線路板PCB加工特殊制程

1、Additive Process 加成法
指非導體的基板表面,在另加阻劑的協助下,以化學銅層進行局部導體線路的直接生長制程(詳見電路板信息雜志第 47 期 P.62)。電路板所用的加成法又可分為全加成、半加成及部份加成等不同方式。

2、Backpanels,Backplanes 支撐板
是一種厚度較厚(如 0.093″,0.125″)的電路板,專門用以插接聯絡其它的板子。其做法是先插入多腳連接器(Connector)在緊迫的通孔中,但并不焊錫,而在連接器穿過板子的各導針上,再以繞線方式逐一接線。連接器上又可另行插入一般的電路板。由于這種特殊的板子,其通孔不能焊錫,而是讓孔壁與導針直接卡緊使用,故其品質及孔徑要求都特別嚴格,其訂單量又不是很多,一般電路板廠都不愿也不易接這種訂單,在美國幾乎成了一種高品級的專門行業。

3、Build Up Process 增層法制程
這是一種全新領域的薄形多層板做法,最早啟蒙是源自 IBM 的SLC 制程,系于其日本的 Yasu 工廠 1989 年開始試產的,該法是以傳統雙面板為基礎,自兩外板面先全面涂布液態感光前質如Probmer 52,經半硬化與感光解像后,做出與下一底層相通的淺形”感光導孔”(Photo-Via) ,再進行化學銅與電鍍銅的全面增加導體層,又經線路成像與蝕刻后,可得到新式導線及與底層互連的埋孔或盲孔。如此反復加層將可得到所需層數的多層板。此法不但可免除成本昂貴的機械鉆孔費用,而且其孔徑更可縮小至10mil以下。過去5~6年間,各類打破傳統改采逐次增層的多層板技術,在美日歐業者不斷推動之下,使得此等 Build Up Process 聲名大噪,已有產品上市者亦達十余種之多。除上述”感光成孔”外;尚有去除孔位銅皮后,針對有機板材的堿性化學品咬孔、雷射燒孔 ( Laser Ablation ) 、以及電漿蝕孔 ( Plasma Etching )等不同”成孔”途徑。而且也可另采半硬化樹脂涂布的新式”背膠銅箔” (Resin Coated Copper Foil ) ,利用逐次壓合方式 ( Sequential Lamination ) 做成更細更密又小又薄的多層板。日后多樣化的個人電子產品,將成為這種真正輕薄短小多層板的天下。

4、Cermet 陶金
將陶瓷粉末與金屬粉末混合,再加入黏接劑做為種涂料,可在電路板面(或內層上)以厚膜或薄膜的印刷方式,做為”電阻器”的布著安置,以代替組裝時的外加電阻器。

5、Co-Firing 共燒
是瓷質混成電路板(Hybrid)的一個制程,將小型板面上已印刷各式貴金屬厚膜糊(Thick Film Paste)的線路,置于高溫中燒制。使厚膜糊中的各種有機載體被燒掉,而留下貴金屬導體的線路,以做為互連的導線。

6、Crossover越交,搭交
板面縱橫兩條導線之立體交叉,交點落差之間填充有絕緣介質者稱之。一般單面板綠漆表面另加碳膜跳線,或增層法之上下面布線均屬此等”越交”。

7、Discreate Wiring Board散線電路板,復線板
即Multi-Wiring Board的另一說法,是以圓形的漆包線在板面貼附并加通孔而成。此種復線板在高頻傳輸線方面的性能,比一般PCB經蝕刻而成的扁方形線路更好。

8、DYCOstrate電漿蝕孔增層法
是位于瑞士蘇黎士的一家Dyconex公司所開發的Build up Process。系將板面各孔位處的銅箔先行蝕除,再置于密閉真空環境中,并充入CF4、N2、O2,使在高電壓下進行電離形成活性極高的電漿(Plasma),用以蝕穿孔位之基材,而出現微小導孔 (10mil以下) 的專利方法,其商業制程稱為DYCOstrate。

9、Electro-Deposited Photoresist電著光阻,電泳光阻
是一種新式的”感光阻劑”施工法,原用于外形復雜金屬物品的”電著漆”方面,最近才引進到”光阻”的應用上。系采電鍍方式將感旋光性帶電樹脂帶電膠體粒子,均勻的鍍在電路板銅面上,當成抗蝕刻的阻劑。目前已在內層板直接蝕銅制程中開始量產使用。此種ED光阻按操作方法不同,可分別放置在陽極或陰極的施工法,稱為”陽極式電著光阻”及”陰極式電著光阻”。又可按其感光原理不同而有”感光聚合”(負性工作Negative Working )及”感光分解”(正性工作Positive Working)等兩型。目前負型工作的ED光阻已經商業化,但只能當做平面性阻劑,通孔中因感光因難故尚無法用于外層板的影像轉移。至于能夠用做外層板光阻劑的”正型ED”(因屬感光分解之皮膜,故孔壁上雖感光不足但并無影響),目前日本業者仍正在加緊努力,希望能夠展開商業化量產用途,使細線路的制作比較容易達成。此詞亦稱為”電泳光阻”(Electrothoretic Photoresist)。

10、Flush Conductor 嵌入式線路,貼平式導體
是一外表全面平坦,而將所有導體線路都壓入板材之中的特殊電路板。其單面板的做法是在半硬化(Semi Cured)的基材板上,先以影像轉移法把板面部份銅箔蝕去而得到線路。再以高溫高壓方式將板面線路壓入半硬化的板材之中,同時可完成板材樹脂的硬化作業,成為線路縮入表面內而呈全部平坦的電路板。通常這種板子已縮入的線路表面上,還需要再微蝕掉一層薄銅層,以便另鍍0.3mil的鎳層,及20微吋的銠層,或10微吋的金層,使在執行滑動接觸時,其接觸電阻得以更低,也更容易滑動。但此法郄不宜做PTH,以防壓入時將通孔擠破,且這種板子要達到表面完全平滑并不容易,也不能在高溫中使用,以防樹脂膨脹后再將線路頂出表面來。此種技術又稱為Etch and Push法,其完工的板子稱為Flush-Bonded Board,可用于RotarySwitch及Wiping Contacts等特殊用途。

11、Frit玻璃熔料
在厚膜糊 (Poly Thick Film, PTF)印膏中,除貴金屬化學品外,尚需加入玻璃粉類,以便在高溫焚熔中發揮凝聚與附著效果,使空白陶瓷基板上的印膏,能形成牢固的貴金屬電路系統。

12、Fully-Additive Process 全加成法
是在完全絕緣的板材面上,以無電沉積金屬法(絕大多數是化學銅),生長出選擇性電路的做法,稱之為”全加成法”。另有一種不太正確的說法是”Fully Electroless”法。

13、Hybrid Integrated Circuit 混成電路
是一種在小型瓷質薄基板上,以印刷方式施加貴金屬導電油墨之線路,再經高溫將油墨中的有機物燒走,而在板面留下導體線路,并可進行表面黏裝零件的焊接。是一種介乎印刷電路板與半導體集成電路器之間,屬于厚膜技術的電路載體。早期曾用于軍事或高頻用途,近年來由于價格甚貴且軍用日減,且不易自動化生產,再加上電路板的日趨小型化精密化之下,已使得此種 Hybrid 的成長大大不如早年。

14、Interposer互連導電物
指絕緣物體所承載之任何兩層導體間,其待導通處經加填某些導電類填充物而得以導通者,均稱為Interposer。如多層板之裸孔中,若填充銀膏或銅膏等代替正統銅孔壁者,或垂直單向導電膠層等物料,均屬此類Interposer。

15、Laser Direct Imaging,LDI 雷射直接成像
是將已壓附干膜的板子,不再用底片曝光以進行影像轉移,而代以計算機指揮激光束,直接在干膜上進行快速掃瞄式的感光成像。由于所發出的是單束能量集中的平行光,故可使顯像后的干膜側壁更為垂直。但因此法只能對每片板子單獨作業,故量產速度遠不如使用底片及傳統曝光來的快。LDI 每小時只能生產 30 片中型面積的板子,因而只能在雛型打樣或高單價的板類中偶有出現。由于先天性的成本高居不下,故很難在業界中推廣。

16、Laser Maching 雷射加工法
電子工業中有許多精密的加工,例如切割、鉆孔、焊接、熔接等,亦可用雷射光的能量去進行,謂之雷射加工法。所謂 LASER 是指”Light Amplification Stimulated Emission of Radiation”的縮寫,大陸業界譯為”激光”為其意譯,似較音譯更為切題。Laser 是在 1959 年由美國物理學家 T.H.Maiman,利用單束光射到紅寶石上而產生雷射光,多年來的研究已創造一種全新的加工方式。除了在電子工業外,尚可用于醫療及軍事等方面。

17、Micro Wire Board微封線 (封包線)板
貼附在板面上的圓截面漆包線(膠封線),經制做PTH完成層間互連的特殊電路板,業界俗稱為 Multiwire Board”復線板”,當布線密度甚大(160~250in/in2) ,而線徑甚小(25mil以下)者,又稱為微封線路板。

18、Moulded Circuit模造立體電路板
利用立體模具,以射出成型法(Injection Moulding)或轉型法,完成立體電路板之制程,稱為 Moulded circuit或 Moulded Interconnection Circuit。左圖即為兩次射出所完成MIC的示意圖。

19、Multiwiring Board(or Discrete Wiring Board)復線板
是指用極細的漆包線,直接在無銅箔的板面上進行立體交叉布線,再經涂膠固定及鉆孔與鍍孔后,所得到的多層互連電路板,稱之為”復線板”。此系美商PCK 公司所開發,目前日商日立公司仍在生產。此種MWB可節省設計的時間,適用于復雜線路的少量機種 (電路板信息雜志第 60 期有專文介紹)。

20、Noble Metal Paste 貴金屬印膏
是厚膜電路印刷用的導電印膏。當其以網版法印在瓷質的基板上,再以高溫將其中有機載體燒走,即出現固著的貴金屬線路。此種印膏所加入的導電金屬粉粒必須要為貴金屬才行,以避免在高溫中形成氧化物。商品中所使用者有金、鉑、銠、鈀或其它等貴金屬。

21、Pads Only Board唯墊板
早期通孔插裝時代,某些高可靠度多層板為保證焊錫性與線路安全起見,特只將通孔與焊環留在板外,而將互連的線路藏入下一內層上。此種多出兩層的板類將不印防焊綠漆,在外觀上特別講究,品檢極為嚴格。目前由于布線密度增大,許多便攜式電子產品 (如大哥大手機),其電路板面只留下SMT焊墊或少許線路,而將互連的眾多密線埋入內層,其層間也改采高難度的盲孔或”蓋盲孔”(Pads On Hole),做為互連以減少全通孔對接地與電壓大銅面的破壞,此種SMT密裝板也屬唯墊板類。

22、Polymer Thick Film (PTF) 厚膜糊
指陶瓷基材厚膜電路板,所用以制造線路的貴金屬印膏,或形成印刷式電阻膜之印膏而言,其制程有網版印刷及后續高溫焚化。將有機載體燒走后,即出現牢固附著的線路系統,此種板類通稱為混合電路板(Hybrid Circuits)。

23、Semi-Additive Process半加成制程
是指在絕緣的底材面上,以化學銅方式將所需的線路先直接生長出來,然后再改用電鍍銅方式繼續加厚,稱為”半加成”的制程。若全部線路厚度都采用化學銅法時,則稱為”全加成”制程。注意上述之定義是出自 1992.7. 發行之最新規范 IPC-T-50E,與原有的 IPC-T-50D(1988.11)在文字上已有所不同。早期之”D版”與業界一般說法,都是指在非導體的裸基材上,或在已有薄銅箔(Thin foil如 1/4 oz或 1/8 oz者)的基板上。先備妥負阻劑之影像轉移,再以化學銅或電鍍銅法將所需之線路予以加厚。新的50E并未提到薄銅皮的字眼,兩說法之間的差距頗大,讀者在觀念上似乎也應跟著時代進步才是。

24、Substractive Process減成法
是指將基板表面局部無用的銅箔減除掉,達成電路板的做法稱為”減成法”,是多年來電路板的主流。與另一種在無銅的底材板上,直接加鍍銅質導體線路的”加成法”恰好相反。

25、Thick Film Circuit厚膜電路
是以網版印刷方式將含有貴金屬成份的”厚膜糊”(PTF PolymerThick Film Paste),在陶瓷基材板上(如三氧化二鋁)印出所需的線路后,再進行高溫燒制(Firing),使成為具有金屬導體的線路系統,謂之”厚膜電路”。是屬于小型”混成電路”板(Hybrid Circuit)的一種。單面PCB上的”銀跳線”(Silver Paste Jumper)也屬于厚膜印刷,但卻不需高溫燒制。在各式基材板表面所印著的線路,其厚度必須在 0.1 mm [4 mil]以上者才稱為”厚膜”線路,有關此種”電路系統”的制作技術,則稱為”厚膜技術”。

26、Thin Film Technology薄膜技術
指基材上所附著的導體及互聯機路,凡其厚度在 0.1 mm [4 mil] 以下,可采真空蒸著法(Vacuum Evaporation)、熱裂解涂裝法 (Pyrolytic Coating)、陰極濺射法(Cathodic Sputtering)、化學蒸鍍法 (Chemical Vapor Deposition)、電鍍、陽極處理等所制作者,稱之為”薄膜技術”。實用產品類有 Thin Film Hybrid Circuit及 Thin Film Integrated Circuit等。

27、Transfer Laminatied Circuit轉壓式線路
是一種新式的電路板生產法,系利用一種 93 mil厚已處理光滑的不銹鋼板,先做負片干膜的圖形轉移,再進行線路的高速鍍銅。經剝去干膜后,即可將有線路的不銹鋼板表面,于高溫中壓合于半硬化的膠片上。再將不銹鋼板拆離后,即可得到表面平坦線路埋入式的電路板了。其后續尚可鉆孔及鍍孔以得到層間的互連。CC-4 Copper complexer 4 ; 是美國PCK公司所開發在特殊無銅箔基板上的全加成法(詳見電路板信息雜志第47期有專文介紹)ED Electro – Deposited Photoresist ; 電著光阻IVH Interstitial Via Hole; 局部層間導通孔(指埋通孔與盲通孔等)MLC Multilayer Ceramic;小板瓷質多層電路板PID Photoimagible Dielectric; 感光介質(指用于增層法所涂布的感光板材)PTF Polymer Thick Film; 聚合物厚膜電路片(指用厚膜糊印制之薄片電路板)SLC Surface Laminar Circuits ; 表面薄層線路系 IBM日本Yasu 實驗室于1993年 6月發表的新技術,是在雙面板材的外面以Curtain Coating式綠漆及電鍍銅形成數層互連的線路,已無需再對板材鉆孔及鍍孔。(來源:互聯網)

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