SMT印制板的设计与制造.PPT

第三章 SMT印制板的设计与制造 3.1 SMT印制板的特点与材料 电路板的功能 1. SMT印制电路板的特点 高密度 小孔径 热膨胀系数低 耐高温性能好 平整度高 2. 基板材料 无机材料（陶瓷） 有机材料（环氧玻璃纤维） 玻璃化转变温度(Tg) 热膨胀系数(CTE) 热膨胀系数(CTE) 陶瓷基板 环氧玻璃纤维基板（常用FR－4） 组合结构的电路基板 金属板支撑的薄电路基板 柔性层结构的电路基板 约束芯板结构的电路基板 分立线结构的电路基板 玻璃化转变温度(Tg) 热膨胀系数(CTE) 热膨胀系数(CTE) * * 印制电路板－附着绝缘基材表面，连接电子元器件导电图形的结构件，简称PCB。 SMB－用于SMT的PCB，常用环氧玻璃（纤维）基板。 SMT基板－陶瓷基板、硅基板、被釉钢基板等。 1、元器件固定、组装的机械支撑。实现元器件的自动化安装； 2、实现元器件之间的电气连接或电绝缘，提供所要求的电气特性； 3、为自动焊锡提供阻焊图形。为元器件插装、检查、维修提供识别标记 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。 热膨胀系数(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。 用途－96%氧化铝、99%纯氧化铝、氧化铍。 厚、薄膜混合集成电路、多芯片微组装。 薄膜－用真空蒸发将电阻材料沉积在基板上，另一面镀金。细线宽、精密。 厚膜－将各种导体、电阻及绝缘层网印、烧结。 特点－CTE匹配，可靠性高。耐高温、光洁度/稳定性好。介电常数高，不宜高速。 组成－环氧树脂、玻璃纤维加粘合剂等作为基板，表面粘压铜箔。应用最广。 特点－强度/韧性好，电性能/加工性能高。可单面、双面和多层。 按特性分－刚性、挠性、刚-挠结合、特形。 特点－提高散热、抗干扰能力、减小焊点应力。 瓷釉覆盖的钢基板：克服陶瓷基板外形受限、介电常数高等缺点 金属板支撑的薄电路基板把双面覆铜的极薄电路板粘贴在金属支撑板上，也可在金属板两面贴双面覆铜电路板，薄而机械强度可靠。电路板可制成两个独立电路，或同一电路制在两面。支撑板接地和散热，相当多层电路板 将多片未加固树脂片层压的树脂层。弥补CTE不匹配，吸收焊点应力，提高焊点可靠性 高可靠军品中组装全密封的LCCC器件 金属－调整不同金属的比例成分而改变CTE 非金属－减轻重量、增强热导性能。 金属支撑板－CTE匹配、散热。 绝缘导线层－增加柔性、吸收应力、防震。 铜通孔－连接分立的绝缘铜导线和电路板元件 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。 热膨胀系数(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。 * *