板材基础知识介绍环氧树脂孔口铜箔涂层基材pcb

(一)印制电路板的概念和功能及背景

1、印制电路板的英文:Printed Circuit Board

2、印制电路板的英文简写:PCB

3、印制电路板的主要功能:支撑电路元件和互连电路元件,即支撑和互连两大作用.

4、 PCB诞生于上世纪四、五十年代,发展于上世纪八、九十年代。 伴随半导体技术和计算机技术的进步,印刷电路板向着高密度,细导线,更多层数的方向发展,其设计技术也从最初的手工绘制发展到计算机辅助设计(CAD)和电子设计自动化(EDA).

(二)PCB分类(覆铜板)

覆铜板的定义

a、覆铜板:英文简称CCL,它是制作电路板最基本的材料,其为一面或两面覆有金属铜箔的层压板.

b、覆铜板分刚性和挠性两类.

c、覆铜板的基材是不导电的绝緣材料.

d、覆铜板是由铜箔/粘结树脂/纸或纤维布在加温加压的条件下形成的层压制品.

(二)PCB分类(覆铜板)-单面板

1、纸基材酚醛树脂-纸质板:

a、组成特征:由纸质碎沫与酚醛树脂压合而成,表面上看,呈纸一样平整.

b、包括:FR-1、FR-2、FR-3、XBC、HB

(目前TPV多使用FR-1/FR-2,FR-1多用于MNT、FR-2多用于TV,FR-2较FR-1电气性能要求较高、价格较高外,其他性能无多大差别).

c、优点:原材料成本低,因其质地较软可以冲孔,故在電路板制程中孔,加工成本低.

d、硬度相对较差,在潮湿环境下容易吸收水分,受高温热膨胀及冷却后收缩变化较大,且电器性能较纤维板低.(例:过波峰焊易变形)

2、纸基材环氧树脂-复合纤维板:

a、组成特征:基材由纸质碎沫和环氧树脂混合,表层是玻璃纤维,压合而成,表面上看,有纹路.

b、包括:CEM-1(纸芯),CEM-3(玻纤芯).(目前TPV多使用CEM-1)

CEM-1构成为:铜箔+纸(芯)+环氧树脂(芯)+玻纤布(面)

CEM-3构成为:铜箔+玻纤非织布(芯)+环氧树脂(芯)+玻纤布(面)

CEM-3比CEM-1板料中所含的纤维层数量更多,故CEM-3的耐燃性,绝缘性,硬度等高于CEM-1,且可用于代替FR-4用于部分双面板及多层板.

c、优点:复合纤维板成本较玻璃纤维板低,解决了纸板的硬度不足和纤维板不易冲孔问题.

d、缺点:电气性能虽接近玻璃纤维板,但仍不可完全替代FR-4材料,仅有部分要求不高的电路板可用此材料替代FR-4使用.

(二)PCB分类(覆铜板)-双面板、多层板

1、玻璃纤维布基材环氧树脂-玻璃纤维板:

a、组成特征:基材由玻璃纤维布和环氧树脂混合,表层也是玻璃纤维布, 压合而成,表面上看,有纹路,侧面看去,有纤维丝、呈交叉层叠状.

b、包括:FR-4等.(目前TPV双面板及多层板皆使用FR-4)

c、优点:高强度、抗热与火(不会燃烧)、抗化(不易腐蚀、不易长霉菌)、防潮、 热性(膨胀系数低、热传导系数高)、电性(不导电,绝缘)

d、缺点:成本高,制作工艺要求高(例:不能冲孔).

2、陶瓷、金属材质:如铁基、铝基、铜基,主要应用于军事、航空航天领域.

(二)PCB分类(覆铜板)-材质辨识

PCB料件编码规则第34条:

特殊需求码第三码代表使用材质:1――FR-1;2――FR-2;

3――CEM-1;4――FR-4双层板;5――FR-4四层板;6――FR-4六层板;7――FPC(软板)

例:715G5713-M01-000-005K 使用材质:FR-4四层板

(二)PCB分类(覆铜板)-板面处理

(目前TPV要求OSP厚度可满足回流焊两次,波峰焊一次.厂家可以做到0.2~0.35μm)焊接时保护膜分解、挥发、熔解到焊膏或酸性焊剂中,露出铜表面,使焊锡与干净的铜发生反应,因其制作成本较低,且技术成熟,故目前已被行广泛使用.

(二)PCB分类(覆铜板)-板面处理

a、优点:平整、便宜, OSP只钟情于铜表面,对其他表面如阻焊层没有亲和力,不会附着在其表面,应用广泛.

b、缺点:

②检测困难,无色、透明。

③ OSP本身绝缘,Imidazole类OSP,形成较厚的涂覆层,会影响电气测试,不能作为电气接触表面如金手指、键盘按键、测试点等表面的涂层。

④不能多次进行回流焊接,一般3次,在双面回流焊接以及返修中需要考虑。经过几代改良,其耐热性和存储寿命、助焊剂的兼容性大大提高。

⑤焊接温度相对提高为225℃,焊接过程中需加更强劲(酸性成分)的助焊剂消除保护膜,否则导致焊接缺陷。

二.PCB生产流程简介

(一)单面板生产流程

PCB生产流程简介-单面板

使用材料:

FR1—纸基板

CEM-1--复合纤维板,也叫半玻纤板

(二)双面板生产流程

PCB生产流程简介-双面板

使用材料:

FR4—玻璃布基板

盖板(铝板):防止钻孔披锋;防止钻孔上表面毛刺保护覆铜箔层不被压伤;提高孔位精度;冷却钻头,降低钻孔温度。厚度:0.15-0.2mm.

垫板(复合板):在制程中起保护钻机台面;防出口性毛头;降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用.

钻头:碳化钨,钴及有机黏着剂组合而成.

TPV要求孔壁粗糙度需≤25μm

(三)多层板生产流程

PCB生产流程简介-多层板

使用材料:

FR4—玻璃布基板

三.PCB原材不良案列

(一)兴达短路不良

1、不良描述:兴达715G5935K01000004I D/C1316,1317 均发现该点位多集中在⑨-⑧且点位固定线路短路不良,不良率:21/1800=1.17%

2、原因分析:发现1菲林(1PNL 中有6SET)中有1SET 中有1PCS 位置上有暗线。

此不良为线路生产用黑菲林复制黄菲林时,曝光机上麦拉上有黑点未清洁干净,导致复制出来的黄菲林上有暗线,黄菲林对位曝光菲林上的暗线形成定位短路不良

(二)三照整板发黑不良

D/C:1325在SMT发现板黑不良,不良率:12/300=4%

2、原因分析:酸水洗槽后段的水洗槽有一自动补水的装置,但由于作业员的疏忽,这个开关在生产时没有被打开,使水槽的水无法通过溢流口流动,使磨刷轮后段过滤网堵塞,致使马达过载,导致马达自动跳闸,控制显示灯之前有坏掉(正常作业未全部亮灯),水洗槽停止作业,操作员没有及时发现,导致水洗槽里面的酸浓度越来越高,故微蚀液留在板面,带到输送滚轮和吸干海绵棒上,致使酸液越沉积越多的存留在输送滚轮和海绵棒上;

水洗槽水被微蚀药水污染

(三)福强孔小难插不良

2、原因分析:我司钻孔工序生产该板时发生断钻(断钻时机器会自动停止报警,待处理后开始继续执行)。

待程序完成后方可进行补钻,生产人员进行标识处理后便进行二次补钻,钻孔操作员对板进行补钻过程中人为操作错误,拿错钻头导致补钻后的孔径偏小不良。

故钻孔工序生产人员二次补钻时用错钻头,且补钻后未将补钻板与好板区分开,流入下工序。

(四)三照通孔爬锡不良

1、不良描述:6月26日,福清冠捷投诉三照公司双面板715G5870M01001004S在M线有未焊不良,不良率200/800=25%,D/C1321\1325

2、原因分析:6月17号因曝光房空调故障,室内温度比较高,温度高达28.7℃(标准湿度:22±5℃,平时一般控制在20-24℃左右),在印刷时孔口处油墨相对较薄(因孔口与孔壁会形成角度,所以在印刷时拐角处油墨会相对较薄且会渗透至孔口),故在预烤OK后将板放置在曝光房待生产时时间过长,没有管制放置时间,因室内温度较高,导致焊环边上的油墨会烤死固化,最终在显影时有一层薄薄的绿油残留在焊环上不易显影掉,形成孔口有绿油,进而造成波峰焊不爬锡

(五)景旺测试点未焊不良

1、不良描述:量产715G3834-M02-000-0H4KPCB时,出现测试点不上锡现象(红点),D/C:1131

2、原因分析:不良因属两方面的综合因素引起的,PCB板的个别板板塞孔过于饱满,造成板面油墨略厚,与PAD的焊盘形成一定的落差,由于测试PAD的面积较小,在焊接过程中,上限的OSP膜厚度在浸锡前较难分解,造成吃锡不良现象

PCB原材不良案列-其他

(一)开路不良

(二)锡洞不良

(三)短路不良

(四)起泡不良

(五)绿油不良

(六)外观不良

(七)V-cut不良

四. PCB检验标准

参考文献:

lIPC-A-600G PCB之品质允收性

lIPC-6011 硬板之概述性性能规范

lIPC-6012 硬板之资格认可与性能检验规范

lIPC-TM-650 PCB试验方法手册

lPERFAG 3C 多层板之品质规范(丹麦)

(一)基材

(二)线路

(三)孔

(四)防焊绿油

(五)喷锡

(六)字符

(七)OSP

(八)成型

(九)板曲

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THE END
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