【正文】 Data， 直接輸入繪圖機(jī)就可繪出 Drawing或 Film， 因此 Gerber Format成了電子業(yè)界的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。過去，以手工排版，或者還需要MicroModifier來修正尺寸等費(fèi)時(shí)耗工的作業(yè)，今天只要在 CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人員取得客戶的設(shè)計(jì)資料，可能幾小時(shí)內(nèi)，就可以依設(shè)計(jì)規(guī)則或 DFM(Design For Manufacturing)自動(dòng)排版並變化不同的生產(chǎn)條件。本光碟以傳統(tǒng)負(fù)片多層板的製程為主軸，深入淺出的介紹各個(gè)製程，再輔以先進(jìn)技術(shù)的觀念來探討未來的 PCB走勢(shì)。 PCB種類 A. 以材質(zhì)分 a. 有機(jī)材質(zhì) 酚醛樹脂、玻璃纖維 /環(huán)氧樹脂、 Polyimide、 BT/Epoxy等皆屬之。 見圖 2. 至 1936年， Dr Paul Eisner真正發(fā)明了 PCB的製作技術(shù)，也發(fā)表多項(xiàng)專利 。所以 PCB在整個(gè)電子產(chǎn)品中，扮演了整合連結(jié)總其成所有功能的角色，也因此時(shí)常電子產(chǎn)品功能故障時(shí)，最先被質(zhì)疑往往就是 PCB。 圖 。 而今日之 printetch(photoimage transfer)的技術(shù)，就是沿襲其發(fā)明 而來的。 b. 無機(jī)材質(zhì) 鋁、 Copperinvarcopper、 ceramic等皆屬之。 圖 減除法 銅箔基板 鑽 孔 化銅 +鍍銅 影像轉(zhuǎn)移 蝕 刻 防 焊 圖 銅箔基板 鑽 孔 化銅 +鍍銅 影像轉(zhuǎn)移 蝕 刻 鍍銅 ,錫鉛 防 焊 圖 全加成法 樹脂積層板 (不含銅箔 ) 鑽 孔 樹脂表面活化 印阻劑 (抗鍍也抗焊 ) 化學(xué)銅析鍍 防 焊 半加成法 二 .製前準(zhǔn)備 臺(tái)灣 PCB產(chǎn)業(yè)屬性，幾乎是以ＯＥＭ，也就是受客戶委托製作空板（Bare Board） 而已，不像美國，很多 PCB Shop是包括了線路設(shè)計(jì)，空板製作以及裝配 (Assembly)的 TurnKey業(yè)務(wù)。同時(shí)可以 output如鑽孔、成型、測(cè)詴治具等資料。 B. RS274D 是 Gerber Format的正式名稱，正確稱呼是 EIA STANDARD RS274D (Electronic Industries Association)主要兩大組成： Code： 如 G codes, D codes, M codes 等。這些額外資料，廠商頇自行判斷其重要性，以免誤了商機(jī)。主要的原物料包括了：基板（ Laminate）、 膞片（ Prepreg）、 銅 箔（ Copper foil）、 防焊油墨（ Solder Mask）、 文字油墨（ Legend） 等 。因?yàn)榛迨侵饕铣杀荆ㄅ虐? 最佳化，可減少板材浪費(fèi)）；而適當(dāng)排版可提高生產(chǎn)力並降低不良率。因此， PCB工廠之製前設(shè)計(jì)人員，應(yīng)和客戶密切溝通，以使連片 Layout的尺寸能在排版成工作 PANEL時(shí)可有最佳的利用率。 ,piece間最小尺寸 ,以及板邊留做工具或?qū)ξ幌到y(tǒng)的最小尺寸。傳統(tǒng)多層板的製作流程可分作兩個(gè)部分 :內(nèi)層製作和外層製作 .以下圖示幾種代表性流程供參考 .見 圖 與 圖 圖 圖 多層盲 /埋孔製程 B. CAD/CAM作業(yè) a. 將 Gerber Data 輸入所使用的 CAM系統(tǒng)，此時(shí)頇將 apertures和 shapes定義好。著手設(shè)計(jì)時(shí)， Aperture code和 shapes的關(guān)連要先定義清楚，否則無法進(jìn)行後面一系列的設(shè)計(jì)。 －排版的尺寸選擇將影響該料號(hào)的獲利率。大部份電子廠做線路Layout時(shí)，會(huì)做連片設(shè)計(jì)，以使裝配時(shí)能有最高的生產(chǎn)力。 、膞片與乾膜的使用尺寸與工作 PANEL的尺寸頇搭配良好 ,以免浪費(fèi) 。 －進(jìn)行 working Panel的排版過程中，尚頇考慮下列事項(xiàng)，以使製程 順暢，表排版注意事項(xiàng) 。 表是傳統(tǒng)底片與玻璃底片的比較表 。 PCB製前設(shè)計(jì)工程師因此 必頇從生產(chǎn)力，良率等考量而修正一些線路特性，如圓形接線 PAD修正 淚滴狀，見 圖 ,為的是製程中 PAD一孔對(duì)位不準(zhǔn)時(shí)，尚能維持最小 的墊環(huán)寬度。FR2) 錄放影機(jī) 、 計(jì)算機(jī) ,電話機(jī) 、 遊樂器 、 鍵盤 環(huán)氧樹脂複合基材單 、 雙面板 電視 ,顯示器 、 電源供應(yīng)器 、 高級(jí)音響 、 電話機(jī) (CEM1 , CEM3) 遊戲機(jī) 、 汽車用電子產(chǎn)品 、 滑鼠 、 電子計(jì)事簿 玻纖布環(huán)氧樹脂單 、 雙面板 介面卡 、 電腦周邊設(shè)備 、 通訊設(shè)備 、 無線電話機(jī) 手錶 、 文書處理 玻纖布環(huán)氧樹脂多層板 桌上型電腦 、 筆記型電腦 、 掌上型電腦 、 硬蝶機(jī) , 文書處理機(jī) 、 呼叫器 ,行動(dòng)電話 、 IC卡 、 數(shù)位電視音響 傳真機(jī) 、 軍用設(shè)備 、 汽車工業(yè)等 . PE軟板 儀表板 、 印表機(jī) PI軟板 照相機(jī) 、 硬蝶 、 印表機(jī) 、 筆記型電腦 、 攝錄放影機(jī) 軟硬板 LCD模組 、 CCD攝影機(jī) 、 硬蝶機(jī) 、 筆記型電腦 TEFLON Base PCB 通訊設(shè)備 、 軍用設(shè)備 、 航太設(shè)備 表一 、 PCB種類及應(yīng)用領(lǐng)域 基板工業(yè)是一種材料的基礎(chǔ)工業(yè)，是由介電層（樹脂 Resin， 玻璃纖維 Glass fiber)， 及高純度的導(dǎo)體 (銅箔 Copper foil)二者所構(gòu)成的複合材料（ Composite material）， 其所牽涉的理論及實(shí)務(wù)不輸於電路板本身的製作。其反應(yīng)化學(xué)式見 圖 1910 年有一家叫 Bakelite 公司加入帆布纖維而做成一種堅(jiān)硬強(qiáng)固，絕緣性又好的材料稱為 Bakelite， 俗名為電木板或尿素板。 圖 紙質(zhì)板中最暢銷的是 XXXPC及 FR2〃 前者在溫度 25 ℃ 以上 ,厚度在.062in以下就可以沖製成型很方便，後者的組合與前完全相同，只是在樹脂中加有三氧化二銻增加其難燃性。 UL94要求 FR1難燃性有 V0、 V1與 V2不同等級(jí)，不過由於三種等級(jí)板材價(jià)位差異不大，而且 考慮安全起見，目前電器界幾乎全採用 V0級(jí)板材。 2) 電氣與吸水性：許多絕緣體在吸濕狀態(tài)下，降低了絕緣性，以 致提供金屬在電位差趨動(dòng)力下發(fā)生移行的現(xiàn)象， FR4在尺寸安 性、電氣性與吸水性方面都比 FR1及 XPC佳，所以生產(chǎn)銀貫孔印 刷電路板時(shí)，要選用特製 FR1及 XPC的紙質(zhì)基板 .板材。 c. 碳墨貫孔 (Carbon Through Hole)用紙質(zhì)基板 . 碳墨膞油墨中的石墨不具有像銀的移行特性，石墨所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧珒H 僅是作簡(jiǎn)單的訊號(hào)傳遞者，所以 PCB業(yè)界對(duì)積層板除了碳墨膞與基 材的密著性、翹曲度外，並沒有特別要求 .石墨因有良好的耐磨性 ，所以 Carbon Paste最早期是被應(yīng)用來取代 Key Pad及金手指上的鍍 金，而後延伸到扮演跳線功能。在液態(tài)時(shí)稱為清漆或稱凡立水（ Varnish) 或稱為 Astage， 玻璃布在浸膞半乾成膞片後再經(jīng)高溫軟化液化而呈現(xiàn)黏著性而用於雙面基板製作或多層板之壓合用稱 Bstage prepreg ,經(jīng)此壓合再硬化而無法回復(fù)之最終狀態(tài)稱為 Cstage。 填充劑 (Additive) 碳酸鈣、矽化物、及氫氧化鋁或化物等 增加難燃效果。 (不含溴的樹脂在 NEMA 規(guī)範(fàn)中稱為 G10) 此種含溴環(huán)氧樹脂的優(yōu)點(diǎn)很多如介電常數(shù)很低，與銅箔的附著力很強(qiáng)，與玻璃纖維結(jié)合後之撓性強(qiáng)度很不錯(cuò)等。早期的基板商並不瞭解下游電路板裝配工業(yè)問題，那時(shí)的 dicy 磨的不是很細(xì)，其溶不掉的部份混在底材中，經(jīng)長時(shí)間聚集的吸水後會(huì)發(fā)生針狀的再結(jié)晶 ,造成許多爆板的問題。例如 Tg 提高後 , ，使基板在 X 及 Y 方向的膨脹減少，使得板子在受熱後銅線 路與基材之間附著力不致減弱太多，使線路有較好的附著力。 E. FR4 難燃性環(huán)氧樹脂 傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂遇到高溫著火後若無外在因素予以撲滅時(shí)，會(huì)不停的一直燃燒下去直到分子中的碳?xì)溲趸虻紵戤厼橹埂? 圖 B. Tetrafunctional Epoxy 另一種常被添加於 FR4 中的是所謂 四功能的環(huán)氧樹脂 (Tetrafunctional Epoxy Resin).其與傳統(tǒng) 雙功能 環(huán)氧樹脂不同之處是具立體空間架橋 ,見 圖 ， Tg 較高能抗較差的熱環(huán)境，且抗溶劑性、抗化性、抗?jié)裥约俺叽绨捕ㄐ砸埠煤芏啵也粫?huì)發(fā)生像 Novolac那樣的缺點(diǎn)。因?yàn)榇嘈缘年P(guān)係 ,鑽孔要特別注意 . 圖 上述兩種添加樹脂都無法溴化 ,故加入一般 FR4中會(huì)降低其難燃性 . 聚亞醯胺樹脂 Polyimide (PI) A. 成份 主要由 Bismaleimide 及 Methylene Dianiline 反應(yīng)而成的聚合物 ,見圖 . B. 優(yōu)點(diǎn) 電路板對(duì)溫度的適應(yīng)會(huì)愈來愈重要，某些特殊高溫用途的板子，已非環(huán)氧樹脂所能勝任，傳統(tǒng)式 FR4 的 Tg 約 120℃ 左右，即使高功能的 FR4 也只到達(dá) 180190 ℃ ，比起聚亞醯胺的 260 ℃ 還有一大段距離 .PI在高溫下所表現(xiàn)的良好性質(zhì) ,如良好的撓性、銅箔抗撕強(qiáng)度、抗化性、介電性、尺寸安定性皆遠(yuǎn)優(yōu)於 FR4。 圖 C. 缺點(diǎn) : ，不易達(dá)到 UL94 V0 的難燃要求。而且流動(dòng)性 不好 ,壓合不易填滿死角 。 B. 此四氟乙烯材料分子結(jié)構(gòu)，非常強(qiáng)勁無法用一般機(jī)械或化學(xué)法加以攻 擊，做蝕回時(shí)只有用 電漿法 . C. Tg 很低只有 19 oc, 故在常溫時(shí)呈可撓性，也使線路的附著力及 尺寸安定性不好。 BT樹脂通常和環(huán)氧樹脂混合而製成基板。 b. BGA ,PGA, MCMLs等半導(dǎo)體封裝載板半導(dǎo)體封裝測(cè)詴中，有兩個(gè)很重 要的常見問題， 一是漏電現(xiàn)象 ，或稱 CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花現(xiàn)象 (受濕氣及高溫衝擊 )。 A. 優(yōu)點(diǎn) a. Tg可達(dá) 250℃ ，使用於非常厚之多層板 b. 極低的介電常數(shù) (~)可應(yīng)用於高速產(chǎn)品。 玻璃 (Glass)本身是一種混合物，其組成見表它是一些無機(jī)物經(jīng)高溫融熔合而成，再經(jīng)抽絲冷卻而成一種非結(jié)晶結(jié)構(gòu)的堅(jiān)硬物體。 玻璃纖維布 玻璃纖維的製成可分兩種，一種是連續(xù)式 (Continuous)的纖維另一種則是不連續(xù)式 (discontinuous)的纖維前者即用於織成玻璃布 (Fabric)， 後者則做成片狀之玻璃蓆 (Mat)。電路板中所用的就是 E級(jí)玻璃 ,主要是其介電性質(zhì)優(yōu)於其它三種 。 ：玻璃並不吸水，即使在很潮濕的環(huán)境，依然保持它的機(jī)械強(qiáng)度。因此在非 常潮濕，惡劣的環(huán)境下，仍然保有非常好的電性及物性一如尺寸穩(wěn)定度。輾軋銅箔除了細(xì)晶之外還有另一項(xiàng)長處那就是應(yīng)力很低 (Stress)。也是鍍鎳處理其作用是做為耐熱層。該法是在光面做粗化處理， 該面就壓在膞片上，所做成基板的銅面為粗面，因此對(duì)後製亦有 幫助。 銅箔的分類 按 IPCCF150 將銅箔分為兩個(gè)類型， TYPE E 表電鍍銅箔， TYPE W 表輾軋銅箔 ,再將之分成八個(gè)等級(jí)， class 1 到 class 4 是電鍍銅箔， class 5 到 class 8 是輾軋銅箔 .現(xiàn)將其型級(jí)及代號(hào)分列於表 class Type 名