaleimide T riazine BT)等皆卷熟固型的榭脂(T hermosetted P lastic Resin)。3.1.1.2 酚醛植)脂 P henolic Resin是人最早成功而又商渠化的聚合物。是由液憩的酚(phenol)及液熊的甲醛(Formaldehyde 俗耦Formalin)雨槿便宜的化擘品，在酸性或性的催化僚件下彝生立if架槁(C rosslinkage)的反鹰而硬化成悬固熊的合成 材料。其反鹰化擘式兄H3.12015-3-16品保一部P C B专业训练1910年有一家叫Bakelite公司加入帆布幺隹而做成一 槿垩硬弓金固，条包性又好的材料耦卷Bakelite,俗名卷霜木 板或尿素板。美 10 重子 裂造渠畲(NE MA-Nationl E lectrical Manufacturers Association)招不同的合冠以不同的编虢 代字而卷渠者所廉用，琪符酚醛树脂之各羟品代字列表，如表 NE MA封於酚醛榭脂板的分及代礁表中基板代字的第一他I x是表示械械性用途，第二 ffl x是表示可用重性用途。第三他x是表示可用有辗波及高漏度的埸所。p表示需要加热才能冲板子(P unchable),否即材料曾破裂，C 表示可以冷油加工(cold punchable),FR表示横(脂中加有不易著火的物 使基板有tt燃(Flame Retardent)或抗燃(Flame resistance)性。2015-3-16品保一部P C B专业训练纸板中最金肖的是XXXP C及FR-2.前者在温度25 以 上,厚度在.062in以下就可以冲裂成型很方便，接者的合舆 前完全相同，只是在树脂中加有三氧化二彝增加其tt燃性。以 下介貂黑他敕常使用余氏基板及其特殊用途：A常使用纸基板a.XP C Grade：通常愿用在低雷:屋、低雷:流不畲引起火源 的消费性重子羟品，如玩具、手提收音檄、算檄、遥控器及等等。UL9 4SJXP C Grade要求只须逵到HB|燃等级即可。b.FR-1 Grade：雷:氟性、tt燃性便於XP C Grade,庚泛使 用於雷:流及雷:屋比XP C Grade稍高的雷:器用品，如彩色雷:视檄、盛视器、VT R、家庭音警、洗衣檄及吸廛器等等。UL9 4要求FR-lit燃性有V-O、V-1典V-2不同等级，不谩由於三槿等级板材 位差巽不大，而且考安全起兄，目前雷:器界黑乎全探用V-0 级板材。2015-3-16品保一部P C B专业训练c.FR-2 Grade：在舆FRT比较下，除霜氟性能要求稍高外,其他物性加没有特别之虞，近年来在基板蕖者努力研究改 暹FR-1技#f,FR-1舆FR-2的性界已渐模糊,FR-2等级板材 在不久符来可能畲在偏高僵格因素下被FR-1所取代。B.其他特殊用途：a.通孔用纸基板主要目的是II*副取代部份物性要求或不高的FR-4板材，以便降低P C B的成本.b.金艮贯孔用纸基板畤下最流行取代部份物性要求或不很高的FR-4作通孔板 材，就是金艮亶:孔用 纸基板印刷雷:路板雨面路的醇通，可 直接借由印刷方式招金艮(Silver P aste)堡佛於孔壁上，由高温硬化，即成卷醇通醴，不像一般FR-4板材的通 孔，需由活化、化擘铜、等繁雄手2015-3-16品保一部P C B专业训练b-1基板材1）尺寸安定性:除要留意X、Y事由幺隹方向舆横方向）外，更要注意理由（板 材厚度方向），因熟胀冷缩及加热减量因素容易造成金艮醇醴 的断裂。2）重氟典吸水性：言午多余田醴在吸漏状憩下，降低了女色 性，以致提供金腐在重位差超勤力下 彝生移行的垣象，FR-4在尺寸安性、雷:氟性舆吸水性方面都比FR-1及XP C佳，所以 生羟金艮贯孔印刷重路板畤，要逗用特裂FR-1及XP C的纸基板.板材。b.-2醇醴材1）厚醴材金艮及碳墨贯孔印刷雷路的厚霜方式是利用金艮 及石墨微粒嵌在聚合醴内，藉由微粒的接解来醇雷:，而铜 通孔印刷重路板，即是借由铜本身是建贯的结晶醴而羟生 非常，的醇甯性。2015-3-16 品保一部P C B专业训练2）延展性：通孔上的铜是一槿速性的结晶醴，有非常良好的延 展性，不畲像金艮、碳墨）1在热胀冷缩畤，容易亵生界面的分 蹄而降低醇重度。3）移行性:金艮、铜都是金腐材容易亵性氧化、遢原作用造成化 及移行现象，因重位差的不同，金艮比铜在重位差超勤力下容 易彝生金艮遭移（Silver Migration）o2015-3-16品保一部P C B专业训练c.碳墨贯孔(C arbon T hrough Hole)用幺氏基板.碳墨油墨中的石墨不具有像金艮的移行特性，石墨所搪常 的角色僮僮是作曾军的虢停遮者，所以P C B渠界封稹眉板除 了碳墨舆基材的密著性、翘 曲度外，旋没有特别要求.石墨 因有良好的耐磨性，所以C arbon P aste最早期 是被愿用来取 代K ey P ad及金手指上的金，而彼延伸到扮演跳功能。碳 墨贯孔印刷重路板的负载雷:流通常的很低，所以棠界大都 探用XP C等级，至於厚度方面，在考薄、短、小典印刷 贯孔性因素下，常通逗 用0.8、1.0或1.2mm厚板材。d.室温冲孔用纸基板其特徵是纸基板表面温度敏!40以下，即可作P itch悬 L 78mm的IC密 集孔的冲模，孔不畲彝生裂痕，加且以减低 冲模畤纸基板冷郤所造成路精型度的偏差，基板 非常逾用於路及大面稹的印刷雷:路板。2015-3-16品保一部P C B专业训练e.抗漏雷屋(Anti-T rack)用幺氏基板人的生活越趣精封物品的要求且也就越就短小馨 薄，常印刷重路板 的路越密集，距也就越小，且在 高功能性的要求下，霜流负载燮大了，那麽路就容易因 彝生雷弧破壤基材的幺包性而造成漏雷:，基板 蕖界卷解 冏堰，有供鹰探用特殊背的铜箔所裂成的抗漏雷:屋 用纸基板3.1.2 璟氧榭脂 E poxy Resin是目前印刷路板渠用途最廉的底材。在液憨畴稠卷清漆 或耦凡立水(Varnish)或穗卷A-stage,玻璃布在浸醪半 乾成片接再高温软化液化而呈垣黏著性而用於曼面基板裂 作或多板之屋合用耦B-stage prepreg,幺堡此屋合再硬化而 辗法回便之最状憩耦卷C-stageo2015-3-16品保一部P C B专业训练3.1.2.1傅统璟氧榭脂的成及其性用於基板之璟氧榭脂之罩醴一向都是Bisphenol A及 E pichlorohydrin用dicy做卷架槁金I所形成的索合物。通遇燃性言式瞬(Flammability test),符上述仍在液憩的榭脂 再舆T etrabromo-Bisphenol A反鹰而成卷最熟知FR-4傅统璟 氧榭脂。现揩羟品之主要成份列於彼：罩醴-Bisphenol A,E pichlorohydrin架槁Wil(即硬化曾I)Dicyandiamide曾耦Dicy 速化ft(Accelerator)-Benzyl-Dimethylamine(BDMA)及 2-Methylimidazole(2-MI)溶翅E thylene glycol monomethyl ether(E GMME)Dimethyl formamide(DMF)及稀释ft Acetone,ME KO填充(Additive)-碳酸挹、矽化物、等擞嘴燃效果。填充涧频其T g.及氢氧化金目或化物品保一部P C B专业训练A.罩醴及低分子量之榭脂典型的傅统榭脂一般耦卷曼功能的璟氟榭脂(Difunctional E poxy Resin),MEQ 回3.2.卷了连到使用安全的目的，特於榭脂的分子结横中加入溟原子，使羟生部份碳浸之结合而呈现It燃的效果。也就是出琨燃蠕的修件或璟境 畤，它要不容易被黠燃，离一已黠燃在燃蠕璟境消失彼，能自 己熄滋而不再畿延蠕。ME=J 回3.3.此槿It燃材灯在NE MA规轮中耦卷FR-4o（不含澳的榭脂在NE MA规靶中耦卷G-10）此 槿含澳璟氧榭脂的便黠很多如介重常数很低，典嗣箔的附著力 很弓缸典玻璃结合彼之挠性弓金度很不金昔等。2015-3-16品保一部P C B专业训练B.架槁剜(硬化剜)璟氧榭脂的架槁剜一向都是Dicy,它是一槿II性的(latent)催化狸J,在高温160之下才樊挥其架槁作用，常 温中很安定，故多Jf板B-stage的片才不致辗法普存。但Dicy的缺黑占谷也不少，第一是吸水性(Hygroscopicity),第二他I缺黠是It溶性。溶不掉自然It以在液熊榭脂中樊挥作用。早期的基板商或不瞭解下游重路板装配工渠冏堰，那畴的 dicy磨的不是很黜，其溶不掉的部份混在底材中，畤 聚集的吸水彼畲彝生金十状的再结晶，造成音午多爆板的冏魅。W 然琨在的基板裂造商都很清虑它的殿重性,因此已改善此黠.C.速化寮|用以加速epoxy舆dicy之的架tS反jB,最常用的 有雨不重即BDMA及2-MIo2015-3-16品保一部P C B专业训练D.T g玻璃熊醇化温度高分子聚合物因温度之逐渐上升醇致其物理性渐起建化,由常温畤之辗定形或部份结晶之笺硬及脆性如玻璃一般的物 而傅成卷一槿黏滞度非常高,柔敢:如橡皮一般的另一槿状熊。傅统FR4之T g条勺在H5-120之已被使用多年，但近年 来由於曾:子羟品各槿性能要求愈来愈高,所以封材料的特性也 要求日益殿苛，如抗漏性、抗化性、抗溶剜性、抗热性，尺寸 安定性等都要求改迤,以逾鹰更潢泛的用途，而造些性都舆 榭脂的T g有Bfl,T g提高之彼上述各槿性也都自然燮好。例如T g提高彼，a.其耐热性增弓金，使基板在X及Y方向 的膨胀减少，使得板子在受热彼路舆基材之附著力不致 减弱太多，使路有较好的附著力。b.在Z方向的膨胀减小 彼，使得通孔之孔壁受都接不易被底材所拉断。c.T g增高接,其榭脂中架槁之密度必定提高很多使其有更好的抗水性及防溶 剜性，使板子受热接不易彝生白黠或露，而有更好的弓金 度及介雷性.至於尺寸的安定性，由於自勤插装或表面装配之殿 格要求就更卷重要了。因而近年来如何提高璟氧榭脂之T g是基板材所追求的要矜。品保一部P C B专业训练E.FR4 It燃性璟氧榭脂傅统的璟氧榭脂遇到高温著火彼若辗外在因素予以撰滋畴,畲不停的一直燃下去直到分子中的碳氮氧或氮燃蠕完晕卷止。若在其分子中以溟取代了氧的位置，使可燃的碳氢筵化合物一 部份改换成不可燃的碳湿维化合物刖可大大的降低其可燃性。此槿加滨之榭脂It燃性自然增弓金很多，但谷|降低了树脂舆铜皮 以及玻璃的黏著力，而且离一著火彼更畲放出尉1毒的溟氧，曾带来的不良彳度果。3.1.2.2高性能璟氧梗f脂(Multifunctional E poxy)傅统的FR4封今日高性能的路板而言已力不忧心了，故有各槿不同的榭脂舆原有的璟氧树脂混合以提升其基板之各 不重性2015-3-16品保一部P C B专业训练A.Novolac最早被引迤的是酚醛榭脂中的一槿叫Novolac者，由 Novolac舆璟氧氯丙烷所形成的酯E poxy Novolacs,M日 回3.4之反鹰式.符此槿聚合物混入FR4之榭脂，可大大改善 其抗水性、抗化性及尺寸安定性，T g也随之提高，缺黠是酚醛 榭脂本身的硬度及脆性都很高而易加之抗化性能力增弓氨 封於因孔而造成的If渣(Smear)不易除去而造成多Jf板P T H 裂程之困攥。B.T etrafunctional E poxy另一槿常被添加於FR4中的是所需四功能的璟氧榭脂”(T etrafunctional E poxy Resin).其典停统曼功能”氧榭脂不同之虞是具立醴空架槁,MB3.5,T g较高能抗较差的熟璟境，且抗溶理性、抗化性、抗漏性及尺寸安定性也好 很多，而且不畲彝生像Novolac那檬的缺黠。最早是美H一家 叫P olyclad的基板摩所引暹的。四功能比起Novolac来遢有一厩健第就是有更好的均匀混合。品保一部P C B专业训练卷保持多Jg板除渣的方便起兄，此槿四功能的基板在 孔彼最好在烤箱中以160。烤2-4小畤，使孔壁露出的榭脂 羟生氧化作用，氧化接的树脂较容易被憎虫除，而且也增加榭脂 迤一步的架槁聚合,封彼来的裂程也有常助。因卷脆性的83彳系,孔要特别注意.上述雨槿添加榭脂都辗法澳化,故加入一般FR4中畲降低其 It燃性.3.1.2.3 聚克醯胺榭脂 P olyimide(P I)A.成份主要由Bismaleimide 及Methylene Dianiline 反;8而成的 聚合物,MH3.6.2015-3-16品保一部P C B专业训练B.重路板封温度的遹鹰畲愈来愈重要，某些特殊高温用途的 板子，已非璟氧树脂所能膀任，停统式FR4的T g系勺120 左右，即使高功能的FR4也只到逢180-19 0,比起聚至 胺的260 遢有一大段距蹄.P I在高温下所表琪的良好性 如良好的捷性、铜箔抗撕弓金度、抗化性、介重性、尺寸安定性 皆逮僵於FR4o 孔畤不容易羟生醪渣，封内Jf典孔壁之接通 性自然比FR4好。而且由於耐熟性良好，其尺寸之燮化甚少，以X及Y方向之燮化而言，封源M路更卷有利，不致因膨胀太 大而降低了典铜皮之的附著力。就Z方向而言可大大的减 少孔壁铜眉断裂的械畲。C.缺黑占：a.不易迤行澳化反鹰，不易建到UL9 4 V-0的辘燃要求。b.此槿榭脂本身Jf舆Jf之或典铜箔之的黏著力较差，不如璟氧榭脂那麽弓氟而且挠性也较差。2015-3-16 品保一部P C B专业训练c.常温畤谷|表现不佳，有吸漏性(Hygroscopic),而黏著 性、延性又都很差。d.其凡立水(Varnish,又耦生醪水,液熊树脂穗之)中所使 用的溶剜之沸黠较高，不易程完，容易羟生高温下分眉的现象。而且流勤性不好,屡合不易填满死角。e.目前格仍然非常昂贵太勺卷FR4的2-3倍，故只有窜 用板或Rigid-Flex板才用的起。在美窜规fSMIL-P-l39 49 H中，聚克醯胺榭脂基板代虢悬GI.3.1.2.4聚四氟乙烯(P T FE)全名卷P olyterafluoroethylene,分子式兄圈3.7.以之 抽作P T FE 4隹的商品名卷T eflon徽弗熊，其最大的特黠是 阻抗很高(Impedance)封高频微波(microwave)通信用途上 是辗法取代的，美窜规12赋舆G、GX、及GY三槿材 料代字，皆卷玻衲弓金type,其商用基板是由3M公司所裂，目 前造槿材料尚辗法大量投入生羟，其原因有：口后埼2015-3-16_ 、.品保一部P C B专业训练A.P T FE榭脂舆玻璃的附著力冏堰；此榭脂很H渗 入玻璃束中，因其抗化性特弓氢言午多漏式裂程中都辗法使其反 愿及活化，在做通孔畤所得之铜孔壁辗法固著在底材上，很 It通遇MILP-55110E中4.8.4.4之固著弓金度音式瞬。由於玻璃 束未能被榭脂填满，很容易在做通孔畤造成玻璃中渗铜(Wicking)的出琨，影警板子的可信赖度。B.此四氟乙烯材料分子结横，非常弓金g)辗法用一般檄械或 化擘法加以攻擎，做做回畴只有用法.c.T g很低只有19度C,故在常温畴呈可携性，也使 路的附著力及尺寸安定性不好。表悬四不重不同榭脂裂造的基板性的比较.2015-3-16品保一部P C B专业训练3.1.2.5 BT/E P OXY榭脂BT榭脂也是一槿熟固型横(脂，是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas C hemical C o.)在 1980年研裂成功。是由Bismaleimide及T rigzine Resin monomer二者反鹰聚合而成。其反鹰式冕圈3.8O BT榭脂通常和璟氧榭脂混合而裂成基板。A.侵黠a.T g黠高逵180,耐热性非常好，BT作成之板材，嗣箔的 抗撕弓金度(peel Strength),携性弓金度亦非常理想的孔彼的醪 渣(Smear)建少b.可迤行辘燃虑理，以逢到UL9 4V-0的要求c.介常数及散逸因数小，因此封於高频及高速傅翰的重 路板非常有利。d.耐化性，抗溶剜性良好e.余色性佳 2015316品保一部P C B专业训练B.愿用a.C OBtf的重路板 由於wire bonding谩程的高温，畲使板子表面建 歉:而致打失败。BT/E P 0XY高性能板材可克服此黑占。b.BGA,P GA,MC M-Ls等半醇醴封装载板半厚醴封装涓唁式中，有雨偃|很 重要的常兄冏题，一是漏重垣象，或耦C AF(C onductive Anodic Filament),一是爆米花现象(受渥氟及高温衡 擎)。造雨黠也是BT/E P 0XY板 材可以避免的。3.1.2.6 C yanate E ster Resin1970年始鹰用於P C B基材，目前C iba Geigy有裂作此树脂。其反鹰式如 03.9 oA.僵黠a.T g可逢250,使用於非常厚之多板b.撷低的介重常数(2.53.1)可愿用於高速崖品。B.冏题a.硬化彼脆度高.b.封漏度敏感，甚至可能和水起反鹰.2015-3-16品保一部P C B专业训练3.1.2玻璃雉3.1.2.1前言玻璃(Fiberglass)在P C B基板中的功用，是作卷衲弓金 材料。基板的衲弓金材料尚有其它槿，如纸基板的纸材，K elvar(P olyamide聚醯胺)幺隹，以及石英(Q uartz)幺隹。本寸最大宗的玻璃区隹。玻璃(Glass)本身是一槿混合物，其成见表它是一些辗 械物高温融熔合而成，再抽冷谷13而成一槿非结晶结横的 垩硬物醴。此物的使用，已有数千年的屣史。做成雒状使 用即可追溯至17世余已。真正大量做商用羟品，刖是由Owen-Illinois及C orning Glass Works雨家公司其共同的研究努力 像 合成Owens-C orning Fiberglas C orporation於 1939年正式生羟裂造。2015-3-16品保一部P C B专业训练3.1.2.2玻璃雒布玻璃雉的裂成可分雨而邕一槿是速式(C ontinuous)的 另一槿即是不速式(discontinuous)的前者即用於 成玻璃布(Fabric),彼者即做成片状之玻璃命(Mat)。FR4等基 材，即是使用前者，C E M3基材，剧揉用接者玻璃命。A.玻璃雒的特性原始融熔憩玻璃的成成份不同，畲影簪玻璃的特性，不同成所呈垣的差昊，表中有辞黜的n别，而且各有褐特及 不同愿用之虞。按成的不同(兄表)，玻璃的等级可分四槿商 品：A级悬高性，C级卷抗化性，E级悬重子用途，S级卷高弓金 度。霜路板中所用的就是E级玻璃，主要是其介重性於其它 三槿。2015-3-16品保一部P C B专业训练-玻璃幺隹一些共同的特性如下所述：a.高弓金度：和其它豺用幺隹比较，玻璃有撷高弓金度。在 某些愿用上，其弓金度/重量比甚至超谩b.抗热舆火：玻璃雒卷辗械物，因此不曾燃C.抗化性：可耐大部份的化擘品，也不悬徽菌，黜菌的渗 入及昆蠡的功擎。d.防潮：玻璃加不吸水，即使在很潮漏的璟境，依然保持 它的檄械弓金度。e.熟性玻有很低的熬性膨胀保数，及高的都醇保：,因此在高温璟境下有撷佳的表现。f.重性：由於玻璃雉的不厚重性，是一偃I很好的东包物 的逗择。P C B基材所逗撵使用的E级玻璃，最主要的是其非常僵秀的 抗水性。因此在非常潮漏，悲劣的璟境下，仍然保有非常好的雷:性吸物性一如尺寸稳定度o品保一部P C B专业训练3.2 铜箔(copper foil)早期路的istf粗粗寞寞的，厚度要求亦不挑剔，但演燮至 今日3,4mil,甚至更黜(琪IS内已有工1 mil*),M 阻要求殿苛.抗撕弓金度,表面P rofile等也都辞加规定.所以封铜 箔彝展的现况及H势就必2第1 一步了解.3.2.1傅统铜箔3.2.1.牵L法(Rolled-or Wrought Method)是多次41串L裂作而成，其所鞭出之寞度受到技衍 限制很It逵到檄型尺寸基板的要求(3 IR*4IR),而且很容易在 鞭裂谩程中造成甄屡，因表面粗糙度不豌I,所以舆树脂之结合能 力比较不好，而且裂造遇程中所受愿力需罢做赞整理之回火朝 化(Heat treatment or Annealing),故其成本较高。2015-3-16品保一部P C B专业训练A.a.延展性Ductility高,tfFP C使用於勤熊璟境下，信Jft度 撷佳.b.低的表面棱 Low-profile Surface,Sf 於一些 Microwave甯子用是一利基.B.缺部a.和基材的附著力不好.b.成本较高.C.因技衍冏题，嵬度受限.2015-3-16品保一部P C B专业训练3.2.1.2 霜48法(E lectrodeposited Method)最常使用於基板上的铜箔就是E D铜.利用各槿屡粢之 熔解成硫酸液，在殊特深入地下的大型槽中，撷距非常短，以非常高的速度冲勤液，以600 ASF之高雷:流 密度，符柱状(C olumnar)结晶的铜Jf在表面非常光滑又 葩化的(passivated)不大桶状之醇胴翰上(Drum),因葩 化虑理谩的不胴翰上封铜Jf之附著力加不好，故艘面可自 傅翰上撕下，如此所得的，可由斡翰速度，雷:流密度 而得不同厚