PCB生产工艺技术培训教程

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1、2010年 9月,PCB生产工艺、设备与测试技术,.（.） 专业提供企管培训资料,.（.） 专业提供企管培训资料,概 述,电子产品制造 电子工艺,PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又 称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。,SMT: SMT是表面组装技术（表面贴装技术）（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。,概 述,工艺的发展与过程 电子工艺研究的领域 电子整机产品的生产过程分

2、为两个方面：方面是指制造工艺的技术手段和操作技能，另一方面指产品在生产过程中的质量控制和工艺管理； 材料 设备 方法和操作,材料,包括电子元器件、导线类、金属、非金属,概 述,设备,方法,人力,管理,生产工具和生产设备,生产工具和生产设备,加工制造-设计制造,管理，技术,概 述,电子工艺的特点： 涉及众多的科学技术领域； 形成时间较晚而发展迅速；,第一章 电子元器件,电子元器件及各种新材料 对元器件的要求： 可靠性高 精确度高 体积小 性能稳定 符合使用环境条件 集成化 微型化 提高性能及改进结构,.（.） 专业提供企管培训资料,电子元器件的特性参数,特性参数一年用于描述电子元器件在电路中的电

3、气功能，通常可以用该元器件的名称来表示。 伏安特性曲线（电子元器件） 试分析图1.1中（a） （b） （c） （d） （e）分别表述什么元器件？,电子元器件的规格参数 标称值 额定值 允许偏差,电子元器件的特性参数,表1.1 元件特性参数值标称系列 规定了树枝标称系列，就大大减少了必须生产的元器件的产品种类，从而使生产厂家有肯呢个实习批量化，标准化的生产及管理。,电子元器件的特性参数,根据电路对元器件的参数要求，运行偏差分为： 双向偏差 单向偏差 具体参考教材 P20 图1.2,电子元器件的特性参数,.（.） 专业提供企管培训资料,额定值 极限值,电子元器件的特性参数,电子元器件的质量参数 1

4、 温度系数 温度每变化1，其数值产生的相对变化叫做温度系数，单位为1/。 2 噪声电动势和噪声系数,电子元器件的特性参数,信噪比 定义为元件两端的外加信号功率与其内部产生的噪声功率之比。,电子元器件的特性参数,高频特性 一切电子元器件在工作在高频状态下时，都将表征出电抗特性，甚至一段很短的导线，其电感，电容也会对电路的频率产生不可忽略的影响。这种性质称为高频特性。,电子元器件的特性参数,.（.） 专业提供企管培训资料,机械强度及可焊性 震动 冲击 断裂 引线开焊等 可靠性和失效率 指它的有效工作寿命，即它的正常完成某一特定电气功能的时间。 电子元器件的工作寿命结束，叫做失效。,电子元器件的特性

5、参数,早期失效： 早期失效是很有害的，但又是不可避免的 偶然失效： 老化失效：,电子元器件的特性参数,失效率函数曲线 参数好的，可靠性不一定高； 参数差的，可靠性不一定低；,电子元器件的特性参数,.（.） 专业提供企管培训资料,1.2 电子元器件的检验和筛选,外观质量检验 电气性能实用筛选,1.3 电子元器件的命名与注册,命名方法 用一个字母代表它的主称：R C L W 用数字或字母代表其它信息。 信号及参数在电子元器件上的标注 直标法 文字符号法 色标法,1.4常用元器件简介,电阻器 电阻器的分类： 合金型 薄膜型 合成型,1.2 电子元器件的检验和筛选,1.4.6 半导体分立器件,1 常用

6、半导体分立器件及分类 普通二极管: 特殊二极管： 敏感二极管： 发光二极管。 2 半导体分立器件的型号命名,1.4.7 集成电路,半导体集成电路 用平面工艺（氧化，光刻，扩散，外延工艺）在半导体晶片上支撑的电路称为半导体集成电路。这种集成电路作为独立的商品，品种最多，应用最广泛，一般所说的集成电路就是指半导体集成电路。,1.4.7 集成电路,集成电路的封装 按材料基本分为金属、陶瓷、塑料三类； 按引脚的形式：通孔插装式、表明安装式 SMT就属于表面安装技术,1.4.9 光电二极管,发光二极管 GaAs， GaAsP, GaP 单向导电性,.（.） 专业提供企管培训资料,1.4.9 光电器件（液

7、晶显示器）,原理 液晶（liquid crystal）是一种物质状态，有人称为物质的第四态。这是一种在一定温度范围内，既有晶体所特有的各向异性的双折射性，又具有液体流动性的物质状态。 利用液晶的电光效应和热光效应职称的显示器件叫做液晶显示器（Liquid crystal device, LCD）,液晶是不导电的； 施加足够强的电场，会引起液晶分子改变原来的取向； 液晶本身不发光，它借助自然光或外来光才能显示，并且外部光线越强，显示效果越好。,1.4.9 光电器件（液晶显示器）,液晶显示器的优点： 1）液晶显示器件的表面为平板型结构，能显著减少显示图像的是真。 2）功耗低，工作电压低（2-6V）

8、，工作电流小（几个uA/cm2）; 3)易于集成，体积小，由于液晶显示器件的功耗低，因此可以应用在元器件密度较大的场合； 4）显示信息量大； 5）寿命长； 6）无电磁污染，液晶显示器件工作时，不产生电磁辐射，对环境无污染。,1.4.9 光电器件（液晶显示器）,缺点 1）机械强度差，易于损坏； 2）工作温度范围窄，一般为-10+60； 3）动态特性较差，相应时间和余辉时间长（ms级）；,1.4.9 光电器件（液晶显示器）,TFT(thin film transistor,薄膜晶体管) 基本原理：由许多可以发出任意颜色光线的像素组成，控制各个像素，使之现实相应的颜色。 在TFT LCD只能够，采用

9、背光技术。,FTF 是在玻璃或塑料基板等非单晶片上（也可以在晶片上）通过溅射、化学沉积工艺形成制造电路必须的各种膜，通过对膜的加工，制作成大规模半导体集成电路。,时,TFT 特点： 大面积； 高集成度； 功能强大； 低成本； 工艺灵活； 应用领域广泛；,.（.） 专业提供企管培训资料,1.4.10 电磁元件,霍尔效应与霍尔元件 霍尔效应：当磁场垂直作用在有电流流过的固体元件上时，在与电流方向和磁场方向都成直角的方向上将产生电动势，这种现象称为霍尔效应，所产生的电压称为霍尔电压。,将一块半导体或导体材料，沿Z方向加以磁场，沿X方向通以工作电流I，则在Y方向产生出电动势，如图1所示，这现象称为霍尔

10、效应。称为霍尔电压。,实验表明，在磁场不太强时，电位差与电流强度I和磁感应强度B成正比，与板的厚度d成反比。 霍尔元件: 利用霍尔效应将磁场强度转变为电压的敏感元件，其特点是输出信号电压（霍尔电压）与磁场强度成正比，并可判断磁场的极性。,第二章 SMT时代的电子元器件,表面安装技术概述 表面安装元器件 SMT元器件特点： （1） （2）,第二章 SMT时代的电子元器件,SMT元器件的种类和规格： 1 无源表面安装元器件SMC 2 有源表面安装器件SMD 3 机电器件,SMD集成电路 SMD集成电路按封装方式，分为： 1）SO封装 2）QFP封装 3）LCCC封装 4）PLCC封装,.（.） 专

11、业提供企管培训资料,SMD的引脚形状（翼形，钩形，球形） 无引脚 有引脚 大规模集成电路的BGA封装 球形引脚栅格阵列,SMD器件的封装发展与前瞻 摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，当价格不变时；或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。,评价集成电路封装技术的优劣，一个重要的指标是： 芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近1越好。,.（.） 专业提供企管培训资料,集成电路DIP封装 芯片载体封装 BG

12、A封装 MCM封装,2.3 微电子组装技术,电子组装技术的发展 常规电子组装技术（THT） 表面安装技术（SMT） 微电子组装（HIC,MCM,DCA） 微电子组装技术是目前迅速发展的新一代电子产品制造技术，主要包括多种新的组装技术及工艺。,2.3 微电子组装技术,微电子组装技术包括很多内容： 芯片直接贴装技术包括：板载芯片（COB）技术；带自动键合（TAB）技术、倒装芯片（FC）技术等。 表面安装技术大大缩小了印刷电路板的面积，提高了电路的可靠性。 为了获得更小的封装面积、更高的电路板面利用率，组装技术向元器件级、芯片级深入。 MPT， 裸片组装,2.3 微电子组装技术,微电子组装技术的研究

13、方向 基片技术： 芯片直接贴装技术： 多芯片组装技术：,.（.） 专业提供企管培训资料,2.3 微电子组装技术,引线建合技术 热压焊 超声焊 热压超声焊（金丝球焊） 载带自动建合技术,2.3 微电子组装技术,倒装芯片技术 倒装芯片封装技术为1960年IBM公司所开发，为了降低成本，提高速度，提高组件可靠性； 封装方式为芯片正面朝下向基板，无需引线键合，形成最短电路，降低电阻；采用金属球连接，缩小了封装尺寸，改善电性表现；,2.3 微电子组装技术,简介 最早的表面安装技术倒装芯片封装技术（FC）形成于20世纪60年代，同时也是最早的球栅阵列封装技术（BGA）和最早的芯片规模封装技术（CSP）。

14、特点 FC通常应用在时脉较高的CPU或高频RF上，以获得更好的效能，与传统速度较慢的引线键合技术相比，FC更适合应用在高脚数、小型化、多功能、高速度趋势IC的产品中。 发发展前景 随着电子封装越来越趋于向更快、更小、更便宜的方向发展，要求缩小尺寸、增加性能的同时，必须降低成本。这使封装业承受巨大的压力，面临的挑战就是传统SMD封装技术具有的优势以致向我们证实一场封装技术的革命。,2.3 微电子组装技术,.（.） 专业提供企管培训资料,2.3 微电子组装技术,大圆片规模集成电路技术,第三章 制造电子产品的常用材料,3.1常用导线与绝缘材料 导线 1）导线分类：电线与电缆 细分为裸线，电磁线，绝缘

15、电线电缆和通信电缆四类。,2）导线材料 如果说最好的导线材料是超导材料铌和锡的化合物,再有就是我们大家都知道的银，但这两种材料的成本太高，一般没人用（磁悬浮用的就是超导材料） 我们平时接触到的导线一般用铝和铜，铝在以前常用，它对电的阻抗较小，不易生锈，质软不易折断，造价便宜，但铝制导线只能制作单根硬线，不能用在经常活动的设备或电器上，否则还是会被折断，而且耐高温能力低，长时间在高温条件下使用会缩短使用寿命。,第三章 制造电子产品的常用材料,铜相对于铝来说性能有了很大的提升，它的电阻抗小，不易生锈，质软而且可以制成多股软线，大大提高了屈折次数，可以安装在移动设备上，使用寿命比铝大大提高，所以我们

16、一般见到的导线是铜制导线。在导线选材上，如果要求较高，可考虑银制或超导，如果是一般用途就用铜制的。,.（.） 专业提供企管培训资料,常见材料中导电性能最好的是银，但考虑经济因素，一般用铜做导线 2 常用安装导线 表3.2列出了安全载流量。,导线的颜色 见表3.3 选择安装导线颜色的一般习惯。 3.1.2 绝缘材料 绝缘材料的电阻率一般都大于 1）无机绝缘材料 2）有机绝缘材料 3）复合绝缘材料,绝缘材料的主要性能及选择 1）抗电强度 2）机械强度 3）耐热等级,3.2 制造印刷电路板的材料-覆铜板 定义：覆铜箔层压板，就是经过粘结、热压等工艺，使一定厚度的铜箔牢固地附着在绝缘基板上的板材。,.（.） 专业提供企管培训资料,材料与制造 1）基板 2）铜箔 3）粘合