印刷线路板制程 PCB制程综览(彩图版).pdf

一.PCB演燮1.1 PCB扮演的角色PCB的功能悬提供完成第一眉级横装的元件舆其它必须的重子雷路零件接合的基地，以成一彳固具特定功 能的模或成品。所以PCB在整彳固重子羟品中，扮演了整合速其成所有功能的角色，也因此日寺常重子羟品 功能故障畤，最先被疑往往就是PCB。圈1.1是重子情装Jf级显分示意。1.2 PCB的演燮1.早於1903年Mr.Albert Hanson首盒利用独路”(Circuit)IM念鹰用於毒舌交融系统。它是用金腐箔予以切 割成路醇H，符之黏著於石螭咨氏上，上面同楸占上一眉石螭纸，成了现今PCB的檄情雒型。MH1.2%Maa瞟多瞰口2.至1936年Dr Paul Eisner真正fl明了 PCB的裂作技彳标 也ft表多工直事利 而今日之print-etch(photoimage transfer)的技彳行，就是沿襄其彝明而来的。1.3 PCB槿类其及裂法在材料、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 以下就是帚纳一些通用的显别辨法，来曾军介貂PCB的分类直以及它的裂造方法。1.3.1 PCB 谶1A.以材分a.有檄材酚醛榭脂、玻璃生弱雉/琪氧树脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆腐之。b.瓢檄材金吕、Copper-invar-copper ceramic等皆腐之。主要取其散热功能b.以成品硬显分a.硬板 Rigid PCB第1页共133页b歉板 Flexible PCB M 1.3c颠硬板 Rigid-Hex PCB MH 1.4弘讯谒舞多探暗弘1H00瞟多操好C.以黜分a.罩面板MH 1.5b.曼面板MH 1.6弘以谒瞟多模恨，c.多Jf 板 MH 1.7第2页共133页D.依用途分：通信/耗用性重子律用鳍啕半醇臧!测板尻圈1.8 BGA.生MH0摩多煤豺另有一槿射出成型的立tlPCB,因使用少，不在此介貂。1.3.2裂造方法介貂A.减除法，其流程兄圈1.9防 焊第3页共133页b.加成法，又可分半加成典全加成法，MH i.ioi.ii榭脂表面活化化学却）析榭脂稹眉板（不含副箔）印阻忠I（抗18也抗焊）般 孔弘凯瑞堞多weH 1.11Hi.io哨 金易c.尚有其它因JSic封装的燮革延伸而出的一些先建程 本光碟彳堇提及但不加介貂，因有言午多尚腐檄密 也不易取得，或者成熟度尚不别）。本光碟以傅统负片多眉板的裂程悬主轴，深入涣出的介貂各彳固裂程，再本甫以先暹技彳杆的觐念来探言寸未来的PCB走势。第4页共133页二.裂前型借2.1.前言台湾PCB羟棠腐性，黑乎是以OEM,也就是受客户委托裂作空板(Bare Board)而已，不像美阈，很多 PCB Shop是包括了缴各面十，空板裂作以及装配(Assembly)的Tum-Key渠掰 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、打带等作嘉 即可迤行将乍，但近年由於霜子羟品日吗 薄短小，PCB的裂造面陶了黑彳固挑戟：(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、贴置及照相檄做悬裂前工具，现在己被重月院工作软醴及射檄所取代。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祟 今天只要在CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人具取得客户的言十资料 可能II小畤内就可以依言归眼或DFM(Design For Manufacturing)自勤排版或建化不同的生羟脩件。同日寺可以output如孔、成型、治具等资料。2.24瞄名狙勺定羲舆解A Gerber fileit是一彳固优PCB CADlfctl率俞出的瓷第t做悬光言。1960年代一家名叫Gerber Scientific(现在叫Gerber System)事棠做幺畲圈檄的美阈公司所赞展出的格式，豳彳爰二十年，行金肖於世界四十多彳固阈家。黑乎所有CAD系 统的”姜展，也都依此格式作其Output Data,直接率俞入檄就可出Drawing或Film,因此Gerber Format成了 重子棠界的公言忍檄型。B.RS-274D是 Gerber Format 的正式名不辑，正5t不有呼是 EIA STANDARD RS-274D(Electronic Industries Association)主要雨 大成：1.Function Code：如 G codes,D codes,M codes 等。2.Coordinate data：定羲|fi|像(imaging)C.RS-274X是RS-274D 的延伸版本,除RS-274D 之Code 以外,包括RS-274X Parameters,或穗整彳固extended Gerber format 它以雨彳固字母合，定羲了余畲圈谩程的一些特性。D.IPC-350IPC-350是IPC赞展出来的一套neutral fbrmat,可以很容易由PCB CAD/CAM羟生，然彳爰依此系统,PCB SHOP 再羟生NC Drill Program,Netlist,it可直接输入Laser Plotter留畲裂底片.E.Laser PlotterMH 2.1,MA Gerber format 或 IPC 350 format 以 ArtworkH2.1第5页共133页F.Aperture List and D-Codes冕表2.1及圈2.2器一曾军副列来明丽者蒯系,Aperture的定羲亦兄圈2.1表2.1Gerbe资料代表意基X002Y002D02*移至(020.2),快力闲我D11*yU9Aperture2D03*因蜥趣iApertureD10*遗撑Aperture 1X002Y0084D01-移至(020.84).快力 KIIWD11*退撑Aperture2D03*民琪所遇挥ApertureD10*退撑Aperture 1X0104Y0084D01*移至(1.04084).快力疑IBSD11*5MAperture2D03*闪现所退撑ApertureD12*运撑Aperture3X0104Y0048D02*移至(1.04Q.48).快力菊即D03*为琪所3WApertureX0064Y0048D02*移至(0.64.0.48).快力麋IMD03*闵琪所1MAperture图2.22.3.裂前流程:CAD/CAM Process Flow Design TOOLING一 Panelization一 ArtworkNC Drilling ProgramNC Routing ProgramProcessOperation ParameterWork Sheet MakingSpec DefineMaterial DefineAOI一Electrical Test Netlist Production Drawing弘圳除多煤I?第6页共133页2.3.1 客户必须提供的资料:重子摩或装配工质 委PCB SHOP生羟空板(Bare Board)除 必须提供下列资料以供裂作。兄表料虢资 料表-供裂前更用.目内容格式1.料就资料(Part Number)包含此料嬲的版别、更改屣史、日期以及赞行瓷言丸。和Drawing 一起或另有一 Text 檎。2.工程图(Drawing)A.料嬲工程图：包括一些特殊需求，如原物料 需求，特性阻抗控制、防焊、文字槿、颜色、尺寸容差、唐次等。HPGL 及 Post ScriptB.错孔圄此圄通常榄示孔位及孔乾HPGL 及 Post ScriptC速片工程圄包含每一小片的位置、尺寸、折断逶、工具孔相规格、特 殊符虢以及特定裂作流程和容 差。HPGL 及 Post ScriptD叠合东吉情图包含各醇髓屠杀跺彖屠厚度，阻抗 要求勰厚度等.HPGL 及 Post Script3.底片资料(Artwork Data)A*泉路屠 B防焊唐 C文字唐Gerber(RS-274)4.Aperture list定羲：各槿pad的形状，一些特 别的如thermal pads加彳到特别定羲 construction 方法Text file文字精5.舞孔瓷料定羲:A.孔位置B.孔虢C.PTH&NPTHD.埋孔及盲孔唐Excellon Format6.错孔工具棺定羲：A.?LSc.盲埋孔D橘名Text file文字檎7.Netlist 资料定羲东泉路的建逋IPC-356 or 其它优 CAD 输出之各置格式&裂作规轮1.指明依撼之EI除规格，如 IPC,MIL2.客户自己PCB迤料规轮2.特殊筐品必须meet的规轮如 PCMCIA.Text file文字槽弘，讯|或|除多媒聘第7页共133页上表资料是必借项目，有畤客户曾提供一片檬品，一份零件圈，一份保害(保1裂程中使用之原物料、耗料等 不含某些有毒物等。it些额外资料，摩商须自行判断其重要性，以免者吴了商檄。2.3.2.资料寄查面封遹蓼多的资料，裂前言十工程自市接下来所要迤行的工作程序典重黠，如下所述。A.寄查客户的羟品规格，是否摩内裂程能力可及，睿查目兄承接料虢裂程能力检查表.哨重黠最高屠数高屠敦须要更篇格的裂程舆容差控制。板厚部份裂程言殳借封Mm和Max板厚有限制，如输送带、rack 等。最小东泉、距高密度系咻泉须要较好的装程修件(如曝光、做刻)以及底片裂 作典保存脩件的控制。最小成品孔彳茎愈小的孔,须要藏苛的鞭孔脩件 覆5S尺寸容差及封位(如PAB 封孔)容差亦须缩小。最大的横比(Aspect Ratio)小孔及厚板揩增加PIH及作渠的困16,因此相昌昌的化阜品 及裂程言殳倩之言捐十能力必乡温加强。整11尺寸容差包括punching或routing或V-cut各相尺寸位置的容差要求。孔彳困容差余息髓考量1独路怖圄的情况(和雷壬度密度有椀大昌昌速)2孔的位置3.容差接,优排版、工作片,尺寸以及裂程修件来做最逋富 的言甥十(如加Dummy pad，排版方向，雷流密度弱整等)特殊要求如板翘容差，阻抗控制，屠平均厚度sigma需求等。B.原物料需求(BOM-BiU of Material)根撼上述资料寄查分析彳急由BOM的展来决定原物料的摩牌、槿及规格。主要的原物料包括了：基 板(Laminate)、月蓼片(Prepreg)铜箔(Copper foil)、防焊油墨(Solder Mask)文字油墨(Legend)等。另外客 户举寸於Finish的规定将影警流程的逗撵常然畲有不同的物料需求舆规格，例如：软、硬金、噫金泰OSP等。表盘帚纳客户规轮中，可能影警原物料逗撵的因素。目叙述物性如原料Tg黠重性如特定唇之阻抗需求等。基材1灌要求如FR4、PI2.厚度容差规格3.铜箔厚度4*骐厝厚度防焊1.塞孔舆否2有否接装局部金等or檄械、化学的彳爰虑 理。C.上述乃腐新资料的寄查，寄查完型1行檬品的料乍若是营资料发版Check有瓢户ECO(Engineering Change Order)，然彳爰再暹行寄查.第8页共133页D.排版排版的尺寸逗撵符影警言亥料虢的狸利率。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或降低不良率。有些工摩者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.下列是一些考感的方向：一般裂作成本，直、接原物料系勺估成本3060%,包含了基板、月蓼片、铜箔、防焊、乾膜、m 重金腐（金同、金旅$&）,化擘耗品等。而适些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰常典否有昌剧系。大部份重子摩做路Layout畤，畲做速片以使装配畤能有最高的生羟力。因此，PCB工摩之裂前人员，鹰和客户密切港通，以使速片 Layout的尺寸能在排版成工作BNEL日寺可有最佳的利用率。要言十算最恰常的排版，须考感以下黑彳固因素。&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感迤去）。b.铜箔、月蓼片典乾膜的使用尺寸舆工作gNEL的尺寸须搭配良好，以免浪费。c.速片日寺，piece 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显尺寸.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敕大且有方向的考量，其消底式治具或涓呜式次序规定也不一檄。敕大工作尺寸，可以符合敕大生羟力，但原物料成本增加很多，而且 裂程能力亦需提升，如何取得一彳固平衡黠，言十的型即典工程白币的是相常重要的。2.3.3 著手 所有资料横核膂全彳爰，始分工A.流程的决定（Flow Chart）由资料寄查的分析碓言忍彳爰，言十工程自市就要决定最遹切的流程步骤。傅统多眉板 的裂作流程可分作雨彳固部分:内眉裂作和外眉裂作.以下圈示黑槿代表性流程供参考.冕圈2.3典12.4II面金手指（翼片裂程）裁 板|化挚第b1 S T纲|像卜2ndeU 触 刻.Sn（/Pb）|像.硬 化|成 型.检|丁 T F T T HF 上 F H H.孔卜去巴里|屋乾.卜.光|-Sn（/Pb）卜则 膜|防焊（LPI）卜曝 光|哨-R-金手指|包架出货|图2.3&TF 科 I W卜1 光|_ K 1.化|仓 cyci L|RB%叁巴|IstCu-茂|卜 I 配 时1.化OSU-CutL,AOll应“卜 士 I A 0 I|i；0*卜一-；w|ft IB P It W IB|*:卜化;1 卜 2ndeu|甯*卜 2dv|文 字上化|*j1卜一出|图2.4B.CAD/CAM 作渠a.符Gerber Data率俞入所使用的CAM系统,此日寺须apertures和shapes定羲好。目前 己有很多PCB CAM 系统可接受IPC-350的格式。部份CAM系统可羟生外型NC Routing栋 不谩一般PCB Layout 或不畲 羟生此榔 有部份事薪熠I或3蜀立或配合NC Router,可定参数直接输出程式Shapes不颦I有凰正方晨方，亦有敕禊It形状如内）1之thermal pad等著手音十日寺,perture code和shapes 的速要先定羲清楚，否即瓢法迤行彳笈面一系列的第9页共133页b.十畤的Check list依撼check list春查彳乳 常可知道裂作料虢可能的良率以及成本的估。c.Working Panel排版注意事项一PCB Layout工程白币在言殳言十日寺，卷愤助提醒或注意某些事工戛曾做一些事甫助的虢做参考，所以必须在迤 入排版前，符之去除。下表列聚数彳固项目，及其影警。景灌外屠NPTH孔留PADD/F瓢法Tenting而成PTH孔成型生泉曾峻留於板逡覆孔位置做囿PAL SH威1.於内屠，造成open2.於外唇，PTH-NPTH文字唇未和防焊屠套用文字沾PAD或孔内一排版的尺寸逗撵符影警言亥料虢的狸利率。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或降低不良率。有些工摩三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.下列是一些考感的方向：一般裂作成本，直、接原物料女勺估余恩成本3060%,包含了基板、月蓼片、金同箔、防焊、乾膜、m 重金腐（铜、金泰金乐金），化擘耗品等。而适些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰常典否有后期系。大部份重子摩做路Layout 除曾故速片面十，以使装配日寺能有最高的生羟力。因此PCB工摩之翱澈音十人鼻鹰和客户密切港通，以使 速片Layout的尺寸能在排版成工作BNEL日寺可有最佳的利用率。要算最恰常的排版，须考感以下期固因素。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感迤去）。2.金同箔、月蓼片典乾膜的使用尺寸舆工作gNEL的尺寸须搭配良好，以免浪费。3.速片日寺，pieced最小尺寸，以及板遏留做工具或器寸位系统的最小尺寸。4.各裂程可能的最大尺寸限制或有效工作显尺寸.5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，其测治具或测次序规定也不一檬。较大工作尺寸，可以符合敕大生羟力，但原物料成本增加很多，而且裂程能力亦需提升，如何取得一彳固 平衡黠，音十的型剧典工程白币的是相常重要的。暹行working Panel的排版谩程中，尚须考感下列事以使裂程/反惕表排版注意事工鼠项目目的封位工具系统言殳於板逶,以谨行钻孔、曝光、成型等 之封位。下游装配Fiducial Mark装配畤视受感（S定位言d就，可以和客户港通 以决定形状舆位置或客户指定WftS coupon包含孔、东泉路,可在裂程中供切片旅查。亦须考感客户收货接的椀查如“阻抗”检 的特殊coupon等。肉屠厚月酷泉路VentIE合遇程,月蓼流勤均勺J嗔榻外屠吸雷流生泉路Thief在高重流显加入瓢功能不规划面,以使 耨眉均勺。料睇谶成型外以文字襟示相客户料嬲或裂程。第10页共133页d.底片典程式：底片Artwork在CAM系统褊It排版完成彳乳 配合D-Code槽案，而由雷射条畲圈檄(Laser Plotter)条畲出底 片。所须的底片有内外Jf争路，外眉之防焊，以及文字底片。由於路密度愈来愈高，容差要求越来越殿BS,因此底片尺寸控制，是目前很多PCB摩的一大言果题。表是 傅统底片典玻璃底片的比敕表。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。例如乾式做法的金必金匾底片.僖统工作底片玻璃底片尺寸安定性最易受温度和相封漏度影警黑乎不受相封漏度影辔,且温度 效篇僖统底片的一半。附用性基材易起东文且封位孔易受磨损易破碎，但不易起系文操作/僦(存/建送本碑里且具柔戟性容易建送及存较重,需小心防碎,要注意存 逞送空，加注意其重量。使用於一般的曝光逍用於所有曝光言殳借需前整言殳借或特殊言殳借。簿图檄逍於一般自勤化虑理械碟式或特殊平板虑理檄。僵格便宜弘凯B0除多煤H一般在保存以及使用僖统底片鹰注意事如下:1墨境的温度舆相熟踱的控制2.全新底片取出使用的前置遹鹰日寺3.取用、傅遮以及保存方式4.置放或操作地或的清澄度一程式含一，二次孔孔程式，以及外形Routing程式其中NC Routmg程式一般须另行虑理e.DFM-Design for manufacturing.Pcb lay-out工程自币大半不太了解,PCB裂作流程以及各裂程需要注意的事 XI，所以在Lay-out1路除彳堇考圄生、暹螂 尺寸等，而甚少及其它。PCB裂前音十工程白市因此必必就生 羟力，良率等考量而修正一些路特性，如圄形接修正成波滴状，冕圈2.5悬的是裂程中RKD 一孔到立 不举畤，尚能雉持最小的塾璟寞度。弧:H33黑多模符12.5第n页共133页但是裂前工程白市的修正，有畤郤曾影警客户羟品的特性甚或性能，所以不得不11慎。PCB摩必须有一套金十 勘蔽内裂程上的特性而编11的规轮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人员的港 通言吾言，MH2.6.DFM作悬共通的晤言DFM是ISIt者舆裂造工程肺1周相通的建言弘凯瑞磅多探册C.Tooling指AOI典重测Netlist槽.AOI由CAD reference槽羟生AOI系统可接受的资料、且含容差，而重测Net list 槽即用来裂作重测治具Fixtureo2.4名韶吾颇多公司封於裂前言殳言十的工作重视的程度不若裂程，造彳固II念一定要改,因卷随著重子羟品的演燮,PCB裂作 的技彳科1次愈困It,也愈须要和上游客户做最密切的港通，现在已不是任何一方把工作做好就表示装好的羟品没 有冏题通品的使用璟境,材料的物化性,路Lay-out的窗生,PCB的信拗生等，都畲影警羟品的功能幼罩所以不 管触I,硬tt功能蠲十上都有很好的暹展，人的II念也要有所突破才行.第12页共133页三.基板印刷制各板是以金同箔基板（Copper-clad Laminate WMCCL）做悬原料而裂造的重器或重子的重要撒t元 件，故徙事重路板之上下游渠者必须举寸基板有所瞭解:有那些槿类期勺基板，它俨是如何裂造出来的，使用於何槿羟品,它凭各有那些侵劣驯如此才能遗露逋常的基板.表3.1曾军列出不同基板的遹用埸合.表一、PCB及愿用令取或PCB槿屠数用领域在酚醛楼f脂单夏面板（FR&FR2）霍祝示器宣源供鹿器、音睿、影印梭、嫩康梭 tma雷t&a 道第器 w猿氧树脂稹合基材单、面板（CEM1,CEM3）雷祝 示器雷源供鹰器、高级音罂、霍 港献垓汽卓用空子重品、滑鼠 翟子te事本诚谶布瑁氧脂草、蛔板介面卡雷朗遮遏骰储通辗福雷檄 手谯二文害庭理-玻微布璟较雌多屈板桌上型空胞、资e型宦朗掌上型翟朗、硬磔梭 文吉虚理格、呼叫器、行勤康、IC卡。数位翟 视音罂，博耳獗、耳:用汽申工案等P瞰板PIM照相横、硬磔，印表横，笔te型宦脂、梆糠放影概蜘贩LCD棋徂 CCD福影梅、晒娥、笔te型雷腾TEFLON BasePCB通积骰储军用、航太都S基板工渠是一槿材料的基碘工祟 是由介匐1（植胡旨Resin,玻璃Glass fiber）,及高名屯度的醇tt（金同 箔Copper foil）二者所情成的合材料（Composite material）,其所晕涉的理言命及矜不率俞於雷路板本身的裂作。以下即金搂寸it二彳固主要成做深入涣出的探言寸.3.1 介重眉3.1.1 植胡旨 Resin3.L1.1前言目前已使用於路板之榭脂类真别很多，如酚醛榭脂（PhenoHc）、Ig氧榭脂（Epoxy）、聚至醯胺榭脂（Polyimide）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene,曾不有 PTFE 或不辑 TEFLON）,B三氮 植胡旨（Bismaleimide Triazme曾不再BT）等皆悬热固型的榭脂（Thermosetted Plastic Resin）。3.1.1.2 酚醛耐脂 Phenolic Resin是人最早成功而又商渠化的聚合物。是由液熊的酚（phenol）及液熊的甲醛Formaldehyde俗穗 Formalin）雨不重便宜的化阜品，在酸性或知生的催化除牛下It生立tt架檎Crosslinkage）的速反鹰而硬化成 悬固熊的合成材料。其反化擘式兄圈3.1部稠*昭初I科比反府式,No/olak催,6、,甲g.-n：(mnil.i.F-ifttil in；用1910年有一家叫Bakelite公司加入帆布条隹而做成一不重笺硬弓金固，幺田幺彖性又好的材料不辑悬Bakelite,俗名 悬重木板或尿素板。美博|甯子裂造到薪氟NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association）符不同的合冠以不同的编嬲代 第13页共133页字而卷渠者所廉用，瑚各酚醛植寸脂之各羟品代字列表，如表NEMA器寸於酚醛植寸脂板的分及代礁表中基板代字的第一彳固X”是表示檄械性用途，第二彳固“X”是表示可用重性用途。第三彳固”X“是 表示可用有波及高漏度的埸所。P表示需要加热才能冲板子(Punchable),否划材料曾破裂，“C”表 示可以冷洱咖工(cold punchable),nFR表示横I脂中加有不易著火的物皆使基板有Mt燃(Flame Retardent)或抗 燃(Flame resistance)性。余氏板中最金肖的是XXXPC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，彳爰者的合典前完全相同，只是在榭脂中加有三氧化二增加其II燃性。以下介貂黑彳固敕常使用纸基板及其特 殊用途：A常使用纸基板a.XPCGrade：通常愿用在低霜屋、低重流不畲引起火源的消费性重子羟品，如玩具、手提收音檄、霜者舌檄、言十算檄、遥控器及金童金表等等。UL94 XPC Grade要求只3苣逢到HB H燃等级即可。b.FR-1 Grade：霜氟性、It燃性侵於XPC Grade,泛使用於重流及重屋比XPC Grade稍高的重器用品，如 彩色繇麻I、黯M器、VTR、家庭音攀 洗衣侬吸廛器等等。UL94要求FR-1II燃性有V。V-1典V-2不同 等敏,不谩由於三槿等级板材僵位差巽不大，而且考安全起见，目前重器界襄乎全揉用V-0级板材。c.FR-2 Grade：在舆FR-1比较下，除重氟性能要求稍高外，其他物性西S有特别之虞，近年来在基板蕖 者努力研究改暹FR-1技彳牝FR-1舆FR-2的性界已渐模糊,FR-2等级板材在不久招来可能畲在偏高彳贾格因素 下被FR-1所取代。B.其他特殊用途：a.铜金度通孔用纸基板主要目的是言十副取代部份物性要求或不高的FR-4板材，以便降低PCB的成本.b.金艮贯孔用箔氏基板畤下最流行取代部份物性要求加不很高的FR-4作通孔板材，就是金艮贯孔用纸基板印刷重路板雨面路 的潮1,可直接借由印刷方式招金艮月蓼(SilverPaste)郛布於孔壁上，区监由高温硬化，即成悬厚通tt,不像一般FR-4 板材的金同金度通孔，需由活化、化擘金同、金同、金台等繁雄手幺鼠b-1基板材1)尺寸安定性：除要留意X、Y轴(生敬东隹方向舆横方向)外，更要注意Z轴(板材厚度方向)，因热胀冷缩及加热减量因素容 易造成金艮月蓼醇fl的断裂。2)重氧典吸水性：言午多彖fl在吸漏状魅下，降低了幺窿彖性，以致提供金腐在重位差超勤力下彝生移行 的现象，FR-4在尺寸安性、霜氟性舆吸水性方面都比FR-1及XPC佳，所以生羟金艮贯孔印刷雷路板畤，要逗用 特裂FR-1及XPC的纸基板.板材。b.-2 醇fl材1)蹲倒榴金艮及碳墨贯孔印刷雷路的蹲重方式是利用金艮及石墨微粒嵌在聚合It内，藉由微粒的接解来 厚意 而通孔印刷重路板，即是借由舸本身是建贯的余吉晶醴而羟生非常可期g的醇阍4。2)延展性：金同蒯孔上的金同是一槿速幺亶性的结晶醴，有非常良好的延展性，不畲像金艮、碳墨月蓼在熟胀冷缩日寺，容易 彝生界面的分蹄而降低醇重度。3)移行性：金艮、金同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，金艮比金同在重位 差超勤力下容易考菱生金国S移(Silver Migration)oc.碳墨贯孔(Carbon Through Hole)用余氏基板，碳墨月蓼油墨中的石墨不具有像金艮的移行特性，石墨所搪常的角色彳堇彳堇是作曾军的虢停遮者，所以PCB 棠界举折匍1板除了碳墨月蓼典基材的密著性B曲度外加没有特别要求.石墨因有良好的耐磨性所以CarbonPaste 最早期是被用来取代Key Pad及金手指上的金度金，而彳笈延伸到扮演用版功能。碳墨贯孔印刷重路板的负载重 流通常的很低，所以渠界大都探用XPC等级，至於厚度方面，在考感整、薄、短、小典印刷贯孔性因素下，常通1用0.8、1.0或1.2mm厚板材。d.室猫中孔用纸基板其特徵是余氏基板表面温度幺勺40以下，即可作Pitch悬1.78mm的IC密集孔的冲 第14页共133页模，孔不曾彝生裂痕，旋且以溯眼中模畤箔氏基板冷郤所造成路精型度的偏差，言亥类滕氏基板非常遹用於细 路及大面稹的印刷雷路板。e.抗漏雷屋(Anti-Track)用余氏基板人II的生活越超精举寸物品的要求且也就越就短小馨薄，常印刷重 路板的路音十越密集，施巨也就越小，且在高功能性的要求下，重流负载燮大了，那麽路就容易因彝生重 弧破壤基材的余窸彖性而造成漏露 基板渠界悬解决言亥类直冏题 有供鹰株用特殊背月蓼的金同箔所裂成的抗漏重屋 用幺氏基板2.1.2琪氧植胡旨Epoxy Resin是目前印刷路板渠用途最)W的底材。在液憩日寺耦悬清漆或穗凡立水(Varnish)或耦悬A-stage,玻璃布在 浸月蓼半乾成月蓼片彳度再太监高温戟:化液化而呈现黏著性而用於曼面基板裂作或多眉板之屋合用耦B-stage prepreg系密 此屡合再硬化而瓢法回彳复之最余妗伏熊耦悬C-stageo2.1.2.1 傅统Ig氧榭脂的成及其性用於基板之琪氧横I脂之罩fl一向都是Bisphenol A及Epichlorohydrin用dicy做卷架槁膂U所形成的聚合物。悬了通潮然性言搦(Flammability test),符上述仍在液憨的榭脂再舆Tetrabromo-Bisphenol A反EE而成悬最熟知FR-4 傅统琪氧榭脂。现符羟品之主要成份列於彳爰：WS-Bisphenol A,Epichlorohydrin架槁触即硬化地型氧Dicyandiamide Dicy速化商J(Accelerator)-Benzyl-Dimethylamine(BDMA)及 2-Methylimidazole(2-MI)溶勤j-Ethylene glycol monomethyl ether(EGMME)Dimethyl formamide(DMF)及稀木睾膂 U Acetone,MEKo填充剜(Additive)-碳酸金丐、矽化物、及氢氧化金吕或化物等增加It燃效果。填充剜可整其Tg.A.罩tt及低分子量之榭脂典型的僖统榭脂一般耦悬曼功能的琪氧植胡旨(Difonctional Epoxy Resin),MH 3.2.悬了逵到使用安全的目 的，特於榭脂的分子酬中加入澳原子，使羟生部份碳澳之结合而呈现It燃的效果。也就是出现燃的脩件 或璟境日寺，它要不容易被黠燃，离一已黠燃在燃琪境消失彳爰，能自己熄滋而不再畿延MH 3.3.此槿II燃 材料在NEMA规轮中穗悬FR-4o(不含澳的植胡旨在NEMA规fg中穗悬G-10)此槿含澳璟氧植胡旨的便黑占很多如 介重常数很低，典金同箔的附著力很弓氢 典玻璃条或雉结合彳爰之挠性弓余度很不金昔等。一般曼功能璟氧树脂化学式(Difunctional Epoxy)加澳鹿理之璟氧榭脂化孥式图3.3第15页共133页B.架钢(硬化功璟氧榭脂的架槁剜一向都是Dicy,它是一槿曙性的(latent)催化剜，在高温160之下才考鲫其架椅作用，常温中很安定，故多眉板B-stage的If片才不致瓢法存。但Dicy的缺黠郤也不少，第一是吸水性(Hygroscopicity),第二彳固缺黠是溶性。溶不掉自然It以在液熊榭脂中H挥作用。早期的基板商企不瞭解下游重 路板装配工渠冏堰，那畴的dicy磨的不是很素田，其溶不掉的部份混在底材中，区富艮畤聚集的吸水彳爰畲彝生金十 状的再结晶，造成多爆板的冏题。常然财的基板裂造商都很清虑它的殿重性，因此已改善此黠.C.速化剜用以加速epoxy典dicy之的架槁反也 最常用的有厢重即BDMA及2-MLD.Tg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燮化，由常温畤之瓢定形或部份结晶之笺硬及脆性如 玻璃一般的物而斡成悬一槿黏滞度非常高，柔软如橡皮一般的另一槿状熊。W FR4之Tg系勺在115-120之 阿已被使用多年 但近年来由於甯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,如抗潟性、抗化性、抗溶酬生、抗熟性，尺寸安定性等都要求改迤以遹鹰更泛的用途，而it些性都舆榭脂的Tg有隅Tg 提高之彳爰上述各槿性也都自然建好。例如Tg提高在&其耐热性增弓氢 使基板在X及Y方向的膨月蹒少，使得板子在受热彳爰铜路典基材之附著力不致减弱太多，使路有敕好的附著力。b.在Z方向的膨胀减小彳乳 使得通孔之孔壁受热彳爰不易被底材所拉断。c.Tg增高役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t生使板子受热彳笈不易彝生白黠或阳露 而有更好的弓金度及介重性.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Tg是基板材所追求的要矜。E.FR4 It燃性琪氧棚旨傅统的琪氧植胡旨遇到高温著火彳爰若瓢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氢氧或 氮燃完罩悬止。若在其分子中以澳取代了氢的位置使可燃的碳氢金建化合物一部份改换成不可燃的碳澳冬建化合 物即可大大的降低其可燃性。此槿加澳之植胡旨It燃性自然增弓金很多,但郤降低了榭脂典铜皮以及玻璃的黏著力,而且离一著火彳爰更曾放出勘毒的澳氯，曾带来的不良彳爰果。3.1.2.2 高性能璟氧植胡旨(Multifunctional Epoxy)傅统的FR4举寸今日高性能的,缴各板而言已力不拢心了，故有各槿不同的榭脂典原有的猿氧植慵混合以 提升其基板之各槿性A.Novolac最早被引迤的是酚醛榭脂中的一槿叫Novolac者，由Novolac典猿氧氯丙烷所形成的酯类氟再悬Epoxy Novolacs,见圈3.4之反鹰式.符此槿聚合物混入FR4之植胡旨，可大大改善其抗水性、抗化性及尺寸安定性,Tg 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慎力口之抗化性能力增弓鲤寸於因孔而造成的月蓼渣(Smear)不易除去而造成多眉板PTH裂程之困攥。加漠嵬理之璟氧树脂化孥式B.letafunctional Epoxy另一槿常被添加於FR4中的是所言胃四功能的猿氧榭脂(Tetrafiinctional Epoxy Resin).其舆僖统曼 功能”琪氧榭脂不同之虞是具立醴空架槁,MH3.5,Tg敕高能抗较差的熟璟境，且抗溶剜性、抗化性、抗漏 第16页共133页性及尺寸安定性也好很多，而且不曾彝生像Novolac那檬的缺黠。最早是美阈一家叫Polyclad的基板摩所引迤 的。四功能比起Novolac菊1有一槿彳鹦占就是有更好的均匀混合。卷保持多眉板除月蓼渣的方便起品 此槿四功能 的基板在孔彳度最好在烤箱中以160 烤2-4小日寺，使孔壁露出的榭脂羟生氧化作用，氧化彳爰的榭脂敕容易被触 除，而且也增加榭脂迤一步的架槁聚合卷寸彳爰来的裂程也有助。因悬脆性的昌剧系，孔要特别注意.3.5加演鹿理之璟氧榭脂化孥式上述雨槿添加榭脂都瓢法澳化，故加入一般FR4中畲降低其11燃性.3.1.2.3 聚克醯胺植I脂 Polyimide(PI)A.成份主要由Bismaleimide及Methylene Dianiline反鹰而成的聚合物，见Ifil 3.6.一上至15成阉赤法2.反腐M _b.m重路磔阖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榭脂所能糊壬停统式FR4的Tg 余勺120左右，即使高功能的FR4也只到逵180-190,比起聚至醯胺的260遢有一大段距雕.PI在高温下 所表潮勺良好性如良好的携性、金同箔抗撕弓金度、抗化性、介圜生、尺寸安定性皆速便於FR4O金赞孔畤不容易羟 生月蓼渣，举寸内眉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，举拣脂I路更悬有利，不致因膨胀太大而降低了舆金同皮之的附著力。就Z方向而言可大大的减少孔 壁金划斤裂的檄畲。C.缺黑占:&不易暹行澳化反不易逵到UL94V-0的H燃要求。b.此槿榭脂本身眉典眉之或典铜箔之的黏著力较差，不如琪氧榭脂那麽弓氨而且挠性也较差。c.常温日寺郤表现不佳，有吸漏性(Hygroscopic),而黏著性、延性又都很差。d.其凡立水(Yamish,又穗生月蓼水，液熊榭脂耦之)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，屋合不易填满死角。e.目前格仍然非常昂黄东勺悬FR4的2-3倍，故只有窜用板或Rigid-Hex板才用的起。在美爵薜gMIL-P-13949H中，聚克醯胺榭脂基板代虢悬GI.3.1.2.4 聚四氟乙烯(PTFE)全名悬Polyterafluoroethylene，分子式兄|8|3.7.以之抽咨系作PTFE2繇隹的商品名悬Teflon工戴弗青旨淇最大的 特黠是阻抗很高(Impedance)举寸高步真微波(microwave)通信用途上是瓢法取代的，美窜规10赋舆nGT nGX 及 GY11三槿材料代字，皆悬玻箴朝金type,其商用基板是由3M公司所翦 目前造槿材料尚瓢法大量投入生基 其原因有：A.PTFE植胡旨典玻璃东或雉的附著力冏题；此榭脂很It渗入玻璃束中，因其抗化性特弓氨考午多漏式裂程中都瓢 法使其反鹰及活化，在做通孔畤所得之嗣孔壁瓢法固著在底材上，很11通谩MILP-55n0E中4.8.4.4之固著弓金 第17页共133页度由於玻璃束未能被榭脂填满，很容易在做金度通孔畤造成玻璃中渗铜(Wicking)的出现，影警板子的可 信度。B.此四氟乙烯材料分子结情，非常弓金如瓢法用一般檄械或化擘法加以攻擎，做做回日寺只有用雷鹦去C.Tg很低只有19度c,故在