最全的pcb基础知识全集.

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1、P.C.B. 製 程 綜 覽 LONG WIDTH VIOLATION NICKS PROTRUSION DISHDOWN FINE OPEN SURFACE SHORT WIDE SHORT FINE SHORT SHAVED PAD SPACING WIDTH VIOLATION PINHOLE NICK OVERETCHED PAD COPPER SPLASH MISSING PAD Missing Junction Missing Open 一. PCB演變 1.1 PCB扮演的角色 PCB的功能為提供完成第一層級構裝的元件與其它必須的電子電路零件接 合的基地，以組成一個具特定功能的模

2、組或成品。所以PCB在整個電子產品中 ，扮演了整合連結總其成所有功能的角色，也因此時常電子產品功能故障時， 最先被質疑往往就是PCB。圖1.1是電子構裝層級區分示意。 圖1.1 晶圓 第0層次 第1層次 (Module) 第2層次 (Card) 第3層次 (Board) 第4層次 (Gate) 1.2 PCB的演變 1.早於1903年Mr. Albert Hanson首創利用“線路”(Circuit)觀念應用於電 話 交換機系統。它是用金屬箔予以切割成線路導體，將之黏著於石蠟紙上 ，上面同樣貼上一層石蠟紙，成了現今PCB的機構雛型。見圖1.2 2. 至1936年，Dr Paul Eisner真

3、正發明了PCB的製作技術，也發表多項專利 。而今日之print-etch(photoimage transfer)的技術，就是沿襲其發明 而來的。 圖1.2 1.3 PCB種類及製法 在材料、層次、製程上的多樣化以適合不同的電子產品及其特殊需求。 以下就歸納一些通用的區別辦法,來簡單介紹PCB的分類以及它的製造方法。 1.3.1 PCB種類 A. 以材質分 a. 有機材質 酚醛樹脂、玻璃纖維/環氧樹脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆屬之。 b. 無機材質 鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能 B. 以成品軟硬區分 a. 硬板 Rigid

4、 PCB b. 軟板 Flexible PCB 見圖1.3 c. 軟硬板 Rigid-Flex PCB 見圖1.4 C. 以結構分 a. 單面板 見圖1.5 b. 雙面板 見圖1.6 c. 多層板 見圖1.7 圖1.3圖1.4 圖1.5 圖1.6 圖1.7 圖1.8 D. 依用途分：通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導體/電測板,見圖1.8 BGA. 另有一種射出成型的立體PCB，因使用少，不在此介紹。 1.3.2製造方法介紹 A. 減除法，其流程見圖1.9 B. 加成法，又可分半加成與全加成法，見圖1.10 1.11 C. 尚有其它因應IC封裝的變革延伸而出的一些先進製程，本光碟僅提及但不 詳

5、加介紹，因有許多尚屬機密也不易取得，或者成熟度尚不夠。本光碟以傳統負 片多層板的製程為主軸，深入淺出的介紹各個製程，再輔以先進技術的觀念來探 討未來的PCB走勢。 圖 1.9 減除法 銅箔基板 鑽 孔 化銅+鍍銅 影像轉移 蝕 刻 防 焊 圖 1.11 銅箔基板 鑽 孔 化銅+鍍銅 影像轉移 蝕 刻 鍍銅,錫鉛 防 焊 圖 1.10 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) 化學銅析鍍 防 焊 半加成法 二.製前準備 2.1.前言 台灣PCB產業屬性，幾乎是以，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

6、線路設計，空板製作 以及裝配(Assembly)的Turn-Key業務。以前，只要客戶提供的原始資料如 Drawing, Artwork, Specification，再以手動翻片、排版、打帶等作業， 即可進行製作，但近年由於電子產品日趨輕薄短小，PCB的製造面臨了幾個 挑戰:（1）薄板（2）高密度（3）高性能（4）高速 (5) 產品週期縮短（6 ）降低成本等。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機做為製前工具，現在己被 電腦、工作軟體及鐳射繪圖機所取代。過去，以手工排版，或者還需要 Micro-Modifier來修正尺寸等費時耗工的作業，今天只要在CAM(Computer Aided Manufac

7、turing)工作人員取得客戶的設計資料，可能幾小時內，就可 以依設計規則或DFM(Design For Manufacturing)自動排版並變化不同的生 產條件。同時可以output如鑽孔、成型、測試治具等資料。 2.2.相關名詞的定義與解說 A Gerber file 這是一個從PCB CAD軟體輸出的資料檔做為光繪圖語言。1960年代一家名叫 Gerber Scientific（現在叫Gerber System）專業做繪圖機的美國公司所發展 出的格式，爾後二十年，行銷於世界四十多個國家。幾乎所有CAD系統的發展， 也都依此格式作其Output Data，直接輸入繪圖機就可繪出Drawi

8、ng或Film，因 此Gerber Format成了電子業界的公認標準。 B. RS-274D 是Gerber Format的正式名稱，正確稱呼是EIA STANDARD RS-274D (Electronic Industries Association)主要兩大組成：1.Function Code： 如G codes, D codes, M codes 等。2.Coordinate data：定義圖像(Imaging） C. RS-274X 是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之Code 以外，包括RS-274X Parameters ，或稱整個extended Gerber fo

9、rmat它以兩個字母為組合，定義了繪圖過程的 一些特性。 D. IPC-350 IPC-350是IPC發展出來的一套neutral format,可以很容易由PCB CAD/CAM產生,然後依此系統,PCB SHOP再產生NC Drill Program,Netlist,並 可直接輸入Laser Plotter繪製底片. E. Laser Plotter 見圖2.1,輸入Gerber format或IPC-350 format以繪製Artwork F. Aperture List and D-Codes 見表 2.1 及圖2.2,舉一簡單實例來說明兩者關係,Aperture的定義亦見 圖2.1

10、 圖2.2 圖2.1 表 2.1 Gerber 資料 代表意義 X002Y002D02* 移至(0.2,0.2),快門開關 D11* 選擇Aperture 2 D03* 閃現所選擇Aperture D10* 選擇Aperture 1 X002Y0084D01* 移至(0.2,0.84),快門開關 D11* 選擇Aperture 2 D03* 閃現所選擇Aperture D10* 選擇Aperture 1 X0104Y0084D01* 移至(1.04,0.84),快門開關 D11* 選擇Aperture 2 D03* 閃現所選擇Aperture D12* 選擇Aperture 3 X0104Y0

11、048D02* 移至(1.04,0.48),快門開關 D03* 閃現所選擇Aperture X0064Y0048D02* 移至(0.64,0.48),快門開關 D03* 閃現所選擇Aperture 2.3.製前設計流程： 2.3.1客戶必須提供的資料： 電子廠或裝配工廠，委託PCB SHOP生產空板（Bare Board）時，必須提 供下列資料以供製作。見表料號資料表-供製前設計使用. 上表資料是必備項目，有時客戶會提供一片樣品,一份零件圖，一份保證書（ 保證製程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物質）等。這些額外資料， 廠商須自行判斷其重要性，以免誤了商機。 2.3.2 .資料審查 面對這麼

12、多的資料，製前設計工程師接下來所要進行的工作程序與重點 ，如下所述。 A. 審查客戶的產品規格，是否廠內製程能力可及，審查項目見承接料號製 程能力檢查表. 料 號 資 料 表 項 目 內 容 格 式 1.料號資料 (Part Number)包含此料號的版別,更改歷史,日期以及發行資訊.和Drawing一起或另有一Text檔. 2.工程圖 (Drawing)A.料號工程圖: 包括一些特殊需求,如原物料需求,特性阻抗控 制,防焊,文字種類,顏色,尺寸容差,層次等. HPGL 及 Post Script. B.鑽孔圖: 此圖通常標示孔位及孔號. HPGL 及 Post Script. HPGL 及

13、Post Script. HPGL 及 Post Script. C.連片工程圖: 包含每一小片的位置,尺寸,折斷邊,工具孔相關 規格,特殊符號以及特定製作流程和容差. D.疊合結構圖: 包含各導體層,絕緣層厚度,阻抗要求,總厚度等. 3.底片資料 (Artwork Data)A:線路層 B:防焊層 C:文字層Gerber (RS-274) 4.Aperture List 定義:各種pad的形狀,一些特別的如thermal pad 並須特別定義construction方法. Text file文字檔 5.鑽孔資料Excellon Format定義:A:孔位置, B:孔號, C:PTH 每寸)

14、(微米) (微米) (%) (ATM) 43T/110T 65 115 30.8 4.75 綠漆 55T/140T 綠漆 68HD/173HD 70 77 27.4 6.5 UL綠漆 73T/185T 50 84 39.0 3.75 文字 90T/230T 50 60 9.8 5 電鍍阻劑 110HD/280HD 53 46 21.6 3.75 蝕刻阻劑 120T/305T 37 45 30.1 4 UV蝕刻阻劑 圖4.2 b.網版(Stencil)的種類 (1).直接網版(Direct Stencil) 將感光乳膠調配均勻直接塗佈在網布上，烘乾後連框共同放置在曝光設 備臺面上並覆以原稿底片，再抽真空使其密接感光，經顯像後即成為可 印 刷的網版。通常乳膠塗佈多少次,視印刷厚度而定.此法網版耐用,安定性 高,用於大量生產.但製作慢,且太厚時可能因厚薄不均而產生解像不良. (2).間接網版(Indirect Stencil) 把感光版膜以曝光及顯像方式自原始底片上把圖形轉移過來，然後把已 有圖形的版膜貼在網面上，待冷風乾燥後撕去透明之載體護膜，即成間 接性網版。其厚度均勻,解析度好,製作快,多用於樣品及小量產. c. 油墨 油墨的分類有幾種方式 (1).以組成份可分單液及雙液型. (2)