PCB的发展简史 多层PCB生产技术发展动向

一、PCB的概念：

PCB即Printed Circuit Board 印制电路板

印制电路：在绝缘基材上，按预定设计形成的印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形。

印制线路：在经缘基材上形成的用作元器件之间电气连接的导电图形，它不包括印制元件。

刚性/挠性印制板：用刚性/挠性基材制成的印制板。

二、PCB的功能：

1、提供IC等各种电子元器件固定、组装的机械支撑。

2、实现IC等各种电子元器件之间的电气连接或电绝缘。

3、为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别。

三、PCB的发展简史：

1947年，美国航空局和美国标准局发起PCB首次技术讨论会。

50年代初，由于CCL的copper foil和层压板的粘合强度和耐焊性问题得到解决，性能稳定可靠，实现了工业化大生产，铜箔蚀刻法成为PCB制造技术的主流，开始生产单面板。

60年代孔金属化双面PCB实现了大规模生产。

70年代，多层PCB迅速发展，并不断向高精度、高密度、细线小孔、高可靠性、低成本和自动化连续生产方向发展。

80年代，表面安装印制板（SMB）逐渐替代插装式PCB，成为生产主流。

90年代以来，SMB逐渐从四边扁平封装（QFP）向球栅阵列封装（BGA）发展，高密度的BGA印制板很快发展。同时芯片级封装（CSP）印制板和以有机层压板材料为基本的多芯片模块封装技术（MCM-1）用PCB迅速发展，以IBM公司开发的表面积层电路技术（surface laminar circuit）(SLC)为代表。

BUM：积层式多层板，具有埋育孔，孔径在0.15mm以下，导线宽度和间距在0.1mm以下的高密度积层式薄形多层板。

HDI：高密度互查，具有微导通孔，其孔径小于0.15以下，且大部分是盲孔，孔环径≤0.25mm，线宽和间距≤0.075mm，接点密度≥130点/平方英寸。

附：多层板制造工艺：

先将内层板的图形蚀刻好，经黑化处理后，按预定的设计加入半固化方进行叠层，上下表面各放一张铜箔，送进压机，经加热加压后，得到已预制好内层pattern的一块“double sideccl”，然后按预先设计的系统，进行数控driling，钻孔后对holl进行凹蚀处理和去钻污处理，then。

表面积层电路技术 SLC：

在一块芯板上（如4层板）应用LP性epoxy resin作为绝缘层coating，光致法形成盲孔，再diselectric copper或electric copper加厚，再经过图形转移形成一层导体图形，如此反复进行可顺序生产第2、3层。

芯板—堵孔—涂覆感光性环氧树脂—曝光、显影制出盲孔—化学镀铜—电镀铜加厚—导体图形制作形成第1层—重复涂覆—涂覆阻焊层—DSP—成型。

四、高密度、高精度多层PCB生产技术发展动向：

1、CAD/CAM系统：

PCB的artwork光绘system、数控drilling、数控CNC、ET、AOI可接受CAD系统的数据。实现了计算机对生产process的Auto control，减少了人工操作以及人为的疏忽产生的报废，提高了生产力和PCB质量。

有处理artwork功能，系统通过扫描仪对照相底版进行扫描可生成矢量数据文件输入主系统。此功能使生产厂方除接受CAD数据软盘外，还可接受用户的artwork生产。

系统内有DRC或MRC；

有镀铜面积计算；

有在去除字符上焊盘功能；

为多层板内层删除无用PAD；

为multi-layer压制增加排胶条等。

2、高精度artwoark制作tech：

激光光绘机代替普通光绘机

最近出现了不用银盐底片，不需暗室冲洗加工的新的制版方法—使用金属膜胶片激化direct imagine 制得artwork。

3、盲孔、埋孔制造技术

埋孔是在多层板内部连接两个或两个以上内层的镀铜孔

盲孔是连接多层板外层与一个或多个内层的镀铜孔

埋孔和盲孔大都是Diameter 0.05-0.15mm的小孔；

1个盲孔分3次钻成，每分钟可钻3万孔，激光drill，等离子蚀化，光致成孔。

4、高精度、高密度、细导线成像技术：

(1) 干膜的改正，湿贴膜tech；

(2) 使用液态光致抗蚀抗电镀印料(WF)

(3) 应用辊轮涂布涂体感光胶工艺；

(4) ED抗蚀剂；

(5) LDI；

(6) 浮石粉刷板或化学清洗设备代替尼龙刷辊；

(7) 采用平行光源曝光机。

5、微小孔深孔镀tech：

一般将板厚/孔径之比大于5:1的孔称为涤孔，孔径小、孔深镀时电力浅分布不均匀，而且镀液在孔内不易流动支扶，易在孔壁发生气泡，可采用强烈机械搅拌、振动、超声和水平喷射，脉冲镀等技术。

另外可采用化学镀或直接电镀，直接电镀有碳膜法、钯膜法、高分子导电膜法三类，电镀铜的延展性、致密性优于化学镀。

6、液态感光阻焊膜自动涂覆技术：

为解决感光防焊的油墨在小孔、细线、双面SMT、高密度double及multi-layer board上，仍常发生细密线之间的skipping，导线edge露铜和拐角阻焊过薄现象，实现自动化生产，瑞士的ciba-gelgy公司开发并推出了帘涂阻焊生产线和帘涂阻焊油墨Probimer 52。

另还有静电喷涂感光阻焊膜的生产线。

7、自动光学检测技术：

目前主要用于多层板内层电路图形缺陷的检查，边用于外层图形和artwork的check。

8、裸板通断测试技术：

通用、专用测试机；

移动探针测试系统，不再使用针床，并无需制作测试夹具，只需有4个移动测度探针，在被测PCB两面各两个。该系统具有计算机辅助设计接口，利用CAD的设计数据即可驱动测试，无需对比测试，设备费用低于通用型针床测试仪，但测试速度慢，适用于高density的样板和小批量印制板测试。

电容测试法和无机械接触的电子束测试法。

9、多层板层压tech：

无销钉定位技术(masslam)，为解决压制中产生气泡的问题，提高层间粘合力，采用真空层压技术是必然趋势。在定位技术上对4-6层板已普遍采用masslam，并应用x-ray定位drill，提高了多层板定位精度。

10、表面处理技术

水平式Hal、镀金、有机可焊性保护剂(OSP).

11、导通孔塞孔技术

为防止在PCB波峰焊时焊锡和助焊剂进入孔内并流到元件面，引起短路或绝缘性能下降，也为了以后ET时吸真空所需，而对于Bum板塞孔则是必须工序。

12、新型覆铜箔基板材料：

薄型多层板为控制厚度和特性阻抗，要求使用小于0.1mm的薄覆铜板和薄的PP为适应制作细导线，减少侧蚀要求使用于5um和10um超薄copper.

还开发了阻档uv光和兼容AOI的CCL。

适应环保，正大力研发不含溴-铞等污染环境成分的环保型CCL。

为发展Bum，主要RAW material：Rcc已大量生产，国内在研制中。

13、洁净技术：

生产0.13mm细导线PCB，洁净度必须达到1万级。

工艺用水电阻大于1mΩ的去离子水。

14、清洁生产：ISO14000

15、计算机集成制造系统：CIMS