PCB線路版的加工特殊制程

1、PCB 線路版的加工特殊制程線路板PCB加工特殊制程作為在 PCB行業(yè)領(lǐng)域的人士來(lái)說(shuō)， 對(duì)于PCB抄板，PCB設(shè)計(jì) 相關(guān)制程必須得熟練，通過(guò)本公司專業(yè) PCB 抄板人士的分析于總結(jié)，我們專業(yè)的 PCB 抄 板專家得出以下線路板 PCB 加工的特殊制程，希望能對(duì) PCB 行業(yè)的人士有所幫助。Additive Process 加成法 指非導(dǎo)體的基板表面，在另加阻劑的協(xié)助下， 以化學(xué)銅層進(jìn)行局部導(dǎo)體線路的直接生長(zhǎng) 制程(詳見電路板信息雜志第47期P.62 )。PCB抄板所用的加成法又可分為全加成、半加成及部份加成等不同方式。Backpanels ， Backplanes 支撐板是一種厚度較厚(如0.

2、093“,0.125)”的電路板，專門用以插接聯(lián)絡(luò)其它的板子。其做法是先插入多腳連接器( Connector )在緊迫的通孔中，但并不焊錫，而在連接器穿過(guò)板子 的各導(dǎo)針上，再以繞線方式逐一接線。連接器上又可另行插入一般的PCB 抄板。由于這種特殊的板子，其通孔不能焊錫，而是讓孔壁與導(dǎo)針直接卡緊使用， 故其品質(zhì)及孔徑要求都特 別嚴(yán)格，其訂單量又不是很多， 一般電路板廠都不愿也不易接這種訂單， 在美國(guó)幾乎成了一 種高品級(jí)的專門行業(yè)。Build Up Process 增層法制程這是一種全新領(lǐng)域的薄形多層板做法，最早啟蒙是源自IBM 的 SLC 制程，系于其日本的 Yasu 工廠 1989 年開始試產(chǎn)

3、的，該法是以傳統(tǒng)雙面板為基礎(chǔ)，自兩外板面先全面涂 布液態(tài)感光前質(zhì)如 Probmer 52 ，經(jīng)半硬化與感光解像后， 做出與下一底層相通的淺形 “感光 導(dǎo)孔”( Photo-Via )，再進(jìn)行化學(xué)銅與電鍍銅的全面增加導(dǎo)體層，又經(jīng)線路成像與蝕刻后， 可得到新式導(dǎo)線及與底層互連的埋孔或盲孔。 如此反復(fù)加層將可得到所需層數(shù)的多層板。 此 法不但可免除成本昂貴的機(jī)械鉆孔費(fèi)用，而且其孔徑更可縮小至10mil以下。過(guò)去56年間，各類打破傳統(tǒng)改采逐次增層的多層板技術(shù)， 在美日歐業(yè)者不斷推動(dòng)之下， 使得此等 Build Up Process 聲名大噪，已有產(chǎn)品上市者亦達(dá)十余種之多。除上述 “感光成孔”外；尚有去

4、除 孔位銅皮后，針對(duì)有機(jī)板材的堿性化學(xué)品咬孔、雷射燒孔(Laser Ablation )、以及電漿蝕孔( Plasma Etching )等不同“成孔”途徑。而且也可另采半硬化樹脂涂布的新式 “背膠 銅箔” (Res in Coated Copper Foil)，利用逐次壓合方式(Seque ntial Lami nation)做成更細(xì)更密又小又薄的多層板。 日后多樣化的個(gè)人電子產(chǎn)品， 將成為這種真正輕薄短小多 層板的天下。Cermet 陶金將陶瓷粉末與金屬粉末混合， 再加入黏接劑做為種涂料，可在電路板面(或 內(nèi)層上)以厚膜或薄膜的印刷方式， 做為“電阻器”的布著安置，以代替組裝時(shí)的外加電阻器

5、。Co-Firing 共燒是瓷質(zhì)混成 PCB 電路板( Hybrid )的一個(gè)制程，將小型板面上已印刷各式貴金屬厚膜 糊(Thick Film Paste )的線路，置于高溫中燒制。使厚膜糊中的各種有機(jī)載體被燒掉，而 留下貴金屬導(dǎo)體的線路，以做為互連的導(dǎo)線。Crossover 越交， 搭交板面縱橫兩條導(dǎo)線之立體交叉， 交點(diǎn)落差之間填充有絕緣介質(zhì)者 稱之。一般單面板綠漆表面另加碳膜跳線，或增層法之上下面布線均屬此等 “越交 ”。Discreate Wiring Board 散線 PCB 電路板，復(fù)線板即 Multi-Wiring Board 的另一說(shuō)法，是以圓形的漆包線在板面貼附并加通孔而成。此

6、種 復(fù)線板在高頻傳輸線方面的性能，比一般 PCB 經(jīng)蝕刻而成的扁方形線路更好。DYCOstrate 電漿蝕孔增層法是位于瑞士蘇黎士的一家 Dyconex 公司所開發(fā)的 Build up Process 。系將板面各孔位 處的銅箔先行蝕除，再置于密閉真空環(huán)境中，并充入CF4、N2、02，使在高電壓下進(jìn)行電離形成活性極高的電漿（ Plasma ），用以蝕穿孔位之基材，而出現(xiàn)微小導(dǎo)孔 （ 10mil 以下） 的專利方法，其商業(yè)制程稱為 DYC0strate 。Electro-Deposited Photoresist 電著光阻，電泳光阻是一種新式的 “感光阻劑 ”施工法，原用于外形復(fù)雜金屬物品的 “

7、電著漆 ”方面，最近才引 進(jìn)到 “光阻”的應(yīng)用上。系采電鍍方式將感旋光性帶電樹脂帶電膠體粒子，均勻的鍍?cè)赑CB電路板銅面上，當(dāng)成抗蝕刻的阻劑。目前已在內(nèi)層板直接蝕銅制程中開始量產(chǎn)使用。此種 ED 光阻按操作方法不同，可分別放置在陽(yáng)極或陰極的施工法，稱為 “陽(yáng)極式電著光阻 ”及“陰 極式電著光阻 ”。又可按其感光原理不同而有 “感光聚合 ”（負(fù)性工作 Negative Working ）及 “感光分解 ”（正性工作 Positive Working ）等兩型。目前負(fù)型工作的 ED 光阻已經(jīng)商業(yè)化， 但只能當(dāng)做平面性阻劑， 通孔中因感光因難故尚無(wú)法用于外層板的影像轉(zhuǎn)移。 至于能夠用做 外層板光阻劑

8、的 正型ED （因?qū)俑泄夥纸庵つ?，故孔壁上雖感光不足但并無(wú)影響），目 前日本業(yè)者仍正在加緊努力， 希望能夠展開商業(yè)化量產(chǎn)用途， 使細(xì)線路的制作比較容易達(dá)成。 此詞亦稱為 “電泳光阻 ”（ Electrothoretic Photoresist ）。Flush Conductor 嵌入式線路，貼平式導(dǎo)體 是一外表全面平坦，而將所有導(dǎo)體線路都?jí)喝氚宀闹械奶厥釶CB 抄板電路板。其單面板的做法是在半硬化（ Semi Cured ）的基材板上，先以影像轉(zhuǎn)移法把板面部份銅箔蝕去 而得到線路。 再以高溫高壓方式將板面線路壓入半硬化的板材之中， 同時(shí)可完成板材樹脂的 硬化作業(yè)，成為線路縮入表面內(nèi)而呈全部

9、平坦的電路板。 通常這種板子已縮入的線路表面上， 還需要再微蝕掉一層薄銅層，以便另鍍 0.3mil 的鎳層，及 20 微寸的銠層，或 10 微寸的金 層，使在執(zhí)行滑動(dòng)接觸時(shí)，其接觸電阻得以更低，也更容易滑動(dòng)。但此法郄不宜做PTH ，以防壓入時(shí)將通孔擠破，且這種板子要達(dá)到表面完全平滑并不容易，也不能在高溫中使用， 以防樹脂膨脹后再將線路頂出表面來(lái)。 此種技術(shù)又稱為 Etch and Push 法，其完工的板子稱 為 Flush-Bonded Board ，可用于 RotarySwitch 及 Wiping Contacts 等特殊用途。Frit玻璃熔料在厚膜糊（Poly Thick Film ，

10、 PTF ）印膏中，除貴金屬化學(xué)品外，尚需加入玻璃粉類， 以便在高溫焚熔中發(fā)揮凝聚與附著效果， 使空白陶瓷基板上的印膏， 能形成 牢固的貴金屬電路系統(tǒng)。Fully-Additive Process 全加成法是在完全絕緣的板材面上， 以無(wú)電沉積金屬法 （絕大多數(shù)是化學(xué)銅），生長(zhǎng)出選擇性電 路的做法，稱之為 “全加成法 ”。另有一種不太正確的說(shuō)法是“Fully Electroless 法?！盚ybrid Integrated Circuit 混成電路是一種在小型瓷質(zhì)薄基板上， 以印刷方式施加貴金屬導(dǎo)電油墨之線路， 再經(jīng)高溫將油墨 中的有機(jī)物燒走， 而在板面留下導(dǎo)體線路， 并可進(jìn)行表面黏裝零件的焊接

11、。 是一種介乎印刷 電路板與半導(dǎo)體集成電路器之間，屬于厚膜技術(shù)的電路載體。早期曾用于軍事或高頻用途， 近年來(lái)由于價(jià)格甚貴且軍用日減， 且不易自動(dòng)化生產(chǎn)， 再加上電路板的日趨小型化精密化之 下，已使得此種 Hybrid 的成長(zhǎng)大大不如早年。Interposer 互連導(dǎo)電物指絕緣物體所承載之任何兩層導(dǎo)體間， 其待導(dǎo)通處經(jīng)加填某些導(dǎo)電類填充物而得以導(dǎo)通 者，均稱為 Interposer 。如多層板之裸孔中，若填充銀膏或銅膏等代替正統(tǒng)銅孔壁者，或垂 直單向?qū)щ娔z層等物料，均屬此類 Interposer 。Laser Direct Imaging ， LDI 雷射直接成像 是將已壓附干膜的板子，不再用底

12、片曝光以進(jìn)行影像轉(zhuǎn)移，而代以計(jì)算機(jī)指揮激光束， 直接在干膜上進(jìn)行快速掃瞄式的感光成像。 由于所發(fā)出的是單束能量集中的平行光， 故可使 顯像后的干膜側(cè)壁更為垂直。 但因此法只能對(duì)每片板子單獨(dú)作業(yè)， 故量產(chǎn)速度遠(yuǎn)不如使用底 片及傳統(tǒng)曝光來(lái)的快。 LDI 每小時(shí)只能生產(chǎn) 30 片中型面積的板子，因而只能在雛型打樣 或高單價(jià)的板類中偶有出現(xiàn)。由于先天性的成本高居不下，故很難在業(yè)界中推廣。Laser Maching 雷射加工法 電子工業(yè)中有許多精密的加工，例如切割、鉆孔、焊接、熔接等，亦可用雷射光的能量 去進(jìn)行，謂之雷射加工法。所謂 LASER 是指 “ Light Amplification Stim

13、ulated Emission of Radiation 的”縮寫， 大陸業(yè)界譯為 “激光 ”為其意譯， 似較音譯更為切題。 Laser 是在 1959 年 由美國(guó)物理學(xué)家 T.H.Maiman, 利用單束光射到紅寶石上而產(chǎn)生雷射光，多年來(lái)的研究已創(chuàng) 造一種全新的加工方式。除了在電子工業(yè)外，尚可用于醫(yī)療及軍事等方面。Micro Wire Board 微封線 （封包線）板 貼附在板面上的圓截面漆包線（膠封線），經(jīng)制做 PTH 完成層間互連的特殊電路板， 業(yè)界俗稱為 Multiwire Board 復(fù)線板”當(dāng)布線密度甚大（160250in/in2 ），而線徑甚?。?25mil 以下）者，又稱為微封

14、線路板。Moulded Circuit 模造立體電路板利用立體模具，以射出成型法（ Injection Moulding ）或轉(zhuǎn)型法，完成立體電路板之制 程，稱為 Moulded circuit 或 Moulded Interconnection Circuit 。左圖即為兩次射出所完成 MIC 的示意圖。Multiwiring Board （ or Discrete Wiring Board ）復(fù)線板是指用極細(xì)的漆包線， 直接在無(wú)銅箔的板面上進(jìn)行立體交叉布線， 再經(jīng)涂膠固定及鉆孔 與鍍孔后，所得到的多層互連電路板，稱之為 “復(fù)線板 ”。此系美商 PCK 公司所開發(fā)，目前 日商日立公司仍在生產(chǎn)

15、。 此種 MWB 可節(jié)省設(shè)計(jì)的時(shí)間， 適用于復(fù)雜線路的少量機(jī)種 （電路 板信息雜志第 60 期有專文介紹）。Noble Metal Paste 貴金屬印膏是厚膜電路印刷用的導(dǎo)電印膏。 當(dāng)其以網(wǎng)版法印在瓷質(zhì)的基板上， 再以高溫將其中有機(jī) 載體燒走，即出現(xiàn)固著的貴金屬線路。 此種印膏所加入的導(dǎo)電金屬粉粒必須要為貴金屬才行， 以避免在高溫中形成氧化物。商品中所使用者有金、鉑、銠、鈀或其它等貴金屬。Pads Only Board 唯墊板 早期通孔插裝時(shí)代， 某些高可靠度多層板為保證焊錫性與線路安全起見， 特只將通孔與 焊環(huán)留在板外， 而將互連的線路藏入下一內(nèi)層上。 此種多出兩層的板類將不印防焊綠漆，

16、在 外觀上特別講究，品檢極為嚴(yán)格。目前由于布線密度增大，許多便攜式電子產(chǎn)品(如大哥大 手機(jī))，其電路板面只留下 SMT 焊墊或少許線路，而將互連的眾多密線埋入內(nèi)層，其層間 也改采高難度的盲孔或 “蓋盲孔 ”( Pads On Hole )，做為互連以減少全通孔對(duì)接地與電壓大 銅面的破壞，此種 SMT 密裝板也屬唯墊板類。Polymer Thick Film(PTF )厚膜糊指陶瓷基材厚膜電路板， 所用以制造線路的貴金屬印膏， 或形成印刷式電阻膜之印膏而 言，其制程有網(wǎng)版印刷及后續(xù)高溫焚化。將有機(jī)載體燒走后，即出現(xiàn)牢固附著的線路系統(tǒng)， 此種板類通稱為混合電路板( Hybrid Circuits

17、)。Semi-Additive Process 半加成制程 是指在絕緣的底材面上， 以化學(xué)銅方式將所需的線路先直接生長(zhǎng)出來(lái)， 然后再改用電鍍 銅方式繼續(xù)加厚， 稱為“半加成 ”的制程。若全部線路厚度都采用化學(xué)銅法時(shí)， 則稱為“全加成 ” 制程。 注意上述之定義是出自 1992.7. 發(fā)行之最新規(guī)范 IPC-T-50E ，與原有的 IPC-T-50D(1988.11 )在文字上已有所不同。早期之“D版”與業(yè)界一般說(shuō)法，都是指在非導(dǎo)體的裸基材上，或在已有薄銅箔( Thin foil 如 1/4 oz 或 1/8 oz 者)的基板上。先備妥負(fù)阻劑之影像 轉(zhuǎn)移，再以化學(xué)銅或電鍍銅法將所需之線路予以加厚

18、。新的50E 并未提到薄銅皮的字眼，兩說(shuō)法之間的差距頗大，讀者在觀念上似乎也應(yīng)跟著時(shí)代進(jìn)步才是。Substractive Process 減成法 是指將基板表面局部無(wú)用的銅箔減除掉，達(dá)成電路板的做法稱為“減成法”，是多年來(lái)電路板的主流。與另一種在無(wú)銅的底材板上，直接加鍍銅質(zhì)導(dǎo)體線路的“加成法 ”恰好相反。Thick Film Circuit 厚膜電路是以網(wǎng)版印刷方式將含有貴金屬成份的 “厚膜糊 ”(PTF PolymerThick Film Paste )，在 陶瓷基材板上(如三氧化二鋁)印出所需的線路后，再進(jìn)行高溫?zé)?Firing )，使成為具有金屬導(dǎo)體的線路系統(tǒng)，謂之 “厚膜電路 ”。是

19、屬于小型 “混成電路 ”板( Hybrid Circuit )的一 種。單面 PCB 上的 “銀跳線 ”( Silver Paste Jumper )也屬于厚膜印刷，但卻不需高溫?zé)啤?在各式基材板表面所印著的線路，其厚度必須在 0.1 mm 4 mil 以上者才稱為 “厚膜 ”線路， 有關(guān)此種 “電路系統(tǒng) ”的制作技術(shù)，則稱為 “厚膜技術(shù) ”。Thin Film Technology 薄膜技術(shù) 指基材上所附著的導(dǎo)體及互聯(lián)機(jī)路，凡其厚度在 0.1 mm 4 mil 以下，可采真空蒸著 法( Vacuum Evaporation )、熱裂解涂裝法 ( Pyrolytic Coating )、陰極濺射法( Cathodic Sputtering )、化學(xué)蒸鍍法 ( Chemical Vapor Deposition )、電鍍、陽(yáng)極處理等所制作者， 稱之為 “薄膜技術(shù) ”。實(shí)用產(chǎn)品類有 Thin Film Hybrid Circ