印制电路板是电子产品的重要部件之一,几乎每种电子产品,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信电子设备、军用电子产品等,只要存在电子元器件,它们之间的电气互连就要 用到印制电路板。印制电路板(也叫印刷电路板,简称印制板)具有导电线路和绝缘底板的 双重作用,由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成。具体来说,就是将铜 箔粘压在绝缘基材上,并用印刷、蚀刻、钻孔等手段制造出导体图形和元器件安装孔,构成电 气互连,并保证电子产品电气性能、热性能和机械性能可靠性。其中,用于表面组装的印制 电路板又称为表面组装印制电路板。
作为电子元器件组装和互连使用的印制电路板必须适应当前表面组装技术的迅速发 展,表面组装印制电路板已成为当前PCB制造厂的主流产品,几乎100%的PCB都是SMB, 其功能与通孔插装PCB相同,但在工艺上由于要将SMC/SMD直接贴装在SMB上,因此对 其要求比插装PCB高得多,设计制造也复杂得多。SMB与插装PCB相比,具有以下主要 特征:
1. 高密度
由于SMD引脚数高达几百甚至数千条,引脚中心距已可达到0. 3 mm,因此SMB要求细 线、细间距,线宽从0.2 -0. 3 mm缩小到0.1 mm甚至0.05 mm,由2.54 mm网格之间穿过 双线已发展到穿过4根、5根甚至6根导线。细线、细间距极大地提高了 SMB的组装密度。
2. 小孔径
SMB中大多数金属化孔不是用来插装元器件引脚的,在金属化孔内也不再进行焊接,金 属化孔仅仅作为层与层之间的电气互连,因此要尽可能地减小孔径,为SMB提供更多的空 间。孔径从过去的0. 5 mm变为0. 2mm、0. 1 mm甚至0. 05 mm
o与此同时,岀现了以盲孔 和埋孔技术为特征的中继孔,如图2-1所示。通孔是贯穿整个电路板的孔,可用于实现多 层板各层之间的连通。盲孔是指表层和内部某些分层互连的孔,无须贯穿整个基板,减小 了孔的深度。埋孔则是内部分层之间的连通孔,可使孔的深度进一步减小。尽管盲孔和 埋孔在制作时难度大,但却大大地提高了 SMB制造的可靠性。通过SMB光板测试就可判 别线路网络是否连通,不必再担心产品在使用过程中由于外界不可知的因素导致金属化 孔的断裂。
3. 热膨胀系数低
任何材料受热后都会膨胀,高分子材料通常高于无机材料,当膨胀应力超过材料承受限 度时,会对材料造成破坏。由于SMD引脚多且短,器件本体与PCB之间的CTE (热膨胀系数)不一致,由热应力而 造成器件破坏的事情经常会发生,因此要求SMB基材的CTE应尽可能低,以适应与器件的 匹配。
4. 耐高温性能好
现今的SMB多数需要双面贴装元器件,因此要求SMB能耐2次回流焊温度,而且现今 多用无铅焊接,焊接温度要求更高,并要求焊接后SMB变形小、不起泡,仍具有较高的光滑 度,且焊盘仍保持优良的可焊性。
5. 平整度高
细线、高精度对基板的表面缺陷要求较高,特别是对基板平整度要求更为严格,SMB的 翘曲度要求控制在0.5%以内,而一般非SMB印制电路板翘曲度则要求为1% ~1.5%。同 时,SMB对焊盘上的金属镀层也有较高的平整度要求。在焊盘上电镀锡铅合金时,由于热熔 过程中锡铅合金融化后表面张力的作用一般成圆弧形表面,不利于SMD准确定位贴装;垂 直式热风整平涂覆焊料的印制电路板,由于重力的作用,一般焊盘的下部比上部较突起,不 够平整,也不利于贴装SMD,而且垂直式热风整平的印制电路板受热不均匀,板下部受热时 间比上部要长,易发生翘曲。因此,SMB不宜釆用热熔的锡铅合金镀层和垂直式热风整平的 焊料涂覆层,要求用水平式热风整平技术、镀金工艺或者预热助焊剂涂敷工艺。此外,SMB上的阻焊图形也要求高精度。常用的网印阻焊图形方法已很难满足高精度 要求,因此SMB上阻焊图形大都釆用液体感光阻焊剂。由于在SMB上可两面组装SMD,因 此SMB还要求板两面都印有阻焊图形及标记符号。随着电子产品体积的减小,组装密度的 提高,单面或双面印制电路板已很难满足要求,需要多层布线,一般的SMB多为4 ~6层板, 最多可达10。层左右。综上所述,SMB与插装PCB相比,无论是基材的选用,还是SMB本身的制造工艺,其要 求远远超过插装PCB。
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