1、PCB 名詞介紹全球最大文档库! 豆 丁 DocI問：何謂SMT(表面黏著技術)? 答：表面黏著技術(SURFACE MOUNT THCHNOLOGY)簡稱 SMT，應用在電子產業上。隨著電子元件包裝技術之發展，不但電子元件更為迷你化，且極利於高速之自動化組裝。因此，印刷電路板零件之組裝作業方式，己漸由貫穿孔之零件插裝方式，改為表面貼銲之方式。應用 SMT可節省 70%的 PCB面積，成本將愈來愈低，品質及信賴度也將大為提高。 問：何謂增層法? 答：增層法（Build-up process）是用來製作高密度、小孔徑印刷電路板（PCB）的 一項特殊技術，日本 PCB業發展增層法已有十年左右，其技
2、術領先全球。傳統製 作多層 PCB的方式是將內外各層分別做好，再進行壓合而成多層板。增層法則大 為不同，以製作八層板為例，通常是完成四層板之後，再於上下兩面各覆蓋兩 層，而成八層板。 多層 PCB為了讓層與層之間的線路相通，必須鑽孔，最簡單的方式是多層板壓 合後，直接貫穿整片板子鑽孔（通孔） ，但若為了任兩層間的相通就鑽通孔， 其佔據面積太大，因此，有了盲孔（開口於某一表面，止於內層）與埋孔（完 全埋在內層間）技術出現，一般要求體積輕薄短小的電子產品，如行動電話手 機，其內部使用的 PCB均為盲、埋孔板。但是盲、埋孔板必須在各內層板製作同 時分別鑽孔，流程過長，半成品損耗比例也因而提高。使用增
3、層法製作 PCB，則 在增層的同時，以感光、雷射等特殊方式同時完成孔，盲、埋孔板的生產 流程大為縮短，成本因而降低。 增層法更大的好處在於能夠生產出更精細的 PCB。傳統方法的極限，PCB 的線 寬線距只能做到 44 mil（千分之一吋） ，但增層法則可精細到線寬線距 為 22 mil，同時也可大幅減小孔徑。目前所稱之高密度連結板（HDI board， 指線寬線距小於 44 mil） 、微小孔板（Micro-via board） ，孔俓5-6mil以 下，都必須用增層法製作。 問：何謂銀貫孔製程? 答：銀膠貫孔是用銀膠貫導通孔，製程是五道製程(線路、防焊、貫孔、防焊、文字)，九道網板印刷，所以
4、目前台灣有在研發的廠商多為單面板起家的公司，如敬鵬；台灣銀貫孔板的最早量產公司是日立化成，通常銀貫孔板多用在 CD-R的 PC板，一片約可省一美金的成本。 MSL（Measling）白點原因分析：可能因壓合中膠片內的氣泡能趕出，而顯現不透明的白點。此外，如果膠片的膠含量 R/C偏低，或玻璃布本身的沾膠性 Wet Out不良，在經緯紗交錯的結點上，容易產生缺膠的現象而形成白點。另膠片如硬化不足亦會產生白點。 對 策：加強玻璃布的親膠沾膠（Wet Out）效果，並提高膠含量 R/C，如因硬化不足產生的白點亦可由增長硬化時間來解決。 WEP/RSV（Weave Exposure/Eesin Star
5、tvation）織紋顯露/缺膠原因分析：此二症狀的原因相當類似，只是影響的部分不同而已。若發生於表層，則可能因玻璃布未得到完整的覆蓋，而呈現出織紋顯露的型態。如發生於中層之內部時，則將形成局部缺膠現象。對 策：因 R/F偏高使得壓合時流膠過大形成的 WEP/RSV，可藉壓合條件來調整（如降低生溫速率、延後上壓、減小壓力時） 。至於沾膠性 Wet Out不良或R/C偏低造成的 WEP/RSV則須由上膠條件的修正著手（如增高 R/C、P/G 等）銀膏 Silver Paste 指由重量比達 70%之細小銀片與樹脂所調製的聚合物印膏，並加入少量高沸點溶劑做為調薄劑，以方便網版印刷之施工。一般板面追加
6、之跳線(Jumper)或貫孔導通，均可採用銀膏以代替正統 PTH，此等銀膠通孔特稱為 STH(Silver Through Hole)。本法有設備簡單、施工迅速、無廢水麻煩、導通品質不錯等優點，其電阻值僅 40m/sq。一般 STH成本不到 PTH的三分之二，是低功率簡單功能電路板的寵兒，常用於各種遙控器或桌上電話等電子機器。 全球 STH板類之生產多半集中在東南亞及韓國等地，所用銀膏則以日貨為主，如 Fujikura、北陸等品牌。近年來板面跳線多已改成碳膠，而銀膏則專用於貫孔是雙面板之領域。 “銀貫孔”技術要做到客戶允收並不簡單，常會出現斷裂、鬆動、及“遷移”(Migration)等問題。可
7、供參考的文獻不多，現場只有自求多福，以經驗為主去克服困難。特性阻抗 Characteristic Impedance是指當導體中有電子“訊號”波形之傳播時，其電壓對電流的比值稱為“阻抗Impedance”。由於交流電路中或在高頻情況下，原已混雜有其他因素（如容抗、感抗等）的“Resistance” ，已不再只是簡單直流電的“歐姆電阻” （Ohmic Resistance） ，故在電路中不宜再稱為“電阻” ，而應改稱為“阻抗” 。不過到了真正用到“阻抗 Impedance”的交流電情況時，免不了會造成混淆，為了有所區別起見，只好將電子訊號者稱為“特性阻抗” 。電路板線路中的訊號傳播時，影響其“特
8、性阻抗”的因素有線路的截面積，線路與接地層之間絕緣材質的厚度，以及其介質常數等三項。目前已有許多高頻高傳輸速度的板子，已要求“特性阻抗”須控制在某一範圍之內，則板子在製造過程中，必須認真考慮上述三項重要的參數以及其他配合條件。 細線與濕膜 由於乾膜光阻本身的平均厚度在 1.01.5mil之間，對水平輸送式蝕刻之上板面而言，會造成細密線區的“水溝效應” （Puddle Effect） ，使得所噴射新鮮蝕刻液的強力水點，打不到待蝕的銅面，而且連空氣中的氧氣也被阻隔。此“氧氣”的角色是協同將金屬銅（Cu0）氧化成可水溶的銅離子（Cu+） ，是一種不可或缺的氧化劑。氧化力減弱蝕刻不足將造成線底兩側之殘
9、足，成為細線工程的一大隱憂。至於另一種半氧化的 Cu+則很難水溶，常附著在線路腰部流速較低的側壁上，可當成護岸劑（Banking Agent） ，而使側蝕（Undercut）得以減低。 蝕刻液 為了降低水溝效應減少側蝕與殘足起見，5mil 以下的細線應儘可能將待蝕刻的銅層逼薄，同時也還應將抗蝕阻劑逼薄。如此一來除可避免積水而方便氧氣進入外，還可加速新鮮藥液更換的頻率，有效的排除廢銅液，逼薄 Z方向待蝕銅面上擴散層（Diffussion layer）的厚度，以增快正蝕減緩側蝕，使細線密線的品質更好。 濕膜光阻的平均厚度約為 0.3mil左右，在水溝效應方面遠較乾膜光阻有利，近年來在業者們不斷的努
10、力下，其針孔與解像（Resolution）不佳的缺失已逐漸改進。由於沒有較厚的直立側壁，故除在“線路電鍍製程” （Pattern Process）與蓋孔製程等外層板面場合無法施展外，其餘各種傳統內層板的酸性蝕刻都可派上用場。 【註】水溝效應（Puddle Effect）：早期大面積鬆寬線路之蝕刻時，在下曾將此詞譯之為“水池效應” ，目前之細密線路宜改稱為水溝效應才更為傳神。接地層 Ground Plane(or earth plane) 是屬於多層板內層的一種板面，通常多層板的一層線路層，需要搭配一層大銅面的接地層，以當成眾多零件的公共回歸接地、遮蔽(Shielding)、以及散熱(Heats
11、inking)之用。 以傳統 TTL邏輯雙排腳的 IC為例，從其正面（背面）觀看時，以其一端之缺口記號朝上，其左邊即為第一隻腳（通常在第一腳旁的本體也會打上一個小凹陷或白點作為識別） ，按順序數到該排的最後一腳即為“接地腳” 。再按反時針方向數到另一排最後一腳，就是要接電壓層（Power Plane）的引腳。接地層與電壓層二者也稱為參考層，再與介質層及訊號線共同組成傳輸線，做為方波訊號的傳輸用途。 電鍍銅箔 E.D.Foil 是由一種特殊的高速鍍銅機組所製造的薄銅層，其中陰極為直徑 23m長度23m汽油桶式的柱狀不銹鋼空心胴體(Drum)，所匹配的陽極多為不溶性的金屬。陰陽極之間極薄電解槽液，
12、其厚度不到 1cm，而其高溫電解液 60為 100g/l之硫酸銅，故在電阻甚低下其操作電流密可高達 1200ASF。如此在陰極胴體表面無縫鈦層表面，可高速鍍上一層頗厚的銅箔，並可隨胴體轉動下而能不斷的撕起，持續得到一面光滑而另一面稜線起伏柱狀結晶的大面銅箔。厚度以重量表示(1oz/ft2=1.35mil)，常見者為 1oz與 0.5oz兩種。 經高速鍍銅所得之生箔(Raw Foil)，還要再進行：? 毛面上增強附著力之電鍍銅瘤? 毛面 Thermal Barrier用之鍍鋅或鍍黃銅(R) 兩面鍍薄鉻；等三道後處理(Post-Treatment)，使一則能完成更好的抓地力；二則能避免與純銅與高溫
13、樹脂的架橋劑 Dicy接觸而產生水分而爆板；以及能防污防銹等三種功能，才能成為可用的熟箔(Treated Foil)。 補強材 Reinforcements目前已量產之各式 PCB，除日本松電工的 ALIVN增層法板材，係另採杜邦商品 Thermount之不織布纖維外，幾乎所有板材都採用 E-glass玻纖布作為補強。此等玻纖布的製造是先從高溫 1200熔融玻璃漿的紡位（Bushing）中，同時擠出多支同一直徑的玻璃絲（Filament） ，之後經上漿（Sizing）處理的多根（200400）細絲，再經旋扭與纏繞即成為初步半成品之玻纖紗（Yarn） 。下游織布業者先將多股原紗平行排列成為經紗（
14、Warp,Machine,or Grain Direction；其寬度即為布寬，常見者為 51吋） ，並再一次上漿以減少穿織緯紗成布時的摩擦損傷。緯紗（Fill,Woof,Weft, or Cross Direction）的排列密度通常小於經紗。現行織布機多為高速無梭織法，最常做法為“單紗平織法”（Plain Weave） ，此乃由於尺寸安定性最佳之故。完成玻纖布後還要另作兩次高溫燒潔（Fire Cleaning）及矽烷處理（Silane Treatment） ，使與樹脂產生強勁的親合力，而在吸濕與劇烈漲縮時仍不至分離，才能成為基板可用之補強材。 LASER Structuring 雷射成線術
15、德國 Siemens 公司於 Productronia（1999.11 慕尼黑）大展中推出一種革命性的“細線” （12mil）專利製造技術，係將鍍銅完工的板面以“浸鍍錫”（Immersion Tin）處理，使裸銅面迅速長滿一層極薄由置換而得到的純錫層（約 1-3m） 。然後再利用一部很特殊程式化的 Nd雷射成像機（AS-100） ，將需進行蝕銅區域的表面薄錫層予以精密掃瞄而“燒掉” ，使露出待蝕的裸銅面。至於待保留的線路或接墊等表面之薄錫層則仍完好如初，隨後即可直接蝕銅及剝錫而得到精密細緻的裸銅線路。本 LASER Structuring法可省掉傳統影像轉移所需的底片與乾（濕）膜阻劑製程，不但
16、減化流程節省成本，而且也使得良率大大提升。其主要原因是阻劑厚度大幅減薄及排除曝光成像的“對準度”問題。對細線製作而言，將是玻璃底片（Glass Artwork）與雷射直接成像術（LDI）兩種昂貴製程以外的另一種選擇，據悉該特殊 AS-100雷射燒錫機之價格約在 US$50-60萬之間，似乎比起LDI來的還要便宜一些呢？不過根據此法，將先在歐、美、日等封裝載板（Substrates）業者中試用一段時間後，才會普及到大量產的台灣業界來。塞孔（Hole Plugging）的故事 1.早期外層板蝕刻前曾採塞孔法，類似乾膜蓋孔（Tenting）進行正片法（Plate and Etch）成線。彼時亦稱為填
17、孔（Hole Filling） ，因用後即棄故不太重視空泡。2.近年來為防止免洗助焊劑進孔，而對大型零件（如 BGA）肚底如啞鈴狀佈線之狗骨導孔（Dog Bone Via）要求綠漆塞孔，目前許多手機板不但要求全部塞孔，且已在滿塞度上有所要求。3.HDI在密集佈線（Wiring）要求下，大力推動墊內孔（Via in Pad，尚允許小酒窩 depussion）及墊下孔或孔上墊（Pad on Via，不允出現酒窩） 。尤其後者在成孔鍍孔後要求樹脂塞滿並削平（Planar）表面，以便再加化銅電銅的外蓋新生地而增加利用率。目前 IPC-6012在 3.6.2.15要求至少塞滿 60%。4.各內層可能有埋
18、通孔（Buried PTH）或埋微盲孔（Buried Microvia） ，若以RCC或膠片（P/P）進行壓與塞之雙重動作時可能會在孔頂面下酒窩，在下游後續製程中可能造成“裂蓋” ，故須先用樹脂塞平再做壓合製程。5.良好的塞孔其可靠度比裸孔更好，所塞樹脂以 UV硬化型較好，烘烤型常造成氣泡，孔內也可另塞銅膏而導通以取代鍍孔（如松下的 ALIVH）而品質與成本更好。多晶片模組(Multichip Module)是指一片小型電路板上，組裝多枚裸體晶片，且約占表面積之 70%以上者稱為MCM。此種 MCM共有 L、C 及 D等三型。L 型（Laminates）是指由樹脂積層板所製作的多層板。C 型（
19、Co-Fired）是指由瓷質板材及厚膜糊印刷所共燒的混成電路板，D 型（Deposited）則採積體電路的真空蒸著技術在瓷材上所製作的電路板。飛腳（Flying Leads）所謂“飛腳”是指軟板上蝕刻出平行排線後，再將其所附著的基材 Kapton也部份選擇性蝕掉（如利用 Plasma） 。得到裸露懸空的銅線後，再繼續鍍鎳金即可直接用以進行立體之互連，而結合在主板的鍍金承墊上，與晶片 Chip之打線十分類似，只是直徑較粗與省掉金線而已，此做法與 Tessera專利的 -BGA 十分類似。目前業界是將懸空的排鎳鍍上錫鉛層，然後再牽引焊接到主板焊墊表面，此種鍍錫鉛的“飛腳”業者稱為“錫手指” 。Tg
20、；Glass Transition Temperatrue 玻璃態轉換溫度 是板材樹脂中的重要性質，指由樹脂常溫堅硬的玻璃態，在升溫中轉換成柔軟的橡膠板態此一轉換的溫度段，即稱為 Tg。正確的唸法是“TS of G” ，一般人只說成 Tg並不太正確，因為那是一段好幾度的範圍，而並非“某一度”而己。Tg 愈高表示板材愈耐溫而不易變形，其尺度安定性（Dem-ension Stability）也將愈好，且耐化性，耐電性也都愈好。Chip Interconnection 晶片互連 指半導體積體電路（IC）內心臟部份之晶片（Chip） ，在進行封裝成為完整零件前之互連作業。傳統晶片互連法，是在其各電極點
21、與引腳之間採打線方式（Wire Bonding）進行；後有“捲帶自動結合” （TAB）法及最先進困難的“覆晶法” （Flip Chip） 。後者是近乎裸晶大小的封裝法（CSP） ，精密度非常高。 V-1級 FR-4 FR-4（耐燃性積層板材） ，是以“玻纖布”為主幹，含浸液態耐燃性“環氧樹脂”做為結合劑而成膠片，再積層而成各種厚度的板材。 而所謂 V-1是指0.5 吋寬，5 吋長，厚度不拘的無銅玻纖環氧樹脂基材之樣本，以 45的斜向在特定火焰上燒燃後，即移開火源並測其延燒的秒數，待其全熄後再做續燒。連續十次試燒後，其總延燒秒數低於 250秒者稱為 V-1級的 FR-4，低於 50秒者稱為V-0
22、級的 FR-4。 Build Up（增層法） 、球狀陣列(BGA)、晶片尺寸封裝(CSP)、晶圓級封裝（Wafer Level）等載板及記憶體模組電路板等。另外，由於 Intel力捧Rambus DRAM，三星電機、大德電子、LG 電子、Simm-tek 及 Korea Circuit等大廠，也在此領域集中投資，企圖搶得 Rambus載板的市場。相對於多層印刷電路板(MLB)的加速成長，大廠紛紛積極開發先進產品，銀貫孔(STH)與銅貫孔(CTH)遂應運而生。目前大德產業將於 8月底前完成銀貫孔生產線擴線作業，9月末正式啟動，月產 15萬 m2。三星電機於 8月底在釜山新廠進行 MLB生產線的建
23、置，預計於 10月初啟動。LG 電子於 99年初開始進行 BGA載板生產線擴充，月產能約 2萬 m2，10 月起正式啟動，屆時將與三星電機同列南韓最大的 BGA載板廠。半導體用封裝用 PCB載板專業廠 Simm-tek也於 98年初投資興建新廠，並已投入生產，用以生產多晶片模組(MCM)載板等 CSP板類產品。摘自電子時報並整理 Continunity/Isolation” Testing (“連通性/隔絕性”測試) 電路板中“線路製作”品質的好壞，可用電性測試法（Electrical Testing）去做評斷，單一導線的品質是指其線寬與線厚之分佈是否均勻而言。凡所呈現的缺點如缺口、針孔、壓陷
24、、蝕陷等未超出允收上限者，該導線“連通性”品質謂之及格（見 IPC-6012之 3.9.2.1） 。但一般業者卻常濫用成負面說法的“OPEN TEST”，此詞其實只是要找出斷路或電阻值太高的缺口而已，對”連通性“品質檢查的真義表達不夠正確。 另外板面上導線之間其間距（Spacing）品質的好壞，可另用”隔絕性“品質(Isolation，見 IPC6012之(3.9.2.2)表達之。一般俗稱”Short 短路“測試，也是一種不甚高明的負面說法。甚至於還有人說成測絕緣阻抗”則更與“線路製作”的品質無關，只是想當然耳的隨便附會罷了，不太正確“Open/Short”Test實應改稱為”Continui
25、ty/Isolation“ Testing 才對ALIVH-為 Any Layer Inner Via Hole之簡稱。為松下電子公司所推出，免用機械鑽孔與 PTH及鍍銅孔壁之傳統互連(Interconnection)技術。由於其基材是由Aramid不織布含浸環氧樹脂而成，故可利用 CO2雷射燒成穿孔再填入導電的銅膏，成為可靠度與電性都更好的層間互連法。目前已在行動電話手機板與其它小型機器中使用。 PND ( Pits and Dents) 凹點及凹陷 原因分析：PND 是所有基板業者至今尚無法完全根絕的基本問題。任何顆粒如在膠片邊緣因?靜電所吸附之粉屑、鋼板上的殘膠、水垢、空氣中掉落粉塵、銅
26、箔之殘屑等，只要附著於鋼板上，最後便會產生不同形式、大小的 PND。對 策：立即有效的作法是找出有問題的鋼板，而加以重新研磨、清洗後才再上線使用。根本解決方法是儘量減少人員的接觸及暴露於空氣的時間。因此，疊置、組合及銅箔裁切等工作，必須於無塵室中以自動化方式進行。此外，加裝附有消除靜電之裝置、自動化疊置與組合系統、輸送線，以及維持工作場所的清潔，減少粉屑、灰塵之措施等，均為降低 PND的方法。抗撓強度 Flexural Strength 將電路板或基材板，取其寬 1吋，長 2.56吋(按厚度而定)的樣片，在其兩端下方各置一支點，在其中央點連續施加壓力，直到樣片斷裂為止。迫使其斷裂的最低壓力強度
27、稱為抗撓強度。此抗撓性強弱的表達，以板材之單位截面積中所能承受的力量，做為強度單位(Lb/in2)。抗撓強度是硬質再板材料之重要機械性質之一。此術語又可稱為 Flexural Yield Strength撓屈強度，其試驗條件如下： 標示厚度(吋) 寬度(吋) 長度(吋) 支點跨距(吋) 失利速度(吋/分) 0.030 or 0.031 1 2.5 0.625 0.025 0.060 or 0.062 1 3 1 0.026 0.090 or 0.093 1 3.5 1.5 0.040 0.123 or 0.125 1 4 2 0.053 0.240 or 0.250 0.5 6 4 0.106 樣片試驗規格(IPC-TM-650，2.4.4)
