PCB概况简介（摘抄）
PCB概况简介
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（一）PCB概念
　●PCB=Printed Circuit Board印制板
　●PCB在各种电子设备中有如下功能。 　　
　　1. 提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 　
　　2. 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接（信号传输）或电绝缘
。提供所要求的电气特性，　　　　如特性阻抗等。 　
　　3. 为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。

　　
　　按基材类型分类
　　
（二）PCB技术发展概要
　　从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段
　　●通孔插装技术(THT)阶段PCB
　　1.金属化孔的作用：
　　 (1).电气互连---信号传输
　　 (2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小
　　　a.引脚的刚性
　　　b.自动化插装的要求
　　2.提高密度的途径
　　 (1)减小器件孔的尺寸，但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制，孔径≥0.8mm
　　 (2)缩小线宽/间距：0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm
　　 (3)增加层数：单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层
　　●表面安装技术（SMT）阶段PCB
　　1.导通孔的作用：仅起到电气互连的作用，孔径可以尽可能的小，堵上孔也可以。

　　2.提高密度的主要途径
　　　①.过孔尺寸急剧减小：0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm
　　　②.过孔的结构发生本质变化：
　　　a.埋盲孔结构 优点：提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠
性、 改善了特性阻抗控　　　　制，减小了串扰、噪声或失真（因线短，孔小）
　　　b.盘内孔（hole in pad）xx了中继孔及连线
　　　③薄型化：双面板：1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm
　　　④PCB平整度：
　　　a.概念：PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。
　　　b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果
　　　c.连接盘的表面涂层：HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU…
　●芯片级封装(CSP)阶段PCB
　　CSP以开始进入急剧的变革于发展其之中,推动PCB技术不断向前发展， PCB工业将走
向激光时代和纳米时代.
（三）PCB表面涂覆技术
　　PCB表面涂覆技术是指阻焊涂覆(兼保护)层以外的可供电气连接用的可焊性涂(镀)覆
层和保护层。
　　按用途分类：
　　1.焊接用：因铜的表面必须有涂覆层保护，不然在空气中很容易氧化。
　　2.接插用：电镀Ni/Au或化学镀Ni/Au（硬金，含P及Co）
　　3.线焊用：wire bonding 工艺
　　热风整平（HASL或HAL）
　　从熔融Sn/Pb焊料中出来的PCB经热风（230℃）吹平的方法。
　　1.基本要求：
　　(1). Sn/Pb=63/37（重量比）
　　(2).涂覆厚度至少>3um
　　(3)避免形成非可焊性的Cu3Sn的出现， Cu3Sn出现的原因是锡量不足，如Sn/Pb合金
涂覆层太薄，焊点组成　　由可焊的Cu6Sn5– Cu4Sn3-- Cu3Sn2—不可焊的Cu3Sn
　　2.工艺流程 退除抗蚀剂—板面清洁处理—印阻焊及字符—清洁处理—涂助焊剂—
热风整平—清洁处理
　　3.缺点：
　　a.铅锡表面张力太大，容易形成龟背现象。
　　b.焊盘表面不平整，不利于SMT焊接。
　　化学镀Ni/Au
　　是指PCB连接盘上化学镀Ni(厚度≥3um)后再镀上一层0.05-0.15um薄金，或镀上一层
厚金(0.3-0.5um)。由　　于化学镀层均匀，共面性好，并可提供多次焊接性能，因此具
有推广应用的趋势。其中镀薄金（0.05-　　　　　0.1um）是为了保护Ni的可焊性，而
镀厚金（0.3-0.5um）是为了线焊(wire bonding)工艺需要。
　　1.Ni层的作用：
　　a.作为Au、Cu之间的隔离层，防止它们之间相互扩散，造成其扩散部位呈疏松状态
。
　　b.作为可焊的镀层，厚度至少>3um
　　2.Au的作用：
　　是Ni的保护层，厚度0.05-0.15之间，不能太薄，因金的气孔性较大如果太薄不能很
好的保护Ni，造成Ni氧　　　化。其厚度也不能>0.15um，因焊点中会形成金铜合金Au3
Au2(脆性),当焊点中Au超过3%时，可焊性变差。
　　电镀Ni/Au
　　镀层结构基本同化学Ni/Au，因采用电镀的方式，镀层的均匀性要差一些。
（四）PCB覆铜板材料
　　PCB用覆铜板材料（Copper Clad Laminates）缩写为CCL：它是PCB 的基础，起着导
电、绝缘、支撑的功能，并决定PCB的性能、质量、 等级、加工性、成本等。
　　　● 按增强材料分类：
　　
　　● 电解铜箔厚度：
　　目前市场常见的有：9um、12um、18um、35um、 70um几种规格。 常用层间介质类型
：
　　
介质材料型号
层压后厚度 (MM)
介电 常数
介质损耗角 正切
7628
0.173
4.6
0.017
1080
0.065
4.2
0.027
2116
0.125
4.4
0.021
1.此数值是由生益覆铜板公司提供
2.此数值是在1MHZ下测试的
3.顾客在使用介质材料时优选7628 1080 再选2116,以利于叠层.
（五）PCB加工工艺种类
根据PCB实际需要，我公司可加工PCB种类有如下几种：
★热风整平板（HASL）
★化学镀Ni/Au板
★电镀Ni/Au板（包括选择性镀厚金）
★插头镀硬金
★碳导电油墨
　在印完阻焊后的PCB板局部再印一层碳导电油墨，有键盘式的、线路图形式的，从而可
形成简单的积层多层印　　制板。碳导电油墨通常有较好的导电性及耐磨性。
★可剥性蓝胶
　现代PCB有时需经过多次焊接过程，为了使在同一块印制板第二次或第三次焊接的元件
孔不沾上焊料，需将这　　些孔印上一层可剥性蓝胶保护起来，需要时再将蓝胶剥掉。
蓝胶可经受250℃-300 ℃波峰焊的冲击，用手很容　易剥掉，不会留有余胶在孔内。
★电镀超厚铜箔：100um以上
★特性阻抗（Impedance）控制板
　通信高频信号的传输，电脑运算速度的加快，对多层板的层间介质厚度、线宽、线距
、线厚、阻焊、线路的侧
　蚀 　、线路上出现的缺口、针孔都提出严格的要求。
★盲、埋孔印制板
★热熔板
★黑化板
（六）Gerber file 简介
★简介：
GERBER文件是PCB行业的一个工业标准，不管你的设计软件如何强大,你都必须最终创建
Gerber格式的光绘文件才能光绘胶片。
原理图---NETLIST---自动布局---自动布线---PCB---GERBER 胶片
钻孔数据
铣数据
其他数据
★特点:
　　Gerber 数据最漂亮的地方就在于它的简洁，它只有四个基本的命令加上对应的数据
。数据库不得不定义得简单和紧凑是因为{dy}台机器是由打孔纸带驱动的。这就需要把
尽可能多的信息压缩到尽可能少的字节以说明许多“问题”，当时我们并没有预料到存
储空间是用数以百计的兆字节代替数以百计的字节来计量的今天。
但是，简洁也有它自己的代价。Gerber文件缺乏驱动光绘机必需的基本信息。这些丢失
的信息是由设计者另外交给光绘操作员的，这正是错误的源泉。实际上，定义一种非标
准的扩展命令的诱惑是无法抗拒的。每个光绘机生产商都支持在基本GERBER命令上加上
一些他们认为区分他们的光绘机所必须的信息。这样造成的后果就是一家厂家的特性而
另一家却不支持。
★Gerber 文件介绍
　下面简单的举例说明GERBER格式的内容和结构:
　　G90*
　　G70*
　　G54D10*
　　G01X0Y0D02*
　　X450Y330D01*
　　X455Y300D03*
　　G54D11*
　　Y250D03*
　　Y200D03*
　　Y150D03*
　　M02*
　　星号（*）是命令的结束符。这在有些软件和教材中被称为块（Block），大 多数机
器和软件只是按块处理Gerber命令，而不理会行。这里可以看出不同 命令的相同之处：
使用 G、D、M等命令和Ｘ、Ｙ对应的数据。
★Gerber 文件介绍数据格式
　　G90/G91 相对／{jd1}坐标
　　G70/G71 英寸/毫米
　　G04：注解命令 大多数的光绘机都会忽略G04后面的内容
　　G01：画直线命令 ? D01、D02、D03 画线和画点命令
　　D01 (D1): 打开快门，同时移动桌面到对应的X-Y坐标。
　　D02 (D2): 关闭快门，同时移动桌面到对应的X-Y坐标。
　　D03 (D3): 打开快门，同时移动桌面到对应的X-Y坐标。然后快速地打开、关闭快门
， 这样就形成一个曝光点。
　　光圈标志——D码（D-CODE） D10-D999，说明所光绘图形的大小和形状。
　　D11 CIRCULAR 40 40 0
　　D12 SQUARE 10 10 0
　　D14 CIRCULAR 12 12 0
　　D15 CIRCULAR 15 15 0
　　D16 SQUARE 20 20 0
　　D17 CIRCULAR 20 20 0
　　X,Y 坐标数据，省略小数点的规则：如果Gerber文件是英制2-3，那么您就能清楚地
知道00560表示0.56Inch(00.560),00320是0.32Inch(00.320)
　　例如，v2001软件保存GERBER文件格式如下：
★扩展GERBER格式
　　GERBER格式是EIA 标准RS-274D的子集，它包含GERBER文件及D码两 部分。
　　扩展GERBER格式是EIA标准RS-274D格式的超集，又叫RS-274X。 RS-274X增强了处理
多边形填充，正负图组合和自定义D码及其它功能。它 还定义了GERBER数据文件中嵌入
光圈表的规则。
　　例子：
　　*G04 THIS IS DEMO 　　　注释
　　%FSLAX23Y23*% 　　　　　省略前导零，{jd1}坐标X2.3, Y2.3
　　%MOIN*%　　　　　　　 　设定英寸单位
　　%OFA0B0*%　　　　　　　 无偏移
　　%SFA1.0B1.0*% 　　　　　输出比例X轴1.0, Y轴1.0
　　%ADD10C,0.010*% 　　　　定义D10码为圆，直径10MIL
　　%LNBOXES*% 　　　　　　 层名为BOXES
　　G54D10* 　　　　　　　　以下为RS0274D数据
　　X0Y0D02*X5000Y0D01*
　　X5000Y5000D01*X0Y5000D01*X0Y0D01*
　　X6000Y0*X11000Y0D01*
　　X6000Y0D01*D02*
　　M02*数据结束