深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的HDI PCB/軟硬結合板服務商之一。
線路板中無論剛性、撓性、剛撓結合多層板,以及用于IC封裝基板的模組基板,為電子設備做出貢獻。線路板行業(yè)在電子互連技術中占有重要地位。
HDI板,是指High Density Interconnect,即高密度互連板,是PCB行業(yè)在20世紀末發(fā)展起來的一門較新的技術。就是采用增層法及微盲埋孔所制造的多層板。
微孔:在PCB中,直徑小于6mil(150um)的孔被稱為微孔。
埋孔:BuriedViaHole,埋在內(nèi)層的孔,在成品看不到,主要用于內(nèi)層線路的導通,可以減少信號受干擾的幾率,保持傳輸線特性阻抗的連續(xù)性。由于埋孔不占PCB的表面積,所以可在PCB表面放置更多元器件。
盲孔:Blind Via,連接表層和內(nèi)層而不貫通整版的導通孔。
傳統(tǒng)的PCB板的鉆孔由于受到鉆刀影響,當鉆孔孔徑達到0.15mm時,成本已經(jīng)非常高,且很難再次改進。而HDI板的鉆孔不再依賴于傳統(tǒng)的機械鉆孔,而是利用激光鉆孔技術(所以有時又被稱為鐳射板。)
HDI板的鉆孔孔徑一般為3-5mil(0.076-0.127mm),線路寬度一般為3-4mil(0.076-0.10mm),焊盤的尺寸可以大幅度的減小所以單位面積內(nèi)可以得到更多的線路分布,高密度互連由此而來。
HDI技術的出現(xiàn),適應并推進了FPC/PCB行業(yè)的發(fā)展。使得在HDI板內(nèi)可以排列上更加密集的BGA、QFP等。目前HDI技術已經(jīng)得到廣泛地運用,其中1階的HDI已經(jīng)廣泛運用于擁有0.5PITCH的BGA的PCB制作中。
HDI技術的發(fā)展推動著芯片技術的發(fā)展,芯片技術的發(fā)展也反過來推動HDI技術的提高與進步。
材料的分類
1、銅箔:導電圖形構成的基本材料
2、芯板(CORE):線路板的骨架,雙面覆銅的板子,即可用于內(nèi)層制作的雙面板。
3、半固化片(Prepreg):多層板制作不可缺少的材料,芯板與芯板之間的粘合劑,同時起到絕緣的作用。
4、阻焊油墨:對板子起到防焊、絕緣、防腐蝕等作用。
5、字符油墨:標示作用。
6、表面處理材料:包括鉛錫合金、鎳金合金、銀、OSP等等。
當前對應HDI多層板技術進步的基板材料及所用環(huán)氧樹脂的發(fā)展課題。HDI多層板技術發(fā)展在未來幾年內(nèi)的發(fā)展是:導電電路寬度/間距更細化、導通孔更小化、基板的絕緣層更加薄型化。
這一發(fā)展趨勢給基板材料制造業(yè)提出了以下兩大方面的重要課題:如何在HDI多層板的窄間距、微孔化不斷深入發(fā)展的情況下,它的基板絕緣可靠性、通孔可靠性;如何實現(xiàn)CCL的更加薄型化。
方面課題歸結為基板材料的可靠性問題,它由CCL基本性能(包括耐熱性、耐離子遷移性、耐濕性、耐TCP性、介電性等)與基板加工性(微孔加工性、電鍍加工性)兩方面性能的綜合體現(xiàn),而所提及的CCL各方面具體性能都是與CCL用樹脂性能相關。
所謂與樹脂的相關性,就是環(huán)氧樹脂應達到3個層的要求:要實現(xiàn)對樹脂所需的性能指標;要在一些條件變化下確保這些性能的穩(wěn)定;要有與其它樹脂的共存性好(即互溶性、或反應性、或聚合物合金性好)。
實現(xiàn)CCL薄型化中對其所用的環(huán)氧樹脂性能要求的技術含量較高。CCL薄型化技術主要是要解決板的剛性提高(便于工藝操作性,機械強度等)、翹曲變形減小的問題,薄型化CCL在工藝研發(fā)中,除了在半固化片加工工藝上需要有所改進、創(chuàng)新外,于樹脂組成和增強材料技術也是十分關鍵的方面。
PCB多層板表面處理方式
1.熱風整平涂布在PCB表面的熔融錫鉛焊料和加熱壓縮空氣流平(吹氣平整)過程。使其形成抗銅氧化涂層,可提供良好的可焊性。熱風焊料和銅在結合處形成銅 - 錫金屬化合物,其厚度約為1~2mil;
2.有機抗氧化(OSP)通過化學方法在清潔的裸銅表面上生長一層有機涂層。這種PCB多層板薄膜具有抗氧化,耐熱沖擊,防潮,以保護銅表面在正常環(huán)境下不再生銹(氧化或硫化等);同時,在隨后的焊接溫度下,焊接用焊劑很容易快速去除;
3.鎳金化學在銅表面,涂有厚實,良好的鎳金合金電性能,可以保護PCB多層板。很長一段時間不像OSP,它只用作防銹層,它可以用于長期使用PCB并獲得良好的電能。此外,它還具有其他表面處理工藝所不具備的環(huán)境耐受性;
4.化學鍍銀沉積在OSP與化學鍍鎳/鍍金之間,PCB多層板工藝簡單快速。暴露在炎熱,潮濕和污染的環(huán)境中仍然提供良好的電氣性能和良好的可焊性,但失去光澤。由于銀層下沒有鎳,沉淀的銀不具有化學鍍鎳/浸金的所有良好的物理強度;
5.在PCB多層板表面導體上鍍鎳金,鍍一層鎳然后鍍一層金,鍍鎳主要是為了防止金與銅之間的擴散。有兩種類型的鍍鎳金:軟金(,這意味著它看起來不亮)和硬金(光滑,堅硬,耐磨,鈷和其他元素,表面看起來更亮)。軟金主要用于芯片包裝金線;硬金主要用于非焊接電氣互連。
6.PCB混合表面處理技術選擇兩種或兩種以上表面處理方法進行表面處理,常見的形式有:鎳金防氧化,鍍鎳金沉淀鎳金,電鍍鎳金熱風整平,常見形式有:鎳金防 - 氧化,鍍鎳金沉淀鎳金,電鍍鎳金熱風整平,重鎳和金熱風平整。盡管PCB多層板表面處理過程的變化并不顯著,并且似乎有些牽強,但應該注意的是,長期緩慢的變化將導致的變化。隨著對環(huán)境保護的需求不斷增加,PCB的表面處理工藝必將在未來發(fā)生變化。
? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務商之一。公司成立以來,一直專注樣品,中小批量領域??焖俚慕桓兑约斑^硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè),是深圳高新技術認證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系,先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認證。
PCB失效分析技術方法(接上)
5.掃描電子顯微鏡分析
掃描電子顯微鏡(SEM)是進行失效分析的一種有用的大型電子顯微成像系統(tǒng),其工作原理是利用陰極發(fā)射的電子束經(jīng)陽極加速,由磁透鏡聚焦后形成一束直徑為幾十至幾千埃(A)的電子束流,在掃描線圈的偏轉作用下,電子束以一定時間和空間順序在試樣表面作逐點式掃描運動,這束高能電子束轟擊到樣品表面上會激發(fā)出多種信息,經(jīng)過收集放大就能從顯示屏上得到各種相應的圖形。激發(fā)的二次電子產(chǎn)生于樣品表面5~10nm范圍內(nèi),因而,二次電子能夠較好的反映樣品表面的形貌,所以常用作形貌觀察;而激發(fā)的背散射電子則產(chǎn)生于樣品表面100~1000nm范圍內(nèi),隨著物質(zhì)原子序數(shù)的不同而發(fā)射不同特征的背散射電子,因此背散射電子圖象具有形貌特征和原子序數(shù)判別的能力,也因此,背散射電子像可反映化學元素成分的分布?,F(xiàn)時的掃描電子顯微鏡的功能已經(jīng)很強大,任何精細結構或表面特征均可放大到幾十萬倍進行觀察與分析。
在PCB或焊點的失效分析方面,SEM主要用來作失效機理的分析,具體說來就是用來觀察焊盤表面的形貌結構、焊點金相組織、測量金屬間化物、可焊性鍍層分析以及做錫須分析測量等。與光學顯微鏡不同,掃描電鏡所成的是電子像,因此只有黑白兩色,并且掃描電鏡的試樣要求導電,對非導體和部分半導體需要噴金或碳處理,否則電荷聚集在樣品表面就影響樣品的觀察。此外,掃描電鏡圖像景深遠遠大于光學顯微鏡,是針對金相結構、顯微斷口以及錫須等不平整樣品的重要分析方法。
6.X射線能譜分析
上面所說的掃描電鏡一般都配有X射線能譜儀。當高能的電子束撞擊樣品表面時,表面物質(zhì)的原子中的內(nèi)層電子被轟擊逸出,外層電子向低能級躍遷時就會激發(fā)出特征X射線,不同元素的原子能級差不同而發(fā)出的特征X射線就不同,因此,可以將樣品發(fā)出的特征X射線作為化學成分分析。同時按照檢測X射線的信號為特征波長或特征能量又將相應的儀器分別叫波譜分散譜儀(簡稱波譜儀,WDS)和能量分散譜儀(簡稱能譜儀,EDS),波譜儀的分辨率比能譜儀高,能譜儀的分析速度比波譜儀快。由于能譜儀的速度快且成本低,所以一般的掃描電鏡配置的都是能譜儀。
隨著電子束的掃描方式不同,能譜儀可以進行表面的點分析、線分析和面分析,可得到元素不同分布的信息。點分析得到一點的所有元素;線分析每次對的一條線做一種元素分析,多次掃描得到所有元素的線分布;面分析對一個面內(nèi)的所有元素分析,測得元素含量是測量面范圍的平均值。
在PCB的分析上,能譜儀主要用于焊盤表面的成分分析,可焊性不良的焊盤與引線腳表面污染物的元素分析。能譜儀的定量分析的準確度有限,低于0.1%的含量一般不易檢出。能譜與SEM結合使用可以同時獲得表面形貌與成分的信息,這是它們應用廣泛的原因所在。
? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年, 公司產(chǎn)品廣泛應用于通信、工業(yè)控制、計算機應用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領域。我們的產(chǎn)品包括:高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結合板、FPC等特種高難度電路板,專注于多品種,中小批量領域。我們的客戶分布全球各地,目前外銷訂單占比70%以上。