PCB加工特殊制程

現(xiàn)在的高速電路設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到GHz的水平，高速設(shè)計(jì)要求從三維設(shè)計(jì)理論出發(fā)對(duì)過孔、封裝和布線進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)來解決信號(hào)完整性問題。高速設(shè)計(jì)要 求中國(guó)工程師必須具備電磁場(chǎng)的理論基礎(chǔ)，必須懂得利用麥克斯韋爾方程來分析設(shè)計(jì)過程中遇到的電磁場(chǎng)問題。目前，Ansoft公司的仿真工具能夠從三 維場(chǎng)求解的角度出發(fā)，對(duì)設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性問題進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真...

線路板加工特殊制程

1、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)。電路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。

2、Backpanels，Backplanes 支撐板
是 一種厚度較厚(如 0.093",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電路板。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)。

3、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)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。過去5～6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" (Resin Coated Copper Foil ) ，利用逐次壓合方式 ( Sequential Lamination ) 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。

4、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。

6、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"。

7、Discreate Wiring Board散線電路板，復(fù)線板
即Multi-Wiring Board的另一說法，是以圓形的漆包線在板面貼附并加通孔而成。此種復(fù)線板在高頻傳輸線方面的性能，比一般經(jīng)蝕刻而成的扁方形線路更好。

8、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、O2，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DYCOstrate。

9、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"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)陔娐钒邈~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，可分別放置在陽極或陰極的施工法，稱為"陽極式電著光阻"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法用于外層板的影像轉(zhuǎn)移。至于能夠用做外層板 光阻劑的"正型ED"（因?qū)俑泄夥纸庵つ?，故孔壁上雖感光不足但并無影響），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）。

10、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械奶厥怆娐钒?。其單面板的做法是在半硬?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微吋的銠 層，或10微吋的金層，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。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。

11、Frit玻璃熔料
在厚膜糊 (Poly Thick Film， 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)。

12、Fully-Additive Process 全加成法
是在完全絕緣的板材面上，以無電沉積金屬法（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法是"Fully Electroless"法。

13、Hybrid 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。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。

14、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。

15、Laser Direct Imaging，LDI 雷射直接成像
是 將已壓附干膜的板子，不再用底片曝光以進(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。

16、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 Stimulated 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。

17、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(160～250in/in2) ，而線徑甚小(25mil以下)者，又稱為微封線路板。

18、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。

19、Multiwiring Board(or Discrete Wiring Board)復(fù)線板
是 指用極細(xì)的漆包線，直接在無銅箔的板面上進(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)。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)。

20、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。

21、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，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。

22、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)。

23、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，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。新的50E并未提到薄銅皮的字眼，兩說法之間的差距頗大，讀者在 觀念上似乎也應(yīng)跟著時(shí)代進(jìn)步才是。

24、Substractive Process減成法
是指將基板表面局部無用的銅箔減除掉，達(dá)成電路板的做法稱為"減成法"，是多年來電路板的主流。與另一種在無銅的底材板上，直接加鍍銅質(zhì)導(dǎo)體線路的"加成法"恰好相反。

25、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 屬于小型"混成電路"板(Hybrid Circuit)的一種。單面上的"銀跳線"(Silver Paste Jumper)也屬于厚膜印刷，但卻不需高溫?zé)啤Ｔ诟魇交陌灞砻嫠≈木€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)"。

26、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 Circuit及 Thin Film Integrated Circuit等。

27、Transfer Laminatied Circuit轉(zhuǎn)壓式線路
是 一種新式的電路板生產(chǎn)法，系利用一種 93 mil厚已處理光滑的不銹鋼板，先做負(fù)片干膜的圖形轉(zhuǎn)移，再進(jìn)行線路的高速鍍銅。經(jīng)剝?nèi)ジ赡ず螅纯蓪⒂芯€路的不銹鋼板表面，于高溫中壓合于半硬化的膠片 上。再將不銹鋼板拆離后，即可得到表面平坦線路埋入式的電路板了。其后續(xù)尚可鉆孔及鍍孔以得到層間的互連。CC-4 Copper complexer 4 ; 是美國(guó)PCK公司所開發(fā)在特殊無銅箔基板上的全加成法(詳見電路板信息雜志第47期有專文介紹)ED Electro - Deposited Photoresist ; 電著光阻IVH Interstitial Via Hole; 局部層間導(dǎo)通孔(指埋通孔與盲通孔等)MLC Multilayer Ceramic;小板瓷質(zhì)多層電路板PID Photoimagible Dielectric; 感光介質(zhì)(指用于增層法所涂布的感光板材)PTF Polymer Thick Film; 聚合物厚膜電路片(指用厚膜糊印制之薄片電路板)SLC Surface Laminar Circuits ; 表面薄層線路系 IBM日本Yasu 實(shí)驗(yàn)室于1993年 6月發(fā)表的新技術(shù)，是在雙面板材的外面以Curtain Coating式綠漆及電鍍銅形成數(shù)層互連的線路，已無需再對(duì)板材鉆孔及鍍孔。