《CB基材及工藝設(shè)計》課件

CB基材及工藝設(shè)計本課件主要介紹CB基材的種類、特性、應(yīng)用及工藝設(shè)計，以及相關(guān)的材料選擇、制備工藝和性能測試。課程目標11.了解CB基材的分類和特性深入理解各種CB基材的組成、結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用，并掌握其選用原則。22.掌握CB基材的工藝設(shè)計學習CB基材的加工工藝流程，包括表面處理、層壓、成型等步驟，并能夠根據(jù)需求進行工藝設(shè)計。33.熟悉CB基材在PCB制造中的應(yīng)用了解CB基材在印刷電路板制造過程中的作用，并掌握其與其他材料的配合使用。44.培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力通過案例分析和實踐操作，培養(yǎng)學生對CB基材的理解和應(yīng)用能力，并能夠獨立解決實際問題。CB基材簡介CB基材是指用于制造印刷電路板(PCB)的核心材料。CB基材通常由銅箔、絕緣基材和預(yù)浸料組成，它們共同決定了PCB的性能和功能。CB基材是PCB制造的基礎(chǔ)，它決定了PCB的電氣性能、機械強度、熱性能和抗化學性等關(guān)鍵屬性。CB基材分類有機基材主要由樹脂、玻璃纖維布和填料組成。陶瓷基材以陶瓷材料為基材，具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕等性能。金屬基材采用金屬材料作為基材，具有良好的導電性和導熱性。復合基材將兩種或多種材料組合在一起，以提高其性能。銅箔銅箔類型銅箔分為電解銅箔和軋制銅箔，電解銅箔精度更高，應(yīng)用于高密度電路板，軋制銅箔成本更低，應(yīng)用于低密度電路板。厚度和寬度銅箔的厚度和寬度會影響電路板的性能，厚度較厚的銅箔可以提高電路板的導電性，寬度較厚的銅箔可以提高電路板的電流承載能力。表面處理工藝銅箔表面處理可以提高銅箔的耐蝕性，常見的表面處理工藝包括電鍍、化學鍍和物理鍍等。絕緣基材絕緣基材是PCB的重要組成部分，用于隔離導體，防止電流短路。常見絕緣基材有環(huán)氧樹脂板、聚酰亞胺板、聚四氟乙烯板等。絕緣基材的性能指標包括介電常數(shù)、介電強度、耐熱性、耐濕性、耐化學性等，對PCB的性能影響很大。預(yù)浸料預(yù)浸料卷材預(yù)浸料通常以卷材形式提供，便于加工和存儲。層壓板預(yù)浸料通過層壓工藝制成多層板，用于制造各種電子產(chǎn)品。顯微鏡下的預(yù)浸料預(yù)浸料由樹脂和纖維材料組成，樹脂浸潤纖維形成均勻的結(jié)構(gòu)。PCB制造工藝流程1基材制備包括銅箔、絕緣基材和預(yù)浸料的準備工作。銅箔要進行表面處理，以提高附著力。絕緣基材需要根據(jù)需求選擇不同的材質(zhì)和厚度。預(yù)浸料則要進行均勻浸漬，確保樹脂的分布均勻。2覆銅板制作將銅箔壓合在絕緣基材上，形成覆銅板。可制作單面、雙面或多層覆銅板，根據(jù)電路設(shè)計需求進行選擇。3成型工藝覆銅板經(jīng)過鉆孔、鍍孔、蝕刻等步驟，形成電路的形狀。表面處理可以提高PCB的耐腐蝕性和防氧化性。4表面貼裝在PCB上貼裝電子元器件，包括芯片、電阻、電容等。貼裝過程需要精確控制，以確保元器件的牢固性和可靠性。5測試與包裝完成所有步驟后，需要進行測試，以確保PCB的質(zhì)量和性能符合要求。最后進行包裝，以便運輸和儲存。銅箔拉伸初始狀態(tài)銅箔卷材進入拉伸機，并被夾緊在拉伸輥之間。拉伸過程通過調(diào)整拉伸輥之間的距離，對銅箔進行拉伸，使銅箔的厚度變薄。拉伸效果拉伸后的銅箔具有更高的延展性和韌性，可以更好地滿足電路板的制作要求。質(zhì)量控制拉伸過程中需要嚴格控制拉伸速度、溫度和拉伸倍數(shù)，以確保銅箔的均勻性和質(zhì)量。銅箔表面處理1粗化處理增加表面粗糙度2清潔處理去除表面污染物3電鍍處理增強表面電鍍性能4保護處理防止氧化腐蝕銅箔表面處理是PCB制造中的重要環(huán)節(jié)。它通過一系列物理和化學處理，改善銅箔表面的物理和化學性質(zhì)，以滿足不同應(yīng)用需求?；谋砻嫣幚?清潔去除表面污染物2粗化提高表面粗糙度3微蝕去除氧化層4鍍前處理為后續(xù)鍍層做準備基材表面處理步驟，確保表面清潔，提高附著力。表面清潔去除表面污染物，如油污、灰塵等。粗化提高表面粗糙度，增強附著力。微蝕去除氧化層，提高鍍層質(zhì)量。鍍前處理為后續(xù)鍍層做準備，如鍍錫或鍍鎳。預(yù)浸料制備1原材料準備選擇合適的樹脂、玻璃纖維布等材料。2混合攪拌將樹脂和溶劑混合，并加入固化劑等添加劑。3浸漬將玻璃纖維布浸泡在樹脂混合液中。4干燥固化將浸漬好的玻璃纖維布進行干燥和固化。預(yù)浸料制備是PCB生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。它涉及多個步驟，包括原材料準備、混合攪拌、浸漬和干燥固化等。制備工藝對預(yù)浸料的性能和質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。預(yù)浸料性能檢測預(yù)浸料性能檢測是PCB制造的關(guān)鍵步驟之一，直接影響PCB的最終質(zhì)量和可靠性。1機械性能抗拉強度、彎曲強度、剪切強度等2電氣性能介電常數(shù)、介電損耗、擊穿電壓等3熱性能玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱膨脹系數(shù)等4化學性能耐溶劑性、耐濕性、耐腐蝕性等5外觀性能顏色、光澤度、表面平整度等通過嚴格的檢測，確保預(yù)浸料符合設(shè)計要求，為后續(xù)PCB制造提供可靠保障。單面覆銅板制作基材裁切將絕緣基材裁剪成所需尺寸，確保尺寸精度和表面清潔。銅箔粘合將銅箔與基材表面緊密粘合，使用專用膠水，確保粘合牢固，無氣泡。熱壓成型將銅箔與基材在熱壓機中進行熱壓，使銅箔與基材牢固結(jié)合，同時消除氣泡。表面處理對單面覆銅板進行表面處理，如除油、研磨等，以提高表面質(zhì)量。檢驗包裝對單面覆銅板進行檢驗，確保符合質(zhì)量標準，然后進行包裝。雙面覆銅板制作1層壓將單面覆銅板與預(yù)浸料疊加，經(jīng)過高溫高壓層壓而成，使銅箔與基材牢固結(jié)合。2鉆孔在層壓好的雙面覆銅板上鉆孔，以便后續(xù)的電路連接。3鍍孔通過電鍍工藝在鉆孔的孔壁上鍍上一層金屬，提高其導電性。多層板制作1內(nèi)層制作銅箔、絕緣基材、預(yù)浸料等層壓在一起，形成多層結(jié)構(gòu)。2層壓將內(nèi)層進行層壓，使多個內(nèi)層緊密結(jié)合在一起。3鉆孔在層壓后的多層板上進行鉆孔，形成通孔，連接各個層。4電鍍在通孔內(nèi)進行電鍍，形成導電路徑，連接各個層。5外層制作在多層板的表面制作外層電路。多層板制作工藝復雜，需要嚴格控制各步驟的精度和質(zhì)量，以確保最終產(chǎn)品的性能和可靠性。PCB成型工藝1層壓將銅箔、絕緣基材、預(yù)浸料按照設(shè)計疊加，在高溫高壓下壓制成型，形成多層電路板。2鉆孔在層壓后的板材上鉆孔，為元器件的引線和過孔提供通道。3鍍孔通過電鍍將金屬層沉積在鉆孔壁上，形成導電層。4蝕刻使用化學方法去除不需要的銅箔，留下電路圖形。5表面處理對PCB表面進行處理，增強其耐腐蝕性和可焊性，便于元器件焊接。6絲印將阻焊油墨印刷在PCB表面，形成阻焊層，防止電路圖形被腐蝕。鉆孔1鉆孔PCB鉆孔是一種重要的工藝2鉆頭選擇合適的鉆頭3鉆孔參數(shù)設(shè)置鉆孔速度、深度等4鉆孔質(zhì)量確?？讖?、位置精度鉆孔是PCB制造過程中的一項重要工藝，它決定了PCB的連接能力和性能。選擇合適的鉆頭和鉆孔參數(shù)是獲得高質(zhì)量鉆孔的關(guān)鍵。鍍孔目的將鉆孔中的銅填充到所需厚度，確保電路連接可靠。工藝流程包括預(yù)處理、化學鍍銅、電鍍銅、后處理等步驟?；瘜W鍍銅利用化學反應(yīng)在孔壁上沉積一層銅，形成薄銅層。電鍍銅在電解液中進行電化學反應(yīng)，在化學鍍銅層上沉積厚銅層。后處理包括清洗、干燥等步驟，確保鍍層質(zhì)量。蝕刻1化學蝕刻使用化學溶液溶解不需要的銅。2曝光顯影通過光刻技術(shù)將電路圖形轉(zhuǎn)移到覆銅板上。3圖形設(shè)計根據(jù)電路圖設(shè)計PCB的圖形。蝕刻是PCB制造中的重要步驟，通過蝕刻去除不需要的銅，最終形成電路板的圖形。表面處理1電鍍電鍍可以增強PCB的耐腐蝕性、導電性和焊接性。2噴涂噴涂可以為PCB提供保護層，防止氧化和腐蝕。3氧化氧化可以提高PCB的耐腐蝕性和耐磨性。絲印1絲網(wǎng)印刷將電路圖圖形轉(zhuǎn)移到PCB2油墨印刷使用特殊油墨進行印刷3烘烤固化將油墨固定在PCB上4清洗去除多余油墨絲印是PCB制造中的關(guān)鍵工藝之一。絲印工藝將電路圖圖形轉(zhuǎn)移到PCB上，通過使用特殊油墨印刷，再進行烘烤固化，最后清洗去除多余油墨，最終形成所需的電路圖案。吸波材料吸波材料簡介吸波材料是指能吸收電磁波的材料。它能將照射到其表面的電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量，從而降低反射波的強度，達到隱形或抗干擾的效果。應(yīng)用領(lǐng)域吸波材料廣泛應(yīng)用于軍事、電子、通訊等領(lǐng)域。例如，在軍事領(lǐng)域，吸波材料用于隱形飛機、艦艇、導彈等武器裝備，以降低雷達探測的概率。分類吸波材料可分為磁性吸波材料、介質(zhì)吸波材料和復合吸波材料。不同的吸波材料具有不同的吸收頻率和吸收效率。導熱材料導熱性能導熱材料可以有效地將熱量從熱源傳遞到散熱器，降低器件溫度，提高可靠性。類型常見導熱材料包括導熱硅脂、導熱墊、導熱石墨片，以及導熱金屬材料等。絕緣材料阻礙電流絕緣材料可以阻止電流在不同導體之間流動，確保電路的正常運作。保護安全絕緣材料可以防止漏電，降低觸電風險，保障人身安全。廣泛應(yīng)用各種類型的絕緣材料廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、電氣設(shè)備以及各種電氣系統(tǒng)中。柔性基材柔性電路板柔性電路板（FPC）采用柔性基材，可彎曲折疊，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備、智能手機等。應(yīng)用領(lǐng)域可穿戴設(shè)備智能手機平板電腦醫(yī)療設(shè)備阻燃基材阻燃特性阻燃基材可以有效地抑制燃燒，防止火災(zāi)蔓延，提高產(chǎn)品安全性。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車、航空航天等領(lǐng)域，提高產(chǎn)品安全性。環(huán)保要求阻燃基材的環(huán)保性能受到越來越重視，環(huán)保材料的使用是發(fā)展方向。材料種類常見的阻燃基材包括玻璃纖維、陶瓷纖維、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺等。環(huán)保PCB設(shè)計環(huán)保材料選擇環(huán)保材料，例如無鉛合金，無鹵阻燃劑。綠色制造減少廢棄物排放，優(yōu)化生產(chǎn)流程。節(jié)能減排降低能耗，減少二氧化碳排放?；厥绽锰岣逷CB的回收率，減少資源浪費。未來發(fā)展趨勢高密度互連小型化和高集成度是趨勢，PCB設(shè)計將更加復雜，高密度互連技術(shù)將成為關(guān)鍵。柔性電路板柔性電路板應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，可彎曲、折疊的特性將為電子設(shè)備帶來更多可能性。智能制造數(shù)字化和自動化將推動PCB制造向智能化方向發(fā)展，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。