pcb基材及工艺设计、工艺标准课件

基材及工艺设计PCB与标准基材是电子元件的基础，对电路板的性能、可靠性和成本至关重要PCB工艺设计与标准规范了制造过程，确保产品质量和一致性PCB基材概述PCB基础材料多层结构导电性性能特点基材是电路板的核心部件，基材可以由多层材料组成，铜箔是主要的导电层，用于连基材的性能决定电路板的可PCB PCB PCB它提供机械支撑和绝缘保护，例如铜箔、绝缘层和粘合剂接电路元件靠性、耐用性和电气性能承载电路元件基材种类介绍PCB

11.FR-4基材

22.高频低损耗基材基材是最常用的基高频低损耗基材主要用于高速FR-4PCB材，由环氧树脂和玻璃纤维布信号传输电路，例如通信5G构成，具有良好的机械强度、设备，具有低介电常数和低损抗化学腐蚀性和阻燃性能耗的特点

33.铜箔基材

44.陶瓷基材铜箔基材由铜箔和绝缘层构陶瓷基材具有高耐温性和高强成，用于制作多层板，铜度，主要用于制作高性能电子PCB箔具有良好的导电性和导热设备，例如汽车电子和航空航性天基材特性FR-4是一种常见的基材，具有优异的机械强度、电气性能和耐热性FR-4PCB的介电常数约为，损耗角正切值在左右，能够满足大多数电子产品FR-

44.

40.02的应用需求还具有良好的加工性能，易于加工成各种形状，方便生产使用FR-4铜箔基材特性铜箔是基材的重要组成部分，其性能直接影响着的电气性能和可靠性PCB PCB铜箔基材通常由铜箔和绝缘层组成，其中铜箔起到导电作用，绝缘层则起到隔离和保护作用101oz厚度重量单位微米单位盎司平方英尺um/oz/ft²35100粗糙度拉伸强度单位微英寸单位兆帕µin MPa高频低损耗基材特性特性说明低损耗信号传输损耗低高介电常数减少信号反射，提高信号完整性低介电损耗减少信号衰减，提高传输效率低热膨胀系数减少热应力，提高产品稳定性基材选型因素PCB应用场景成本控制性能需求加工工艺基材的应用场景决定了所不同基材的成本差异较大，需基材的性能需求包括机械不同基材的加工工艺不同，需PCB PCB需的性能指标，例如工作频要根据项目的预算和成本控制强度、电气性能、热性能、化要根据生产能力和加工工艺要率、工作温度、可靠性要求要求选择合适的基材学性能等，需要根据设计需求求选择合适的基材等进行选择基材加工工艺PCB表面处理1电镀、喷锡、沉金等蚀刻2去除多余铜箔钻孔3制作元器件过孔层压4铜箔与基材结合预处理5清洁、干燥、预热等基材加工工艺，指将基材、铜箔等材料加工成板的过程主要包括预处理、层压、钻孔、镀铜、蚀刻和表面处理等步骤PCB PCB板面铜箔处理工艺PCB清洁处理1去除油污、氧化物等杂质，提高铜箔表面附着力，确保后续工艺顺利进行粗化处理2增加铜箔表面粗糙度，提高附着力，增强镀层结合强度，降低镀层剥离风险微蚀处理3去除铜箔表面氧化层，使铜箔表面光滑，有利于后续电镀过程层压工艺PCB材料准备首先，将铜箔和预浸料按照特定的层数顺序堆叠在一起，确保层与层之间紧密贴合，并保持均匀的压力加热加压然后将材料放入层压机中，在高温和高压下进行压制，使预浸料中的树脂熔化并固化，将铜箔和基材牢固地粘合在一起冷却降压层压完成后，需要将层压板在常温下进行冷却，以确保树脂完全固化，同时释放压力，避免层压板出现变形检验合格最后，对层压板进行检验，确保其尺寸、厚度、层数、铜箔厚度、表面光洁度等各项指标都符合要求钻孔工艺PCB定位1精确定位板PCB钻孔2使用钻头进行钻孔毛边处理3去除钻孔毛边清洁4清洁钻孔区域钻孔工艺是生产过程中重要的环节之一，它直接影响着的质量和性能PCB PCB PCB钻孔工艺要求高精度，保证孔径尺寸和位置精度，并避免毛边等缺陷镀铜工艺PCB镀铜工艺是生产中非常重要的环节，它是将铜层沉积在表面，形成导电层，实现电路连接PCB PCB PCB预处理1清洁表面，去除杂质和氧化物PCB电镀2利用电解原理，将铜离子沉积到表面PCB后处理3清洗、干燥，提高镀层附着力和稳定性镀铜工艺的质量直接影响的性能和可靠性，因此需要严格控制镀层厚度、均匀性、表面粗糙度等指标PCB蚀刻工艺PCB曝光1将板上的图形曝光，使感光胶固化，形成保护膜，并暴露未被保护PCB的铜箔显影2用显影液溶解未曝光的感光胶，使电路图形清晰显现蚀刻3用腐蚀性溶液腐蚀未被保护的铜箔，使电路图形形成剥离4将保护膜剥离，露出蚀刻后的铜箔线路，完成的蚀刻过程PCB表面处理工艺PCB电镀工艺1镍金、沉金、化学镀镍、OSP化学镀2化学镀镍、化学镀金、化学镀银热镀3热镀锡、热镀铅锡、热镀银喷涂工艺4喷锡、喷铅锡表面处理工艺是制造过程中的重要环节，决定了的可靠性和性能PCB PCB PCB表面处理工艺可以提高的耐腐蚀性、耐磨损性、焊接性能等，同时也可以改善的外观和电性能PCB PCB外观检查标准PCB尺寸偏差表面缺陷尺寸偏差包括板长、板宽、孔径、间距等方面，需要符合设计要常见缺陷包括划痕、凹坑、油污、异物等，需要满足相应标准求铜箔质量焊接性能铜箔应光亮无氧化，无明显的毛刺、裂纹等，符合相关标准需要满足焊接要求，例如焊盘尺寸、焊锡质量等，确保焊接可靠性尺寸检查标准PCB尺寸精度外形尺寸间距检查厚度检查确保尺寸符合设计要求，避检查板的整体形状、边角、检查元器件间距、焊盘间距、确保板厚度符合标准，避免PCB PCB PCB免尺寸偏差导致连接问题孔位等，确保符合设计图纸导线间距，保证电路正常运因厚度不均导致电气性能问作题材料性能检查标准PCB机械性能测试电气性能测试热性能测试化学性能测试弯曲强度、抗拉强度、抗剪强介电强度、介电常数、损耗角热膨胀系数、玻璃化转变温耐腐蚀性、耐溶剂性、吸水度、冲击强度、硬度等指标正切、表面电阻率、体积电阻度、耐热温度、热变形温度等率、吸潮率等指标确保PCB确保板能承受机械应力，率等指标确保板能满足指标确保板能承受温度板能抵抗各种化学物质的腐PCB PCB PCB避免变形或断裂电气性能要求变化，保持稳定性能蚀，保持稳定性能电性能检查标准PCB阻抗测试信号完整性测试电源完整性测试阻抗测试测量上信号路径的阻抗，确保信号完整性测试评估信号在上的传播情电源完整性测试评估上的电源电压变PCB PCB PCB信号完整性和稳定性况，确保数据传输的准确性和可靠性化，确保电源稳定性并防止器件损坏机械性能检查标准PCB弯曲强度抗拉强度抗冲击评估板材抵抗弯曲变形的能力，防止在测试板材在受到拉伸力时的抗断裂能验证板材抵御意外冲击的能力，以确保PCB PCBPCB安装或使用过程中发生弯折损坏力，确保其在组装或使用过程中不会发生断其在运输或使用过程中不易损坏裂常见缺陷分析及解决PCB

11.空洞

22.裂纹空洞是指板表面或内部出现裂纹是指板表面或内部出现PCBPCB空腔其原因可能是层压工裂缝其原因可能是层压工艺、钻孔工艺或镀铜工艺中的艺、钻孔工艺或镀铜工艺中的缺陷造成的缺陷造成的

33.翘曲

44.铜箔剥离翘曲是指板出现弯曲或变铜箔剥离是指板表面铜箔与PCBPCB形其原因可能是层压工艺、基材分离其原因可能是层压钻孔工艺或镀铜工艺中的缺陷工艺、钻孔工艺或镀铜工艺中造成的的缺陷造成的可靠性试验标准温度循环试验湿度试验测试在不同温度环境下的性测试在高温高湿环境下的性PCBPCB能，评估其抗热冲击的能力能，评估其抗潮湿的能力盐雾试验振动试验测试在盐雾环境下的性能，评测试在振动环境下的性能，评PCBPCB估其抗腐蚀的能力估其抗机械冲击的能力阻燃性测试标准1UL94测试2水平燃烧测试标准测试材料在火焰中的测试材料在水平方向上的燃烧UL94燃烧性能速度和阻燃效果垂直燃烧测试热释放速率34测试材料在垂直方向上的燃烧测试材料在燃烧过程中释放热速度和阻燃效果量的速率环保性测试标准RoHS指令REACH法规卤素含量测试限制使用有害物质指令，旨在减少电子产品化学品注册、评估、授权和限制法规，旨在检测产品中卤素元素的含量，例如氯、溴、中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴确保化学物质在生产和使用过程中安全碘等，以评估产品是否符合环保标准二苯醚等有害物质绿色制造标准节能减排循环利用采用节能设备和技术，降低能对生产过程中的废弃物进行回收耗，减少污染排放，实现可持续利用，减少资源浪费，实现生产发展闭环清洁生产绿色设计采用清洁生产技术，降低污染物在产品设计阶段，考虑环保因的排放，保护环境素，使用环保材料，减少环境影响无卤素标准环保意识阻燃性能可回收性应用范围卤素会产生有害气体，对环境无卤素基材通常具有良好的阻无卤素基材更容易回收利用，无卤素标准广泛应用于电子产造成污染，无卤素标准可以减燃性能，可以提高产品安全减少资源浪费品，例如计算机、手机和家用少污染性电器温度循环标准测试目的测试方法评估在不同温度环境下的耐受性和可靠性模拟产品在使用过将样品置于循环温度箱中，按照设定温度梯度进行循环测试，PCBPCB程中经受的温度变化，检测材料性能的变化、焊接质量和连接器通常包括高温、低温、回温等阶段测试期间，监控的性能指PCB性能的可靠性标变化，例如电阻、电容、绝缘强度等湿热试验标准湿度控制温度控制时间控制测试指标控制试验箱内湿度，模拟高温控制试验箱内温度，模拟高温设定试验持续时间，模拟长时测试指标包括外观、尺寸、电高湿环境高湿环境间高温高湿环境性能、机械性能等抗振动标准振动测试标准测试方法振动测试模拟板在运输、使用过程中可能遇到的振动环境常用的测试方法有正弦振动、随机振动、冲击振动等测试时，PCB主要测试项目包括振动频率、振动幅度、振动时间等将板固定在振动台上，通过传感器监测其振动响应PCB抗冲击标准测试方法测试条件冲击测试主要采用自由落体法测试条件包括冲击高度、冲击方将板固定在特定高度，然后向、板的固定方式等PCBPCB自由落下，测量板在冲击后PCB的损坏程度评判标准根据冲击后的板的损坏程度，判断板的抗冲击性能是否符合标准PCBPCB电镀工艺标准电镀流程电镀槽控制系统电镀工艺包含多个步骤，例如预处理、电电镀槽是进行电镀的主要设备，包含电解控制系统监控电镀工艺参数，例如温度、电镀、后处理等液、阴极、阳极等部件流、时间等钻孔工艺标准孔径精度孔壁质量钻孔精度包括孔径尺寸、孔位精孔壁应光滑、无毛刺、无裂纹、度和孔形精度，应符合设计要无变形，以保证元器件的插入和求焊接质量孔位偏差孔间距孔位偏差应符合设计要求，确保孔间距应符合设计要求，确保元元器件安装的准确性和可靠性器件之间的间距和线路的正常运行。