SMT技术3-SMB设计幻灯片.ppt

第3章 表面组装印制版的设计与制造 SMB（～board） （1）表面贴装对PCB的要求 比THT 高一个数量级以上 ·外观要求高 ·热膨胀系数小，导热系数高 ·耐热性要求 ·铜箔的粘合强度高 ·抗弯曲强度： ·电性能要求：介电常数，绝缘性能 ·耐清洗 对SMB性能要求高 SMB的特点 1.高密度 由于有些SMD器件引脚数高达100～500条之多，引脚中心距 已由1.27mm过渡到0.5mm，甚至0.3mm，因此SMB要求细线、窄间距，线宽从0.2～0.3mm缩小到0.15mm、0.1mm甚至0.05mm，2.54mm网格之间已由过双线已发展到过3根导线,必威体育精装版技术已达到过6根导线，细线、窄间距极大地提高了PCB的安装密度。 2.小孔径 单面PCB中的过孔主要用来插装元器件，而在SMB中大多数金 属化孔不再用来插装元器件，而是用来实现层与层导线之间的互连。 目前SMB上的孔径为Φ0.46～Φ0.3mm，并向Φ0.2～Φ0.1mm方 向发展，与此同时，出现了以盲孔和埋孔技术为特征的内层中继孔。 3.热膨胀系数(CTE)低 由于SMD器件引脚多且短，器件本体与PCB之间的CTE不一 致。由于热应力而造成器件损坏的事情经常会发生，因此要求SMD基材的CTE应尽可能低，以适应与器件的匹配性，如今，CSP、FC等芯片级的器件已用来直接贴装在SMB上，这就对SMB的CTE提出了更高的要求。 4.耐高温性能好 SMT焊接过程中，经常需要双面贴装元器件，因此要求SMB能 耐两次再流焊温度，并要求SMB变形小、不起泡，焊盘仍有优良的可焊性，SMB表面仍有较高的光洁度。 5.平整度高 SMB要求很高的平整度，以便SMD引脚与SMB焊盘密切配合， SMB焊盘表面涂覆层不再使用Sn／Pb合金热风整平工艺，而是采用 镀金工艺或者预热助焊剂涂覆工艺。 PCB基材质量参数 1.玻璃化转变温度(Tg) 玻璃化转变温度(Tg)是指PCB材质在一定温度条件下，基材结构发生变化的临界温度。在这个温度之下基材是硬而脆的，即类似玻璃的形态，通常称之为玻璃态;若在这个温度之上，材料会变软，呈橡胶样形态，称之为橡胶态或皮革态，这时它的机械强度将明显变低。 这种决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度(glass transtion temperture，简称Tg)。玻璃化转变温度是聚合物特有的性能,除了陶瓷基板外，几乎所有的层压板都含有聚合物，因此，它是选择基板的—个关键参数。 2.热膨胀系数(CTE) 热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion CTE) 是指每单位温度变化所引发的材料尺寸的线性变化量。 任何材料受热后都会膨胀，高分子材料的CTE通常高于无机材料，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。用于SMB的多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔－－金属化孔，金属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连。一般金属化孔的孔壁仅在25μm厚左右，且铜层致密性不会很高。 对于多层板结构的SMB来说，其长、宽方向的CTE与厚度方向的CTE存在差异性。因此当多层板焊接受热时，层压材料、玻璃纤维和铜层之间在厚度方向的热膨胀系数不一致，其热应力就会作用在金属化孔的孔壁上，从而引发金属化孔中的铜层开裂，发生故障，如图3-5所示。 图3-5 热应力对金属化孔壁的作用 a)多层板室温下无应力，金属化孔完好  b)高温下热应力作用在金属化孔上 克服或消除金属化孔中的铜层开裂的措施： ①凹蚀工艺，以增强金属化孔壁与多层板的结合力； ②适当控制多层板的层数，目前主张使用8～10层，使金属孔的 径深比控制在1：3左右，这是最保险的径深比，目前最常见的径深比是1：6左右； ③使用CTE相对小的材料或者用CTE性能相反的材料叠加使用， 使SMB整体的CTE减小； ④在SMB制造工艺上，采用盲孔和埋孔技术，如图3-6所示，以 达到减小径深比的目的。盲孔是指表层和内部某些分层互连，无须贯 穿整个基板，减小了孔的深度；埋孔则仅是内部分层之间的互连，可 使孔的深度进一步减小。尽管盲孔和埋孔在制作时难度大，但却大大提高了SMB的可靠性。 3.耐热性 某些工艺过程中SMB需经两次再流焊，因而经过一次高温后，仍然要求保持板间