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《PCB制造中怎樣獲得可焊性表面概述》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、PCB制造:獲得可焊性表面 一個(gè)印刷電路板制造商怎樣可以連續(xù)地生產(chǎn)出板的表面共面性品質(zhì),使它滿足在今天的設(shè)計(jì)緊密分布的焊盤上沉淀準(zhǔn)確、數(shù)量連續(xù)穩(wěn)定的錫膏?材料的適當(dāng)選擇是最基本的??紤]的因素包括板的物理與電氣特性、其尺寸的穩(wěn)定性、阻抗特性、Z軸延伸率、和均勻性與表面情況。事實(shí)上,所選擇的材料的均勻性與表面情況可能影響最后的表面共面性?! τ谥饕沙荛g距板所組成的多層電路板,原材料板層的選擇不應(yīng)該影響表面共面性。可是,超密間距產(chǎn)品,通常是以很密的電路為特征,要求板層具有光滑的表面—通常叫做“表面增強(qiáng)的”材料。這種板層的特點(diǎn)是高含樹脂的聚酯膠片(resin-richprep
2、regs)反貼傳統(tǒng)的0.0007"(0.01778mm)的銅箔。因此,對PCB制造商來說,最后電路板的光滑表面是以板層制造商的表面增強(qiáng)材料所產(chǎn)生的相同方式完成的—;通過將一層富樹脂的聚酯膠片鄰隔作為外層的銅箔。當(dāng)線和空隔在0.004"以下時(shí),使用超薄銅箔(0.00035")將有助于改善合格率?! 〕荛g距的成像
成功地對超密間距(0.020")的方平包裝元件(QFP,quadflatpack)的焊盤進(jìn)行成像,以今天的技術(shù)不是一個(gè)問題。而正是連接密間距元件的信號線與空隔對PCB制造商產(chǎn)生了成像的挑戰(zhàn)。新的技術(shù),如直接激光成像和投影成像,可能構(gòu)成細(xì)線再生產(chǎn)的未來??墒牵蠖?/p>
3、數(shù)PCB制造商現(xiàn)在還正在使用傳統(tǒng)的紫外(UV)接觸印刷,用鉸鏈連接的玻璃框架來改善原版的前后對位,結(jié)果造成離位印刷。這個(gè)技術(shù)還可以生產(chǎn)低至0.003"的線與間隔。可是,使用下列技術(shù)的某些或全部將改善細(xì)線的成像合格率:·曝光單元的高度校準(zhǔn)的光·較精密的曝光源·顯影劑化學(xué)品的良好控制,首選一種供給與排放(feed-and-bleed)系統(tǒng)·在曝光之前從干膠片上去掉覆蓋紙·采用較薄的(0.001")光刻膠(photoresist) 蝕刻
和超密間距成像一樣,對PCB制造商的挑戰(zhàn)是精細(xì)的導(dǎo)線及其空隔,而不是QFP。精細(xì)線的蝕刻決定于設(shè)備的條件和要蝕刻的銅箔厚度。通過采用超薄的
4、銅箔,可實(shí)現(xiàn)較高的合格率。但在蝕刻精細(xì)線產(chǎn)品之前,設(shè)備必須設(shè)定。這個(gè)可以通過顯影一個(gè)有0.002~0.003"的線與間隔的小型試驗(yàn)圖案來完成,一步一步地、均勻地在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的板上重復(fù)。使用這個(gè)試驗(yàn)圖案,板從蝕刻設(shè)備中通過,從板的頂面測量線,然后與低面相同位置的進(jìn)行比較。也必須比較板的前緣到后緣的以及從右到左的導(dǎo)線寬度。如果導(dǎo)線寬度的結(jié)果數(shù)據(jù)相差大于0.0005",蝕刻設(shè)備必須微調(diào)。因?yàn)橛性S多不同的蝕刻設(shè)備,所以微調(diào)是不同的??赡芨纳茩M越整個(gè)板和從頂面到底面的蝕刻均勻性的調(diào)整包括:·將噴嘴延長器增強(qiáng)到匯流管。這將使噴嘴位于更靠近板表面的位置,當(dāng)它穿過蝕刻室時(shí)?!じ淖冄娱L器的
5、長度,使中心噴嘴最靠近板,然后逐漸地減少長度直到最短的對著外室邊緣。·減少頂部與底部匯流室的噴嘴數(shù)量,使壓力更高?!ぴ黾娱y到匯流室噴霧管道的入口端,允許溶液壓力控制?! ×硗獾恼{(diào)整可能是必要的,以達(dá)到所希望的均勻性。 阻焊層(Soldermask)
對大多數(shù)PCB的首選阻焊材料是一種液體可感光(LPI,liquidphotoimageable)材料。在設(shè)計(jì)超密間距QFP的阻焊層時(shí),采取了兩個(gè)方法:1.一個(gè)開孔塊(openblock),有時(shí)叫做“成組間隙(gangclearance)”,蓋在一排水平或垂直的焊盤上。這種設(shè)計(jì)要求焊盤之間沒有阻焊層,而當(dāng)將布線圖定位于板時(shí)得
6、到標(biāo)準(zhǔn)的制造誤差。2.另一種設(shè)計(jì)要求焊盤之間有阻焊層,經(jīng)常叫做“網(wǎng)”或“擋板”。使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,網(wǎng)可成功的生產(chǎn)小至0.003"的寬度,但要求對阻焊材料顯影的非常好的過程控制。任何過量的底部掏蝕都將引起這很窄的網(wǎng)剝落電路板。因此,當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)的每邊增加阻焊層間隙0.002"(最小網(wǎng)的厚度為0.003")的方法時(shí),焊盤之間的間隙必須最少為0.007"??墒牵褂脹]有網(wǎng)的板可達(dá)到非常好的結(jié)果,只要阻焊層圖形與塊的間隙充分?! ∧0迕芊?StencilGasketting)
得到良好的模板密封的一個(gè)關(guān)鍵的、有時(shí)候不受注意的PCB特征,就是相對于拋光的焊盤高度的阻焊層厚度。為了證實(shí)這
7、一點(diǎn),做了許多測試板,從0.5oz銅箔開始,使用印刷與蝕刻(print-and-etch)工藝(沒有銅電鍍),得到的結(jié)果是板層之上只有0.0007"的焊盤高度。然后涂上標(biāo)準(zhǔn)的0.0008"~0.001"厚度的LPI助焊層。當(dāng)用0.004"的模板印刷時(shí),板表現(xiàn)出很差的結(jié)果。大約50%的焊盤出現(xiàn)短路。理由:密封差,即模板在最高點(diǎn)(阻焊層頂面)接合PCB,允許錫膏在焊盤之間陰滲(圖一)?! 〉诙迨沁@樣生產(chǎn)的,在0.5oz的銅箔上電鍍銅,結(jié)果得到0.002~0.0024"的高度。再一次,使用標(biāo)準(zhǔn)LPI阻焊層,板用相同的