集成元件印制板

1、LOGO集成元件印制板集成元件印制板現(xiàn)代印制電路原理和工藝現(xiàn)代印制電路原理和工藝第十三章第十三章LOGO集成元件印制板集成元件印制板 概述概述 1埋入平面電阻印制板埋入平面電阻印制板 2埋入平面電容器印制板埋入平面電容器印制板 3埋入平面電感器印制板埋入平面電感器印制板 4埋入無源元件印制板的可靠性埋入無源元件印制板的可靠性 5LOGO 13.1.1 13.1.1 埋入無源元件印制板的應(yīng)用埋入無源元件印制板的應(yīng)用v將電阻器、電容器和電感器等將電阻器、電容器和電感器等無源元件無源元件嵌入印制嵌入印制板中，可使面積比板中，可使面積比SMTSMT設(shè)計(jì)縮小多達(dá)設(shè)計(jì)縮小多達(dá)4040，埋入，埋入無源元件印

2、制板的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)無源元件印制板的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn) 埋入無源元件板又稱為埋入無源元件板又稱為平面無源元件（平面無源元件（planar planar passivepassive）板）板，這是由于印制板為平板結(jié)構(gòu)，埋，這是由于印制板為平板結(jié)構(gòu)，埋入無源元件要以平面（如厚膜、薄膜的平面）類入無源元件要以平面（如厚膜、薄膜的平面）類型而埋入型而埋入LOGO 埋入無源元件埋入無源元件PCBPCB的優(yōu)點(diǎn)和問題的優(yōu)點(diǎn)和問題 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :v（1 1）使使PCBPCB高密化的發(fā)展高密化的發(fā)展v（2 2）提高了提高了PCBPCB組裝的可靠性組裝的可靠性v（3 3）明顯改善著電子互連的電氣性能明顯改善著電子互連的電

3、氣性能v（4 4）節(jié)省了成本節(jié)省了成本 LOGO 問題問題: :v目前在目前在PCBPCB中還無法埋入無源元件功能值很大中還無法埋入無源元件功能值很大的，需要開發(fā)功能值大的埋入無源元件材料。的，需要開發(fā)功能值大的埋入無源元件材料。v埋入無源元件的埋入無源元件的功能值誤差控制較難功能值誤差控制較難，特別時(shí)，特別時(shí)絲網(wǎng)漏印的平面型埋入無源元件材料的功能值誤絲網(wǎng)漏印的平面型埋入無源元件材料的功能值誤差控制更是困難些。差控制更是困難些。LOGO 集成印制板中埋入元件的類型集成印制板中埋入元件的類型電阻電阻電阻的類型可分為電阻的類型可分為v無源電阻無源電阻v金屬薄膜電阻金屬薄膜電阻v絲網(wǎng)印刷電阻絲網(wǎng)印刷

4、電阻LOGOv電容電容v 埋入電容的類型有用電極埋入電容的類型有用電極夾住高介質(zhì)常數(shù)樹脂材料夾住高介質(zhì)常數(shù)樹脂材料的厚膜電容和用電極夾住的厚膜電容和用電極夾住高介質(zhì)常數(shù)薄膜的薄膜電高介質(zhì)常數(shù)薄膜的薄膜電容。容。 LOGOv電感電感v將鐵磁性粉體加入到樹脂中，制成膜片或漿料，將鐵磁性粉體加入到樹脂中，制成膜片或漿料，通過銅箔及導(dǎo)電漿料形成電極，用以制作電感元通過銅箔及導(dǎo)電漿料形成電極，用以制作電感元件件v或者在通常的絕緣膜片上通過濺射鍍膜或化學(xué)氣或者在通常的絕緣膜片上通過濺射鍍膜或化學(xué)氣相沉積制備無源電感元件相沉積制備無源電感元件LOGO 埋入有源及無源器件的系統(tǒng)集成封裝基板埋入有源及無源器件的

5、系統(tǒng)集成封裝基板v連用連用ICIC芯片，一起把所有無源、有源元件統(tǒng)統(tǒng)埋芯片，一起把所有無源、有源元件統(tǒng)統(tǒng)埋入基板內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)超小型、薄型化。入基板內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)超小型、薄型化。vICIC元件與無源元件不同，不能在基板內(nèi)做成，只元件與無源元件不同，不能在基板內(nèi)做成，只能采用薄型封裝或裸芯片等形式，將其埋入基板能采用薄型封裝或裸芯片等形式，將其埋入基板之中。之中。LOGO圖13-4 埋入有源及無源器件的系統(tǒng)集成封裝基板的示意圖LOGO13.2 13.2 埋入平面電阻印制板埋入平面電阻印制板埋入電阻印制板又可稱為埋入電阻印制板又可稱為埋入平面電阻埋入平面電阻PCBPCB，簡稱，簡稱PRTPCBPRTPCB

6、。埋入電阻印制板的技術(shù)可分為埋入電阻印制板的技術(shù)可分為v薄膜型電阻技術(shù)薄膜型電阻技術(shù)v厚膜（網(wǎng)?。┬碗娮杓夹g(shù)厚膜（網(wǎng)?。┬碗娮杓夹g(shù)v噴墨型電阻技術(shù)噴墨型電阻技術(shù)v電鍍型電阻技術(shù)電鍍型電阻技術(shù)v燒結(jié)型電阻技術(shù)燒結(jié)型電阻技術(shù)LOGOv埋入平面電阻材料埋入平面電阻材料 電阻器都是采用電阻器都是采用高電阻率的材料高電阻率的材料來組成的，能制來組成的，能制造成各種形狀和電阻值，并能控制電阻值變化及造成各種形狀和電阻值，并能控制電阻值變化及其誤差范圍。其誤差范圍。 這些電阻率材料可以是這些電阻率材料可以是金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體或或非金屬材料非金屬材料，也可以是也可以是金屬顆粒金屬顆粒、非金屬填料非金屬填料和和粘

7、結(jié)劑粘結(jié)劑或或分散分散劑劑等來調(diào)制而成的復(fù)合物等來調(diào)制而成的復(fù)合物L(fēng)OGO 電阻材料的電阻值電阻材料的電阻值v不論采用何種電阻材料和制成何種形狀的電阻器，不論采用何種電阻材料和制成何種形狀的電阻器，其電阻值大小將遵循著下列公式：其電阻值大小將遵循著下列公式： R RLL/S/S LOGO 埋入平面電阻埋入平面電阻PCBPCB的制造技術(shù)的制造技術(shù)在在PCBPCB中埋入電阻的制造技術(shù)主要有四大類：中埋入電阻的制造技術(shù)主要有四大類：v（1 1）蝕刻金屬薄膜電阻技術(shù)蝕刻金屬薄膜電阻技術(shù)v（2 2）絲網(wǎng)印制厚膜電阻技術(shù)絲網(wǎng)印制厚膜電阻技術(shù)v（3 3）噴涂油墨電阻技術(shù)噴涂油墨電阻技術(shù)v（4 4）選擇性電鍍

8、（或?yàn)R鍍）金屬薄膜電阻技術(shù)選擇性電鍍（或?yàn)R鍍）金屬薄膜電阻技術(shù)LOGOv絲網(wǎng)印刷厚膜電阻技術(shù)絲網(wǎng)印刷厚膜電阻技術(shù) 網(wǎng)印型內(nèi)埋電阻漿料網(wǎng)印型內(nèi)埋電阻漿料v網(wǎng)印型內(nèi)埋電阻漿料均為固定電阻漿料，型號(hào)網(wǎng)印型內(nèi)埋電阻漿料均為固定電阻漿料，型號(hào)較全，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了較全，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了IPCIPC標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。LOGOv網(wǎng)印型內(nèi)埋電阻漿料的配方如下所示：網(wǎng)印型內(nèi)埋電阻漿料的配方如下所示： 石墨石墨 （0.81.5）、（）、（520） 碳黑碳黑 （0.81.5）、（）、（520） 酚醛樹脂酚醛樹脂 (6875)、（、（5060） 苯并胍胺樹脂苯并胍胺樹脂 （816）、（）、（68） 滑石粉滑石粉 （適量

9、）（適量） 醋酸乙酯等醋酸乙酯等 （適量）（適量）LOGO固定電阻漿料的選擇：固定電阻漿料的選擇：v選擇低毒固定電阻漿料選擇低毒固定電阻漿料v方阻值誤差小于方阻值誤差小于10v引填料及導(dǎo)電相顆料引填料及導(dǎo)電相顆料 5mv固體含量固體含量 76v漿料在正常環(huán)境下貯存漿料在正常環(huán)境下貯存 12個(gè)月個(gè)月v要求有良好的觸變性及觸變和流平的要求有良好的觸變性及觸變和流平的LOGO 內(nèi)埋電阻的制造內(nèi)埋電阻的制造 網(wǎng)印內(nèi)埋電阻既要保證圖形的忠實(shí)性，又必須保網(wǎng)印內(nèi)埋電阻既要保證圖形的忠實(shí)性，又必須保證始終如一的厚度。它是當(dāng)前所有的網(wǎng)印中難度證始終如一的厚度。它是當(dāng)前所有的網(wǎng)印中難度最大、技術(shù)水平最高的一種工藝

10、。最大、技術(shù)水平最高的一種工藝。v(1) (1) 內(nèi)埋電阻制造的三要點(diǎn)內(nèi)埋電阻制造的三要點(diǎn) 準(zhǔn)確均勻一致的厚度；準(zhǔn)確均勻一致的厚度； 精密的圖型；精密的圖型； 完全固化。完全固化。LOGO 網(wǎng)版的制作方法網(wǎng)版的制作方法v印制內(nèi)埋電阻需精確的厚度和圖形，而直接法是印制內(nèi)埋電阻需精確的厚度和圖形，而直接法是很難達(dá)到規(guī)定厚度。很難達(dá)到規(guī)定厚度。v因刮膠次數(shù)多，版面厚度的均勻性也較差，可選因刮膠次數(shù)多，版面厚度的均勻性也較差，可選擇用直接法感光膠打底，然后粘上干膜進(jìn)行曝光擇用直接法感光膠打底，然后粘上干膜進(jìn)行曝光顯影。顯影。LOGOv漿料固化后的厚度計(jì)算漿料固化后的厚度計(jì)算 漿料固化后的厚度計(jì)算的參考

11、公式為：漿料固化后的厚度計(jì)算的參考公式為： RsRs（ FtFt 7070T T）S S RsRs（ FtFt 8585T T）S SLOGO 網(wǎng)印網(wǎng)印v為了達(dá)到網(wǎng)印均勻一致的精確厚度和圖形，建議為了達(dá)到網(wǎng)印均勻一致的精確厚度和圖形，建議使用自動(dòng)化和半自動(dòng)化的網(wǎng)印機(jī)。使用自動(dòng)化和半自動(dòng)化的網(wǎng)印機(jī)。v理想的網(wǎng)印效果是理想的網(wǎng)印效果是: :將網(wǎng)版圖型槽內(nèi)的漿料能均將網(wǎng)版圖型槽內(nèi)的漿料能均勻地漏印到承印物的表面。勻地漏印到承印物的表面。 LOGOv網(wǎng)印操作中的幾個(gè)變量因素和網(wǎng)印中的漿料添加網(wǎng)印操作中的幾個(gè)變量因素和網(wǎng)印中的漿料添加 1 1. . 網(wǎng)距網(wǎng)距 2 2. . 刮印角度刮印角度 3 3. .

12、 膠刮的壓力膠刮的壓力 4 4. . 膠刮的運(yùn)行速度膠刮的運(yùn)行速度 5 5. . 回墨回墨 6 6. . 添墨添墨LOGO 固化固化v 箱烘熱回化箱烘熱回化 v 遠(yuǎn)紅外烘道固化遠(yuǎn)紅外烘道固化v 高紅外輻射固化高紅外輻射固化 LOGO 測(cè)試和檢驗(yàn)測(cè)試和檢驗(yàn) 1.1.方阻的計(jì)算方阻的計(jì)算 任意正方形導(dǎo)體對(duì)邊間的阻值為方阻，在相同材任意正方形導(dǎo)體對(duì)邊間的阻值為方阻，在相同材料相同厚度的情況下：料相同厚度的情況下：v長和寬的比率乘以單一方阻即為此導(dǎo)體的方阻。長和寬的比率乘以單一方阻即為此導(dǎo)體的方阻。v不同數(shù)目的方阻串聯(lián)或按一定方向增加方阻的不同數(shù)目的方阻串聯(lián)或按一定方向增加方阻的倍數(shù)可得此電阻的方阻數(shù)

13、倍數(shù)可得此電阻的方阻數(shù) LOGOv2.2.方阻測(cè)試方法方阻測(cè)試方法 a. a. 制做試片，即制做試片，即10mm10mm10mm10mm的正方形，進(jìn)行測(cè)試的正方形，進(jìn)行測(cè)試方阻。方阻。 b. b. 切割被測(cè)電阻成正方形，測(cè)試后再計(jì)算。切割被測(cè)電阻成正方形，測(cè)試后再計(jì)算。 c. c. 高阻專用測(cè)試儀可進(jìn)行直接測(cè)試直接讀數(shù)，目高阻專用測(cè)試儀可進(jìn)行直接測(cè)試直接讀數(shù)，目前國內(nèi)無制造。前國內(nèi)無制造。LOGOv3.3.方阻值控制方阻值控制 如何將所印電阻控制在規(guī)定阻值的范圍內(nèi)，是內(nèi)如何將所印電阻控制在規(guī)定阻值的范圍內(nèi)，是內(nèi)埋電阻制造中的主要環(huán)節(jié)。主要由工藝控制網(wǎng)印埋電阻制造中的主要環(huán)節(jié)。主要由工藝控制網(wǎng)印

14、型內(nèi)埋電阻制造中的三大要點(diǎn)。型內(nèi)埋電阻制造中的三大要點(diǎn)。 LOGOv4.4.修飾和補(bǔ)償修飾和補(bǔ)償 在無自動(dòng)檢測(cè)和修飾設(shè)備的情況下，進(jìn)行修飾和在無自動(dòng)檢測(cè)和修飾設(shè)備的情況下，進(jìn)行修飾和補(bǔ)償都是非常繁瑣的。補(bǔ)償都是非常繁瑣的。 v5. 5. 檢驗(yàn)檢驗(yàn) 這里的檢驗(yàn)是總檢，其它的工序檢驗(yàn)為抽檢，按這里的檢驗(yàn)是總檢，其它的工序檢驗(yàn)為抽檢，按 GB2828GB28288787進(jìn)行。進(jìn)行。LOGO13.313.3埋入平面電容器印制板埋入平面電容器印制板v印制板中埋入平面電容技術(shù)，可簡稱為印制板中埋入平面電容技術(shù)，可簡稱為平面電容平面電容技術(shù)技術(shù)PCT。v埋入平面電容技術(shù)也像埋入平面電阻技術(shù)一樣，埋入平面電容

15、技術(shù)也像埋入平面電阻技術(shù)一樣，也可分為薄也可分為薄“芯芯”覆銅箔基材、網(wǎng)印聚酯厚膜平覆銅箔基材、網(wǎng)印聚酯厚膜平面電容面電容PTF技術(shù)、噴墨打印平面電容技術(shù)和電鍍技術(shù)、噴墨打印平面電容技術(shù)和電鍍或?yàn)R射平面電容技術(shù)等?；?yàn)R射平面電容技術(shù)等。LOGO 平面電容器原理v電容器是由絕緣（介質(zhì)）材料把上、下兩塊平行電容器是由絕緣（介質(zhì)）材料把上、下兩塊平行金屬薄板隔離開來而組成的金屬薄板隔離開來而組成的. .電容值電容值C C的計(jì)算公式的計(jì)算公式 tAcr/LOGOv電容的設(shè)計(jì)電容的設(shè)計(jì)v電容設(shè)計(jì)中最重要的事項(xiàng)是靜電電容電容設(shè)計(jì)中最重要的事項(xiàng)是靜電電容v電容值取決于電容材料的介質(zhì)常數(shù)，電容材料厚電容值取決

16、于電容材料的介質(zhì)常數(shù)，電容材料厚度和電極面積。度和電極面積。LOGOv電容是由等效電路模型中的電容成分和電導(dǎo)成分電容是由等效電路模型中的電容成分和電導(dǎo)成分組成的，在電感成分或者電阻成分的等效電路上組成的，在電感成分或者電阻成分的等效電路上表示為電極或者引出線。表示為電極或者引出線。v稱為稱為Q Q值的指數(shù)也是表示電容性能水乎的重要值。值的指數(shù)也是表示電容性能水乎的重要值。所謂所謂Q Q值是電抗成分與損失成分的比值，該比值值是電抗成分與損失成分的比值，該比值（Q Q值）越高表示特性越好。值）越高表示特性越好。LOGO圖13- 平板電容等效電路模型LOGO 埋入平面電容性材料埋入平面電容性材料v所

17、謂的電容性材料所謂的電容性材料, ,實(shí)質(zhì)上就是指各種各樣的絕實(shí)質(zhì)上就是指各種各樣的絕緣（介電或介質(zhì)）材料。緣（介電或介質(zhì)）材料。v這些材料在電場(chǎng)作用下會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的這些材料在電場(chǎng)作用下會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的“偶偶極性極性”。偶極性（矩）（或極性粒子或極性分子）。偶極性（矩）（或極性粒子或極性分子）越多，則電容值就越大，反之就小。越多，則電容值就越大，反之就小。LOGO埋入電容基板制造工藝流程圖 v埋入平面電容器埋入平面電容器PCBPCB制造技制造技術(shù)術(shù)LOGOv2.2.埋入薄膜平面電容器制造技術(shù)埋入薄膜平面電容器制造技術(shù)v這是指利用電鍍銅或物理這是指利用電鍍銅或物理 化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積P

18、VDPVD（用（用PCBPCB芯板（材）或其他材料上表面形成薄膜電極芯板（材）或其他材料上表面形成薄膜電極v然后用網(wǎng)印或噴墨，或旋涂電容性油墨，經(jīng)烘干然后用網(wǎng)印或噴墨，或旋涂電容性油墨，經(jīng)烘干和固化處理，可以反復(fù)進(jìn)行加厚，直到電容介質(zhì)和固化處理，可以反復(fù)進(jìn)行加厚，直到電容介質(zhì)層測(cè)量合格為止。層測(cè)量合格為止。v最后進(jìn)行濺射等方法來形成頂部的最后進(jìn)行濺射等方法來形成頂部的300nm300nm厚的鋁厚的鋁膜（鉑）的另一個(gè)電極。這就形成了濺射薄膜電膜（鉑）的另一個(gè)電極。這就形成了濺射薄膜電容器。容器。LOGO埋入平面電感器印制板埋入平面電感器印制板v在電子設(shè)備和產(chǎn)品中，使用電感器數(shù)量比電容器在電子設(shè)備和產(chǎn)品中，使用電感器數(shù)量比電容器和電阻器的數(shù)量要少的多。同時(shí)，埋入和電阻器的數(shù)量要少的多。同時(shí)，埋入PCBPCB的電的電感器大多數(shù)僅感器大多數(shù)僅2.0-2.52.0-2.5圈而已，所以其電感值只圈而已，所以其電感值只能很小。因?yàn)橐袢胼^大的電感值，采用不埋入能很小。因?yàn)橐袢胼^大的電感值，采用不埋入到到PCBPCB板內(nèi)部的離散電感來的優(yōu)越。目前埋入電板內(nèi)部的離散電感來的優(yōu)越。目前埋入電感器也大多運(yùn)用了陶瓷質(zhì)的基扳中。感器也