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PCB制造流程及说明(上集)-1


PCB 制造流程及說明

PCB 制造流程及说明(上集)
一. PCB 演变
1.1 PCB 扮演的角色 PCB 的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接 合的基地, 以组成一个具特定功能的模块或成品。所以 PCB 在整个电子产 品中,扮演了整合连结总 其成所有功能的角色,也因此时常电子产品功能故 障时,最先被质疑往往就是 PCB。图 1.1 是电子构装层级区分示意。 1.2 PCB 的演变 1.早于 1903 年 Mr. Albert Hanson 首创利用"线路"(Circuit)观念应用于电话交换机系统。 它是用金属箔予以切割成线路导体,将之黏着于石蜡纸上,上面同样贴上一层石蜡纸,成 了现今 PCB 的机构雏型。见图 1.2 2. 至 1936 年,Dr Paul Eisner 真正发明了 PCB 的制作技术,也发表多项专利。而今 日之 print-etch (photo image transfer)的技术,就是沿袭其发明而来的。 1.3 PCB 种类及制法 在材料、层次、制程上的多样化以适 合 不同的电子产品及其特殊需求。 以下就归纳 一些通用的区别办法,来简单介绍 PCB 的分类以及它的制造方 法。 1.3.1 PCB 种类 A. 以材质分 a. 有机材质 酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyamide、BT/Epoxy 等皆属之。 b. 无机材质 铝、Copper Inver-copper、ceramic 等皆属之。主要取其散热功能 B. 以成品软硬区分 a. 硬板 Rigid PCB b.软板 Flexible PCB 见图 1.3 c.软硬板 Rigid-Flex PCB 见图 1.4 C. 以结构分 a.单面板 见图 1.5 b.双面板 见图 1.6 c.多层板 见图 1.7 D. 依用途分:通信/耗用性电子/军用/计算机/半导体/电测板…,见图 1.8 BGA. 另有一种射出成型的立体 PCB,因使用少,不在此介绍。 1.3.2 制造方法介绍 A. 减除法,其流程见图 1.9 1

PCB 制造流程及說明

B. 加成法,又可分半加成与全加成法,见图 1.10 1.11 C. 尚有其它因应 IC 封装的变革延伸而出的一些先进制程,本光盘仅提及但不详加介 绍,因有许多尚属机密也不易取得,或者成熟度尚不够。 本光盘以传统负片多层板的制程 为主轴,深入浅出的介绍各个制程,再辅以先进技术的观念来探讨未来的 PCB 走势。

二.制前准备
2.1.前言 台湾 PCB 产业属性,几乎是以OEM,也就是受客户委托制作空板(Bare Board)而 已, 不像美国, 很多 PCB Shop 是包括了线路设计, 空板制作以及装配(Assembly)的 Turn-Key 业务。以前,只要客户提供的原始资料如 Drawing, Artwork, Specification,再以手动翻片、 排版、打带等作业,即可进行制作,但近年由于电子产品日趋轻薄短小,PCB 的制造面临 了几个挑战:(1)薄板(2)高密度(3)高性能(4)高速 ( 5 ) 产品周期缩短(6)降低成 本等。以往以灯桌、笔刀、贴图及照相机做为制前工具,现在己被计算机、工作软件及激 光绘图机所取代。过去,以手工排版,或者还需要 Micro-Modifier 来修正尺寸等费时耗工 的作业,今天只要在 CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人员取得客户的设计资料, 可能几小时内,就可以依设计规则或 DFM(Design For Manufacturing)自动排版并变化不同 的生产条件。同时可以 output 如钻孔、成型、测试治具等资料。

2.2.相关名词的定义与解说

A Gerber file 这是一个从 PCB CAD 软件输出的资料文件做为光绘图语言。 1960 年代一家名叫 Gerber Scientific(现在叫 Gerber System)专业做绘图机的美国公司所发展出的格式,尔后二十年, 行销于世界四十多个国家。几乎所有 CAD 系统的发展,也都依此格式作其 Output Data, 直接输入绘图机就可绘出 Drawing 或 Film,因此 Gerber Format 成了电子业界的公认标准。 B. RS-274D 是 Gerber Format 的正式名称,正确称呼是 EIA STANDARD RS-274D(Electronic Industries Association)主要两大组成:1.Function Code:如 G codes, D codes, M codes 等。 2.Coordinate data:定义图像(imaging) C. RS-274X 是 RS-274D 的延伸版本,除 RS-274D 之 Code 以外,包括 RS-274X Parameters,或称 2


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