板的物理與電氣特性、其尺寸的穩(wěn)定性、阻抗特性、Z軸延伸率、和均勻性與表面情況等因素均影響到印制電路板獲得緊密分布的焊盤上沉淀準(zhǔn)確、數(shù)量連續(xù)穩(wěn)定的錫膏。而材料選擇是最基本的因素。事實(shí)上，所選擇的材料的均勻性與表面情況可能影響最后的表面共面性。
　　對(duì)于主要由超密間距板所組成的多層電路板，原材料板層的選擇不應(yīng)該影響表面共面性。可是，超密間距產(chǎn)品，通常是以很密的電路為特征，要求板層具有光滑的表面 - 通常叫做“表面增強(qiáng)的”材料。這種板層的特點(diǎn)是高含樹脂的聚酯膠片(resin-rich prepregs)反貼傳統(tǒng)的0.0007" (0.01778mm)的銅箔。因此，對(duì)PCB制造商來(lái)說(shuō)，最后電路板的光滑表面是以板層制造商的表面增強(qiáng)材料所產(chǎn)生的相同方式完成的 -； 通過(guò)將一層富樹脂的聚酯膠片鄰隔作為外層的銅箔。當(dāng)線和空隔在0.004"以下時(shí)，使用超薄銅箔(0.00035")將有助于改善合格率。
　　超密間距的成像
　　成功地對(duì)超密間距(0.020")的方平包裝元件(QFP, quad flat pack)的焊盤進(jìn)行成像，以今天的技術(shù)不是一個(gè)問(wèn)題。而正是連接密間距元件的信號(hào)線與空隔對(duì)PCB制造商產(chǎn)生了成像的挑戰(zhàn)。新的技術(shù)，如直接激光成像和投影成像，可能構(gòu)成細(xì)線再生產(chǎn)的未來(lái)?？墒?，大多數(shù)PCB制造商現(xiàn)在還正在使用傳統(tǒng)的紫外(UV)接觸印刷，用鉸鏈連接的玻璃框架來(lái)改善原版的前后對(duì)位，結(jié)果造成離位印刷。這個(gè)技術(shù)還可以生產(chǎn)低至0.003"的線與間隔。可是，使用下列技術(shù)的某些或全部將改善細(xì)線的成像合格率：
　　曝光單元的高度校準(zhǔn)的光
　　較精密的曝光源
　　顯影劑化學(xué)品的良好控制，首選一種供給與排放(feed-and-bleed)系統(tǒng)
　　在曝光之前從干膠片上去掉覆蓋紙
　　采用較薄的(0.001")光刻膠(photoresist)
　　蝕刻
　　和超密間距成像一樣，對(duì)PCB制造商的挑戰(zhàn)是精細(xì)的導(dǎo)線及其空隔，而不是QFP。精細(xì)線的蝕刻決定于設(shè)備的條件和要蝕刻的銅箔厚度。通過(guò)采用超薄的銅箔，可實(shí)現(xiàn)較高的合格率。但在蝕刻精細(xì)線產(chǎn)品之前，設(shè)備必須設(shè)定。這個(gè)可以通過(guò)顯影一個(gè)有0.002~0.003"的線與間隔的小型試驗(yàn)圖案來(lái)完成，一步一步地、均勻地在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的板上重復(fù)。使用這個(gè)試驗(yàn)圖案，板從蝕刻設(shè)備中通過(guò)，從板的頂面測(cè)量線，然后與低面相同位置的進(jìn)行比較。也必須比較板的前緣到后緣的以及從右到左的導(dǎo)線寬度。如果導(dǎo)線寬度的結(jié)果數(shù)據(jù)相差大于0.0005"，蝕刻設(shè)備必須微調(diào)。因?yàn)橛性S多不同的蝕刻設(shè)備，所以微調(diào)是不同的?？赡芨纳茩M越整個(gè)板和從頂面到底面的蝕刻均勻性的調(diào)整包括：
　　將噴嘴延長(zhǎng)器增強(qiáng)到匯流管。這將使噴嘴位于更靠近板表面的位置，當(dāng)它穿過(guò)蝕刻室時(shí)。
　　改變延長(zhǎng)器的長(zhǎng)度，使中心噴嘴最靠近板，然后逐漸地減少長(zhǎng)度直到最短的對(duì)著外室邊緣。
　　減少頂部與底部匯流室的噴嘴數(shù)量，使壓力更高。
　　增加閥到匯流室噴霧管道的入口端，允許溶液壓力控制。
　　另外的調(diào)整可能是必要的，以達(dá)到所希望的均勻性。
　　阻焊層(Soldermask)
　　對(duì)大多數(shù)PCB的首選阻焊材料是一種液體可感光(LPI, liquid photoimageable)材料。在設(shè)計(jì)超密間距QFP的阻焊層時(shí)，采取了兩個(gè)方法：
　　一個(gè)開(kāi)孔塊(open block)，有時(shí)叫做“成組間隙(gang clearance)”，蓋在一排水平或垂直的焊盤上。這種設(shè)計(jì)要求焊盤之間沒(méi)有阻焊層，而當(dāng)將布線圖定位于板時(shí)得到標(biāo)準(zhǔn)的制造誤差。
　　另一種設(shè)計(jì)要求焊盤之間有阻焊層，經(jīng)常叫做“網(wǎng)”或“擋板”。使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，網(wǎng)可成功的生產(chǎn)小至0.003"的寬度，但要求對(duì)阻焊材料顯影的非常好的過(guò)程控制。任何過(guò)量的底部掏蝕都將引起這很窄的網(wǎng)剝落電路板。因此，當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)的每邊增加阻焊層間隙0.002"(最小網(wǎng)的厚度為0.003")的方法時(shí)，焊盤之間的間隙必須最少為0.007"?？墒?，使用沒(méi)有網(wǎng)的板可達(dá)到非常好的結(jié)果，只要阻焊層圖形與塊的間隙充分。
　　模板密封(Stencil Gasketting)
　　得到良好的模板密封的一個(gè)關(guān)鍵的、有時(shí)候不受注意的PCB特征，就是相對(duì)于拋光的焊盤高度的阻焊層厚度。為了證實(shí)這一點(diǎn)，做了許多測(cè)試板，從0.5 oz 銅箔開(kāi)始，使用印刷與蝕刻(print-and-etch)工藝(沒(méi)有銅電鍍)，得到的結(jié)果是板層之上只有0.0007"的焊盤高度。然后涂上標(biāo)準(zhǔn)的0.0008" ~ 0.001"厚度的LPI助焊層。當(dāng)用0.004"的模板印刷時(shí)，板表現(xiàn)出很差的結(jié)果。大約50%的焊盤出現(xiàn)短路。理由：密封差，即模板在最高點(diǎn)(阻焊層頂面)接合PCB，允許錫膏在焊盤之間陰滲(圖一)。

 

　　第二批板是這樣生產(chǎn)的，在0.5 oz的銅箔上電鍍銅，結(jié)果得到0.002 ~ 0.0024"的高度。再一次，使用標(biāo)準(zhǔn)LPI阻焊層，板用相同的模板印刷。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)缺陷。得出的結(jié)論是，焊盤比阻焊層較高，允許模板自己“密封”焊盤。這個(gè)結(jié)果是一個(gè)很精確的、錫膏的三維塊座落在焊盤上(圖二)。

　　其它可能造成密封不良的區(qū)域包括:
　　從單面板的元件面堵塞的通路孔
　　堵塞不良的通路孔，在通路孔頂上留下皇冠狀的阻焊層，它可能比焊盤高出0.004"
　　QFP輪廓的圖例油墨
　　表面處理技術(shù)(Surface Finish Technologies)
　　PCB的可焊性表面可能影響模板印刷和元件貼裝。在一個(gè)測(cè)定PCB表面末道漆怎樣影響模板印刷過(guò)程的試驗(yàn)中，選擇了三種最流行的板的表面處理方法：熱空氣焊錫均涂(HASL, hot-air solder leveling)、有機(jī)可焊性保護(hù)層(OSP, organic solderability preservatives)和浸鎳/金(immersion nickel/gold)。使用相同的印刷機(jī)和印刷參數(shù)，試驗(yàn)處理每個(gè)板都是使用同一個(gè)錫膏和模板。雖然錫膏體積對(duì)比面積對(duì)每個(gè)板都是測(cè)量30次，但這個(gè)試驗(yàn)顯示板的類型之間沒(méi)有太大的變化?？墒?，變化在HASL表面處理上顯示稍微大一點(diǎn)。因此，焊錫均涂可影響錫膏印刷，并造成從焊盤圓頂上的焊錫掏空和遺漏。小的貼裝問(wèn)題也可能是由于焊盤表面不平的情況引起的。
　　HASL是大多數(shù)穿孔和某些表面貼裝板的首選表面處理方法。要進(jìn)行HASL表面處理的板必須首先完成預(yù)處理，包括清潔、預(yù)熱周期和上助焊劑。
　　立式HASL設(shè)備。當(dāng)使用這種設(shè)備時(shí)，板垂直地浸入一個(gè)熔化焊錫的深鍋內(nèi)，當(dāng)焊錫從桶中退出時(shí)，用熱空氣刀(hot-air knife)“擠出”。一個(gè)缺點(diǎn)是QFP不能以一個(gè)角度退出空氣刀。那些沿長(zhǎng)度方向?qū)χ諝獾兜暮副P通常太薄，產(chǎn)生金屬間的可焊性問(wèn)題，而那些平行于空氣刀的通常焊錫過(guò)厚，可能引起短路。居留時(shí)間是立式設(shè)備的另一個(gè)問(wèn)題 - 板底可能浸在熔化的焊錫中比標(biāo)定的居留時(shí)間長(zhǎng)四五秒鐘。
　　臥式HASL設(shè)備要求與立式的同樣的預(yù)處理。臥式設(shè)備是一個(gè)傳送帶系統(tǒng)，在通過(guò)熱空氣刀之前，把板通過(guò)一個(gè)循環(huán)的焊錫爐。板可以45C角度放置在傳送帶上，使得QFP以焊盤均勻的分布通過(guò)?？墒牵?dāng)傳送帶寬度可能限制一些較大形式的板的處理角度時(shí)，居留時(shí)間比立式工藝少得多，限制了焊錫的沾染。臥式的HASL設(shè)備可用于100%的SMT板和混合技術(shù)。這個(gè)設(shè)備，如果有良好的預(yù)防性維護(hù)程序，將產(chǎn)生QFP上可量到的0.0001 ~ 0.0008"的焊錫厚度。
　　有機(jī)可焊性保護(hù)層(OSP)是用于保護(hù)銅不氧化的臨時(shí)性涂層。OSP提供了一個(gè)解決辦法，滿足對(duì)PCB焊盤的均勻一致的共面性和消除密腳連焊的要求。苯并咪唑(benzimidazole)OSP可用于水清洗和免清洗過(guò)程，不產(chǎn)生有害廢物。試驗(yàn)表面，OSP涂層的板的可焊性保持超過(guò)一年。
　　OSP施涂在光板上，作為制造過(guò)程的最后一步。它們可在浸桶中使用，但首選臥式傳送帶淹沒(méi)浸泡工藝。后者提供更緊密的過(guò)程控制和更大的涂層均勻性和厚度，可產(chǎn)生0.00003 ~ 0.00004"的均勻涂層。
　　最后，OSP表面處理是比浸鎳/金法更低成本的工藝，而同時(shí)提供很平的表面。在不好的一面，關(guān)注的地方包括，是否最后的表面可忍受多次的溫度周期，如果免洗助焊劑真正兼容的話，是否可熔濕性和貨架壽命是可接受的。當(dāng)在波峰/回流焊接過(guò)程中使用氮?dú)鈺r(shí)，OSP表面處理可能是一個(gè)更艱難的過(guò)程。
　　浸鎳/金(Ni/Au)。金是非常好的可焊性表面，鎳的作用是電鍍銅與金的很強(qiáng)的壁壘，防止氧化，延長(zhǎng)貨架壽命。
　　浸濕過(guò)程只電鍍那些上過(guò)阻焊層之后的暴露區(qū)域，使鍍金成本最小。這個(gè)過(guò)程是這樣的，首先是無(wú)電鍍鎳涂層0.000015 ~ 0.00002"，接著浸0.000003 ~ 0.000005"的金。
　　在金上焊錫的一個(gè)問(wèn)題是，焊接點(diǎn)被削弱。另一個(gè)問(wèn)題是金的成本?？墒牵?a href=http://m.jsiha.com/ target=_blank class=infotextkey>PCB制造期間密切注意板的準(zhǔn)備工作，可將成本保持在最低水平。有成本效益的板的準(zhǔn)備工作包括，將所有不要求可焊表面的板的區(qū)域覆蓋。在鍍金之前，應(yīng)該修改阻焊圖案，以保證所有銅邊都被覆蓋，因此金只鍍?cè)谝蟮?a href=http://m.jsiha.com/ target=_blank class=infotextkey>PCB區(qū)域。

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