pcb加工技术现状和未来发展趋势.docx

PCB(印刷电路板)加工技术现状和未来发展趋势杭州电子科技大学电子信息学院CAE研究所 杨备备201151057摘要:印制电路板几乎是所有电子装置,即小到MP3大到发电厂的控制元件的核心部件。在100多年的发展史中,印制电路板在功能、大小和生产成本等方面经历了很大的变化,尤其是近年来,由于集成电路不断地小型化,印制电路板的封装密度有了大幅度的提高,其中个人计算机的发展就是 PCB技术取得重大进步的一个最好的例子。目前台式计算机的计算能力已经超过 20世纪六七十年代第一台超级计算机,而价格比当时小型计算器的价格还低。另一个例子是用于全球通讯的移动电话,在短短几年时间内就由昂贵笨重“狗骨”型,发展到小巧玲珑并具有全球范围的通话和数据服务功能重要通讯工具。电子产品功能的日益复杂和性能的提高,作为电子产品心脏的印刷电路板的密度和其相关器件的频率都不断攀升,工程师面临的高速高密度 PCB设计所带来的各种挑战也不断增加。传统的印制板已经不能够满足现有的需求,特别是在航天航空等领域信号传输的高频化、数字化、高密度化、高精细化。 PCB技术将发生历史的变革,传统的PCB板将向HDI板、埋嵌元件印制板、刚挠性印制板过渡并向以光信号为代表的光印制板发展。关键词:PCB技术;加工技术;HDI首先介绍一下PCB的发展历史进程: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。印刷电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒(PaulEisler),他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年,美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年,美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起,印刷电路版技术才开始被广泛采用。在印制电路板出现之前,电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在,电路面板只是作为有效的实验工具而存在;印刷电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。印制电路板的规格比较复杂,产品种类多,一般可以按照 PCB的层数、柔软度和材料来类。按层数可分为:单层板、双层板和多层板;按柔软度可区分为刚性印制电路板和柔性电路板;按材质可区分为:覆铜箔板和积层板的绝缘材料。图1单层板 图2双层板印制电路板从最初的单面板到双面板,发展到现在的 40层板。起初主要应用于复杂昂贵的体系如大型计算机,后来印制电路板便被用于便宜的电子产品中,如 6~8层的手机板。多层 PCB的标准制作是通过内层图形层的叠加而成,层与层之间放半固化片(环氧玻纤材料, ~)。层压时,在温度为160℃~180℃,压力为10bar~20bar 条件下,经过约 1小时左右完成固化。外层制作可由上述的任何一种电镀涂覆技术完成。在90年代早期,出现了顺序积层法(SBU)技术。主要是以4~8层的标准多层板为芯板,积层由50m厚的高分子绝缘层和在其上沉积的金属(通常化学镀、压延或溅射)组成。不同层之间通过液体蚀刻、等离子蚀刻或激光烧除的方法形成微盲孔互连。过去10年间,出现了多种不同的SBU技术,至今尚未有一种成为主导技术。SBU多层板也被称为HDI板(即高密度互连板),它的一大优点就是高密度性,这是用标准技术所不能达到的。图3多层板 图4硬性板图5扰性板从PCB层数和发展方向来分,将 PCB分为单面板、双面板、常规多层板、扰性板、 HDI(高密度互联)板、封装基板等 6个主要细分产品。从产品生命周期“导入期—成长期—成熟期—衰退期”等4个周期维度来看,其中单面板、双面板由于不适合目前电子产品短小轻薄的应用趋势,正处于衰退期,其产值比例逐渐减少。由于以MPU等为中心的半导体器件和其它电子元件的进步, 电子设备的硬件年年都取得了显著的发展。与之相平行的电子设备的软件进步也很大,由于两者的发展,无限增大了电子设备的便利性。电子设备是由电子元件的集积构成的,在 PCB上安装电子元件,通过焊接而连接。这种形态几乎没有变化,在封装基板上安装 LSI芯片,再把它安装在母板上,这是基本的形态。由于设备的高性能化,在封装基板上安装数枚芯片,通过 SiP(SysteminPackage)集成为高性能部件。作为封装基板 (也称为插入板 Interposer 或者基板Substrate的绝缘材料有硅基板,套瓷基板和有机树脂基板等,正在进行基板材料的许多开发。本文就支持最先端电子设备的PCB技术的最新动向加以叙述。PCB基板材料电路板的基板一般是以环氧树脂、酚醛树脂、聚四***乙烯等为粘合剂,以纸或玻璃纤维为增强材料而组成的复合材料板,在板的单面或双面压有铜箔 。 纸基酚醛树脂板(