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厚膜混合集成電路的工藝過(guò)程
厚膜混合集成電路通常是運(yùn)用印刷技術(shù)在陶瓷基片上印制圖形并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成無(wú)源網(wǎng)絡(luò)。
制造工藝的工序包括:
· 電路圖形的平面化設(shè)計(jì):邏輯設(shè)計(jì)、電路轉(zhuǎn)換、電路分割、布圖設(shè)計(jì)、平面元件設(shè)計(jì)、分立元件選擇、高頻下寄生效應(yīng)的考慮、大功率下熱性能的考慮、小信號(hào)下噪聲的考慮。
· 印刷網(wǎng)板的制作:將平面化設(shè)計(jì)的圖形用顯影的方法制作在不銹鋼或尼龍絲網(wǎng)上。
· 電路基片及漿料的選擇:制作厚膜混合集成電路通常選擇 96% 的氧化鋁陶瓷基片(特殊電路可以選擇其它基片),漿料一般選擇美國(guó)杜邦公司、美國(guó)電子實(shí)驗(yàn)室、日本田中等公司的導(dǎo)帶、介質(zhì)、電阻等漿料。
· 絲網(wǎng)印刷:使用印刷機(jī)將各種漿料通過(guò)制作好電路圖形的絲網(wǎng)印刷在基片上。
· 高溫?zé)Y(jié):將印刷好的基片在高溫?zé)Y(jié)爐中燒結(jié),使?jié){料與基片間形成良好的熔合和網(wǎng)絡(luò)互連,并使厚膜電阻的阻值穩(wěn)定。
· 激光調(diào)阻:使用厚膜激光調(diào)阻機(jī)將燒結(jié)好的電路基片上印刷厚膜電阻阻值修調(diào)到規(guī)定的要求。
· 表面貼裝:使用自動(dòng)貼裝機(jī)將外貼的各種元器件和接插件組裝在電路基片上,并經(jīng)再流焊爐完成焊接,包括焊接引出線等。
· 電路測(cè)試:將焊接完好的電路在測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行各種功能和性能參數(shù)的測(cè)試。
· 電路封裝:將測(cè)試合格的電路按要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆庋b。
· 成品測(cè)試:將封裝合格的電路進(jìn)行復(fù)測(cè)。
· 入庫(kù):將復(fù)測(cè)合格的電路登記入庫(kù)。
隨著PCB行業(yè)的蓬勃發(fā)展,越來(lái)越多的工程技術(shù)人員加入PCB的設(shè)計(jì)和制造中來(lái),但由于PCB制造涉及的領(lǐng)域較多,且相當(dāng)一部分PCB設(shè)計(jì)工程人員(Layout人員)沒(méi)有從事或參與過(guò)PCB的生產(chǎn)制造過(guò)程,導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過(guò)程中偏重考慮電氣性能及產(chǎn)品功能等方面的內(nèi)容,但下游PCB加工廠在接到訂單,實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,有很多問(wèn)題由于設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮造成產(chǎn)品加工困難,加工周期延長(zhǎng)或存在產(chǎn)品隱患,現(xiàn)就此類不利于加工生產(chǎn)的問(wèn)題做出以下幾點(diǎn)分析,供PCB設(shè)計(jì)和制作工程人員參考:
為便于表達(dá),從開(kāi)料、鉆孔、線路、阻焊、字符、表面處理及成形七個(gè)方面分析:
一.
開(kāi)料主要考慮板厚及銅厚問(wèn)題:
板料厚度大于0.8MM的板,標(biāo)準(zhǔn)系列為:1.0 1.2
1.6 2.0
3.2 MM,板料厚度小于0.8MM不算標(biāo)準(zhǔn)系列,厚度可以根據(jù)需要而定,但經(jīng)常用到的厚度有:0.1
0.15
0.2 0.3
0.4 0.6MM,這此材料主要用于多層板的內(nèi)層。
外層設(shè)計(jì)時(shí)板厚選擇注意,生產(chǎn)加工需要增加鍍銅厚度、阻焊厚度、表面處理(噴錫,鍍金等)厚度及字符、碳油等厚度,實(shí)際生產(chǎn)板金板將偏厚0.05-0.1MM,錫板將偏厚0.075-0.15MM。4、點(diǎn)火開(kāi)關(guān):控制點(diǎn)火系低壓電路的通斷,控制發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)和熄火。例如設(shè)計(jì)時(shí)成品要求板厚2.0 mm時(shí),正常選用2.0mm板料開(kāi)料時(shí),考慮到板材公差及加工公差,成品板厚將達(dá)到2.1-2.3mm之間,如果設(shè)計(jì)一定要求成品板厚不可大于2.0mm時(shí),板材應(yīng)選擇為1.9mm非常規(guī)板料制作,PCB加工廠需要從板材生產(chǎn)商臨時(shí)訂購(gòu),交貨周期就會(huì)變得很長(zhǎng)。
內(nèi)層制作時(shí),可以通過(guò)半固化片(PP)的厚度及結(jié)構(gòu)配置調(diào)整層壓后的厚度,芯板的選擇范圍可靈活一些,例如成品板厚要求1.6mm,板材(芯板)的選擇可以是1.2MM也可以是1.0MM,只要層壓出來(lái)的板厚控制在一定范圍內(nèi),即可滿足成品板厚要求。
另外就是板厚公差問(wèn)題,PCB設(shè)計(jì)人員在考慮產(chǎn)品裝配公差的同時(shí)要考慮PCB加工后板厚公差,影響成品公差主要是三個(gè)方面,板材來(lái)料公差、層壓公差及外層加厚公差?,F(xiàn)提供幾種常規(guī)板材公差供參考:(0.8-1.0)±0.1
(1.2-1.6)±0.13
2.0±0.18 3.0±0.23 層壓公差根據(jù)不同層數(shù)及板厚,公差控制在±(0.05-0.1)MM 之間。特別是有板邊緣連接器的板(如印制插頭),需要根據(jù)與連接器匹配的要求確定板的厚度和公差。
表面銅厚問(wèn)題,由于孔銅需要通過(guò)化學(xué)沉銅及電鍍銅完成,如果不做特殊處理,在加厚孔銅時(shí)表面銅厚會(huì)隨著一起加厚。根據(jù)IPC-A-600G標(biāo)準(zhǔn),銅鍍層厚度,1、2級(jí)為20um ,3級(jí)為25um。08mm,材質(zhì)含鈀的多元合金(通過(guò)ROHS鑒定),接觸方式圓弧式、耙式溫度系數(shù)±500ppm/℃。因此在線路板制作時(shí),如果銅厚要求1OZ(30.9um)銅厚時(shí),開(kāi)料有時(shí)會(huì)根據(jù)線寬/線距選擇HOZ(15.4um)開(kāi)料,除去2-3um的允許公差,可達(dá)33.4um,如果選擇1OZ開(kāi)料,成品銅厚將達(dá)到47.9um。其它銅厚計(jì)算可依次類推。