第2章-SMT生产物料-PCB讲解课件.ppt
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- SMT 生产 物料 PCB 讲解 课件
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1、第第2 2章章SMTSMT生产物料生产物料PCBPCB1 1、PCBPCB(Printed Circuit BoardPrinted Circuit Board)定义:在绝缘基材表面)定义:在绝缘基材表面附着一层用于连接电子元器件的导电图形的基板。附着一层用于连接电子元器件的导电图形的基板。由于由于SMTSMT用的用的PCBPCB与与THTTHT用的用的PCBPCB在设计、材料等方面都有许在设计、材料等方面都有许多差异,为了区别,通常将多差异,为了区别,通常将用于用于SMTSMT的的PCBPCB称为表面安装印称为表面安装印制板制板SMBSMB(Surface Mount Printed Cir
2、cuit BoardSurface Mount Printed Circuit Board),功,功能与通孔插装能与通孔插装PCBPCB相同。相同。2 2、PCBPCB作用:作用:提供集成电路等各种电子元器件的固定、装配的提供集成电路等各种电子元器件的固定、装配的机械支撑机械支撑;实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电电气连接气连接或电绝缘;或电绝缘;为自动焊接为自动焊接提供阻焊图形提供阻焊图形,为元件插装、组装、,为元件插装、组装、检查、维修检查、维修提供识别字符和图形提供识别字符和图形。一、印制电路板分类一、印制电路板分类1、按基材分按基材分:有
3、机、无机:有机、无机2、按刚柔性分:刚性、揉性、刚揉、按刚柔性分:刚性、揉性、刚揉3、按覆铜箔层数分:单面、双面、多层、按覆铜箔层数分:单面、双面、多层无机基板材料无机基板材料有机基板材料有机基板材料陶瓷板陶瓷板瓷釉包覆钢基板瓷釉包覆钢基板用增强材料如玻璃纤维布(纤维纸等用增强材料如玻璃纤维布(纤维纸等),浸以树脂粘合剂,通过烘干成坯),浸以树脂粘合剂,通过烘干成坯料然后覆上铜箔,经高温高压而制成料然后覆上铜箔,经高温高压而制成的基板。的基板。PCBPCB基材基材覆铜箔层压板覆铜箔层压板(CCLCCL)Copper Clad LaminationsCopper Clad Laminations
4、二、印制电路板基材二、印制电路板基材 有机:有机:刚性:纸基、环氧玻璃纤维布基、复合基、金属基刚性:纸基、环氧玻璃纤维布基、复合基、金属基柔性:柔性:无机:陶瓷基板、瓷釉覆盖钢基板无机:陶瓷基板、瓷釉覆盖钢基板 有机有机 1 1、纸基、纸基CCLCCL NEMANEMA标准中常见牌号:标准中常见牌号:XPCXPC、XXXPCXXXPC、FR-1FR-1、FR-2FR-2、FRFR-3-3有阻燃功能有阻燃功能美国电子制造业协会美国电子制造业协会特点特点 机械强度差;机械强度差;吸湿性很高;吸湿性很高;只能冲孔不能钻孔(纸的疏松性);只能冲孔不能钻孔(纸的疏松性);焊接温度过高,或焊接温度过高,或
5、PCBPCB干燥程序处理不好,易引起铜箔干燥程序处理不好,易引起铜箔翘起和脱落,易起泡;翘起和脱落,易起泡;用作单面板;用作单面板;成本低。成本低。多用于民用电子产品中多用于民用电子产品中2 2、环氧玻璃纤维布基、环氧玻璃纤维布基CCLCCL NEMANEMA标准中常见牌号:标准中常见牌号:G10G10、G11G11、FR-4FR-4、FR-5FR-5主要适用类型,约占主要适用类型,约占总使用量的总使用量的90%90%以上以上特点特点 机械性能好,具抗弯性能;机械性能好,具抗弯性能;金属化孔效果好,可采用高速钻孔技术;金属化孔效果好,可采用高速钻孔技术;具有良好的电气性能;具有良好的电气性能;
6、低吸水性;低吸水性;耐热性能好;耐热性能好;可做多层板。可做多层板。用于中、高档电子产品中。用于中、高档电子产品中。3 3、复合基、复合基CCLCCL 定义:定义:表面和芯部的增强材料由不同材料构成的刚性表面和芯部的增强材料由不同材料构成的刚性CCLCCL,称复合,称复合基基CCLCCL,记为,记为CEMCEM(Composite Epoxy MaterialComposite Epoxy Material)。)。性能对比性能对比纸基性能复合基性能环氧树脂玻璃纤维布基纸基性能复合基性能环氧树脂玻璃纤维布基CCLCCL性能性能分类分类CEM-3CEM-3:FR-4FR-4基础上改良基础上改良CE
7、M-1CEM-1:FR-3FR-3基础上改良基础上改良 CEM-1 CEM-1 纸基浸渍环氧树脂纸基浸渍环氧树脂+双面复合一层玻璃纤维布双面复合一层玻璃纤维布+铜箔铜箔复合热压复合热压a ab bc cFR-3=a+cFR-3=a+c,CEM-1CEM-1比比FR-3FR-3多两层玻璃纤维布。多两层玻璃纤维布。机械强度、防潮性、耐热性、电气性能均比机械强度、防潮性、耐热性、电气性能均比FR-3FR-3好。好。CEM-3 CEM-3 玻璃毡(无纺布)浸渍环氧树脂玻璃毡(无纺布)浸渍环氧树脂 +双面复合一层玻璃纤维布双面复合一层玻璃纤维布+铜箔铜箔复合热压复合热压a ab bc cFR-4=b+c
8、FR-4=b+c,CEM-3CEM-3比比FR-4FR-4多玻璃毡浸渍环氧树脂。多玻璃毡浸渍环氧树脂。机械强度优于机械强度优于FR-4FR-4;冲孔性能优于冲孔性能优于FR-4FR-4,可直接做成双面覆铜板;,可直接做成双面覆铜板;厚度、精度不及厚度、精度不及FR-4FR-4,易扭曲。,易扭曲。4 4、金属基、金属基CCLCCL 定义:以金属基板为底层或内芯,在金属板上覆定义:以金属基板为底层或内芯,在金属板上覆盖绝缘层,最外层为铜箔,三者复合而成的基板盖绝缘层,最外层为铜箔,三者复合而成的基板 分类:金属基板、金属芯基板。分类:金属基板、金属芯基板。金属基板金属基板 结构结构预先冲孔的钢或铝
9、支撑板预先冲孔的钢或铝支撑板绝缘层绝缘层覆盖层覆盖层铜箔铜箔特点:特点:由于以金属基板为基底,增强了机械支撑作用,机械由于以金属基板为基底,增强了机械支撑作用,机械性能好,强度高,可以保证尺寸的稳定性;性能好,强度高,可以保证尺寸的稳定性;金属支撑板金属支撑板可作为接地和散热用,散热性能好;可作为接地和散热用,散热性能好;具有屏蔽电磁波的作用,抗干扰能力强。具有屏蔽电磁波的作用,抗干扰能力强。金属化孔金属化孔金属基板金属基板镀铜镀铜绝缘层绝缘层 金属芯基板金属芯基板 又称为金属约束芯板,主要用于高可靠的军事产品又称为金属约束芯板,主要用于高可靠的军事产品中,作为表面组装电路板组装全封闭的中,作
10、为表面组装电路板组装全封闭的LCCCLCCC器件用。器件用。典型的基板为铜典型的基板为铜铟瓦铟瓦铜铜(Cu-Invar-CuCu-Invar-Cu)多层印制电路板)多层印制电路板 特点:特点:殷钢的殷钢的CTECTE小,但导热性差小,但导热性差 铜的导热性好铜的导热性好 尺寸稳定性好,翘曲度小,散热性好。尺寸稳定性好,翘曲度小,散热性好。“三三明明治治”结结构构Cu-Invar-CuCu-Invar-Cu的的CTECTE小,小,导热性好导热性好5 5、揉性、揉性CCLCCL(柔性(柔性CCLCCL)具有折弯功能,超薄,可形成三维空间的立体线路板。具有折弯功能,超薄,可形成三维空间的立体线路板。
11、工艺:工艺:三层热压法(早期)三层热压法(早期)二层法(现在):采用电镀法、真空溅射、沉积法在二层法(现在):采用电镀法、真空溅射、沉积法在绝缘薄膜上涂敷导电层。绝缘薄膜上涂敷导电层。有阻燃性,耐温有阻燃性,耐温150150,若超过会有局部变形、弯曲。,若超过会有局部变形、弯曲。(使用(使用130130左右的低温焊膏)左右的低温焊膏)印刷、贴片、焊接时,需有支撑板。印刷、贴片、焊接时,需有支撑板。无机类基板材料无机类基板材料 1 1、陶瓷基板、陶瓷基板薄膜、厚膜电路,薄膜、厚膜电路,MCMMCM电路的首选基材电路的首选基材 材料材料96%Al96%Al2 2O O3 399%Al99%Al2
12、2O O3 396%96%氧化铍氧化铍性能优异,加工困难成本高性能优异,加工困难成本高导热导电性好,但粉尘对人导热导电性好,但粉尘对人体有害体有害 特点特点 热膨胀系数(热膨胀系数(CTECTE)小;)小;耐高温性好;耐高温性好;化学性能稳定,耐腐蚀,低吸湿性;化学性能稳定,耐腐蚀,低吸湿性;价格昂贵;价格昂贵;介电常数高,不适合做高速电路基板;介电常数高,不适合做高速电路基板;材料脆性大,难加工大而平的基板,无法做成材料脆性大,难加工大而平的基板,无法做成拼板满足自动化生产的需要。拼板满足自动化生产的需要。2 2、瓷釉覆盖的钢基板、瓷釉覆盖的钢基板 性能与陶瓷基板类似,可替代它;性能与陶瓷基
13、板类似,可替代它;脆性低于陶瓷基板,因此面积可以作大;脆性低于陶瓷基板,因此面积可以作大;介电常数低,适合做高速电路;介电常数低,适合做高速电路;CTECTE稍大。稍大。钢钢瓷釉瓷釉(绝缘绝缘)三、铜箔种类及厚度三、铜箔种类及厚度1 1、种类、种类按制造方法按制造方法压延铜箔压延铜箔:Cu:Cu纯度大于纯度大于99.9%99.9%,用,用“W”W”表示,可焊性好,高性能表示,可焊性好,高性能PCBPCB。电解铜箔电解铜箔:Cu:Cu纯度约为纯度约为99.8%99.8%,用,用“E”E”表示,可焊性稍差,普通表示,可焊性稍差,普通PCBPCB使用。使用。压延铜箔:将铜箔通过粘合剂贴在基板上,再烘
14、干;压延铜箔:将铜箔通过粘合剂贴在基板上,再烘干;电解铜箔:电解的方式电镀铜到基板上。电解铜箔:电解的方式电镀铜到基板上。2 2、厚度、厚度 CuCu越薄越薄,耐热性越差,且浸析会使铜箔穿透;,耐热性越差,且浸析会使铜箔穿透;CuCu太厚,易脱落。太厚,易脱落。9 9mm,1212m m,1818mm,35m35m,70m70m一般铜箔加外层镀层达到一般铜箔加外层镀层达到5050mm四、印制电路板的标称厚度(四、印制电路板的标称厚度(mmmm)0.2 0.50.2 0.5 0.8 1.0 0.8 1.0 1.6 1.6 2.0 2.5 3.2 6.4 2.0 2.5 3.2 6.4器件的引脚数
15、多达器件的引脚数多达20002000引线中心距引线中心距 1.27mm 0.5mm 0.3mm1.27mm 0.5mm 0.3mm线宽:线宽:0.20.20.3mm 0.15mm 0.1mm 0.05mm0.3mm 0.15mm 0.1mm 0.05mm线距:线距:0.20.20.3mm 0.15mm 0.1mm 0.05mm0.3mm 0.15mm 0.1mm 0.05mm2.54mm2.54mm网格之间线:网格之间线:2 2根线根线 3 3根线根线 6 6根线根线一、一、SMBSMB特征特征 1 1、组装密度、组装密度高高2 2、小孔径、小孔径 孔的功能孔的功能 THT THT用用PCBP
16、CB的孔主要是用来插装元器件的孔主要是用来插装元器件 SMB SMB中金属化孔则是用来实现层与层之间的互连中金属化孔则是用来实现层与层之间的互连 小孔径:小孔径为小孔径:小孔径为SMBSMB提供更多的空间提供更多的空间 PCB PCB常用孔径常用孔径 :0.90.90.8mm0.8mm SMB SMB孔径:孔径:0.460.460.3mm 0.05mm0.3mm 0.05mm 新技术:埋孔、盲孔(最小新技术:埋孔、盲孔(最小5mil5mil)等内层中继孔)等内层中继孔 通孔:各层之间的互连,电镀通孔又称金属化孔。通孔:各层之间的互连,电镀通孔又称金属化孔。盲孔:指表层和内部某些层互连,无需贯穿
17、整个基板,盲孔:指表层和内部某些层互连,无需贯穿整个基板,减小了孔的深度减小了孔的深度 埋孔:内部分层之间的互连,使孔深进一步减小。埋孔:内部分层之间的互连,使孔深进一步减小。通孔通孔盲孔盲孔埋孔埋孔3 3、热膨胀系数(、热膨胀系数(CTECTE)低)低 热膨胀系数,反映了不同材料对热的敏感程度不同热膨胀系数,反映了不同材料对热的敏感程度不同 两种两种CTECTE相差很多的材料相差很多的材料,同样受热后同样受热后,由于膨胀的由于膨胀的程度不同程度不同,所以在他们相连接的界面可能会由于相所以在他们相连接的界面可能会由于相互的拉伸导致一些破裂等异常互的拉伸导致一些破裂等异常,通常要采用通常要采用C
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