IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准 - 第34页
4.4.9.4 ⾦属芯基 材 金属芯 印制板 基 材 应符 合表4-6要求。 4.4.10 电⼦元件材料 4.4.10.1 埋⼊式 电 阻 采用埋入式 电 阻 工 艺 比 标准 多 层印制板制 作 昂贵 得 多 。 这是由 于 需 要 购 买 特 殊 的 铜箔 材料 、进 行 额 外 的图 形 转移 和 蚀刻 处理 及 电 阻 ( 欧姆 ) 值 验 证 。 采用埋入式 电 阻 技术的印制板主要特 点 之 一 就 是 节 省 元 件 占 …
金的氧化膜蔓延抑制剂:
• 非铜基体金属会抑制金表面的铜的氧化膜蔓
延—从空隙及裸铜边缘开始产生的氧化膜。
作为接触表面的承重底层:
• 硬镍底镀层可作为金顶镀层的承重基础、以
防止硬金开裂并减少在贵金属的接触表面滑
动时磨损。为了达到上述要求、镍底镀层必
须完好(即没有裂缝)且具有足够的厚度以
获得预期的特殊功能。通常、最低厚度宜为
1.2μm[47.2μin]、最好更厚些。为了达到整
平目的、会需要更厚的厚度。
4.4.6 镀锡/铅
需要时、在减成法生产工艺
中采用电镀锡/铅以提供铜表面的抗蚀刻层和
可焊涂层。在2盎斯铜上足够耐蚀刻的标准厚
度为8.08m、但仅作为制作时的工艺参数、不
作为设计技术要求。电镀铅/锡通常用几种方
法(热油浴、红外辐射、热蒸气或惰性液体浴)
之一进行热熔。热熔后会在印制板表面和通孔
上形成真合金层。除非选择了保持平面性的非
热熔法、否则都必须进行热熔处理。这也可以
提高长期可焊性。
锡/铅电镀不能用埋镀覆孔上、因为它处于印
制板内部并没有延伸至表面上。
锡/铅镀层应符合ASTM-B-579的组成要求。
4.4.6.1 镀锡
镀锡用作减成法生产工艺中提
供铜表面的抗蚀刻层。
4.4.7 焊料涂层
在一个专门 设计的机器
中、将印制板浸入熔融焊料中后并用高压热空
气、油或蒸气吹掉多余焊料、这样就在印制板
表面生成了焊料涂层。
焊料涂层不能用于埋孔或掩孔上、因为它们在
印制板内部并没有延伸到表面上。
除非布设总图上另有规定、否则焊料层焊料应
符合J-STD-006标准。特殊应用可指定焊料层
厚度。评价焊料层性能、不是用仪器测厚、而
是根据J-STD-003标准(
见表4-3)考查印制板通
过可焊性试验的能力。用户有权决定可焊性试
验前是否需要蒸汽老化。
4.4.8 ⽤于板边插头的其它⾦属涂层
除了前
面提到的涂层、还有几种涂层可供设计人员选
择:
• 铑:一种低阻触点涂层、可用于齐平电路、
开关或频繁接插部件。价格昂贵、一般不
用。
• 锡镍合金:一种耐磨涂层。
• 钯镍合金:一种低阻触点涂层。对齐平电路
特别有用。
• 化学镀镍和浸金:一种低阻触点涂层、适用
于低插拔次数的接插部件。
4.4.9 ⾦属箔/膜
4.4.9.1 铜箔
有两大类铜箔可用: 锻轧的
(或压延的)(W)和电解的(ED)。铜箔也有几种
型号。刚性板一般用电解铜箔。挠性板一般用
锻轧铜箔。不论用哪一种、都必须满足IPC-45
62的要求。
表4-5列出了起始铜导体的厚度、分别适用于
不同等级设备(处理后内层铜厚会降低)。铜箔
详细性能见IPC-4562的附录A。
4.4.9.2 铜膜
铜膜应符合表4-5要求。
有必要注意的是、IPC-4562中给出的电镀铜
箔的材料的最低特性、 对于许多印制板设计
和应用来讲、这是不够的。尤其是IPC-4562/1
(CV-E1), IPC-4562/2(CV-E2)和 IPC-4562/3
(CV-E3)。虽然、对照规范表要求、大部分出
售的铜箔产品、会远远高于最低性能值、但仍
然会有部分售出的铜箔产品几乎不能满足规范
要求。因此、对于关键产品、一定要谨慎、必
须获得材料的实际特性。
4.4.9.3 其它箔或膜
用到其它金属箔或膜
(镍、铝等)时、应在布设总图中标明它们的特
性。
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4.4.9.4 ⾦属芯基材
金属芯印制板基材应符
合表4-6要求。
4.4.10 电⼦元件材料
4.4.10.1 埋⼊式电阻
采用埋入式电阻工艺
比标准多层印制板制作昂贵得多。这是由于需
要购买特殊的铜箔材料、进行额外的图形转移
和蚀刻处理及电阻(欧姆)值验证。
采用埋入式电阻技术的印制板主要特点之一就
是节省元件占用板面空间。一些高密度设计中
不允许分立电阻。在这种情况下、埋入式电阻
是可行的、因为电阻相当小并且在埋入后允许
表面安装器件或线路越过。
环形电阻是一种聚合物电阻、可在空环或“反
焊盘”内形成、围绕板面或线路层的导通孔周
围。环形设计允许电阻以最终电阻值受较少因
素影响的网印方式进行。该类型电阻的主要用
途是替代具有±10%或更大容差的上拉或下拉
电阻。该电阻可以比表面电阻器做得更便宜、
并且不占印制板表面任何空间。大电阻容差和
能替代的电阻类型有限是采用埋入式电阻设计
的主要
限制。
4.4.10.2 埋⼊式电容
分布式电容是一项设
计要素、它将电源面(VCC—电压公共载体)和
接地面直接面对并尽可能靠近。两个面间隔
0.1mm或更小、这样一个夹层结构将为印制板
上有源器件提供低电感、高电容量连接。这种
快速切换和低旁路电流在高速数字应用中特别
有用、其中希望除去表面电容器或EMI是考虑
的关键。大多数设计中、双电源/接地夹层结
构被用来替代印制板上现有的电源和接地面。
多数情况下可以从印制板上去掉0.10F或更小
的旁路电容。
4.5 有机防护涂层
4.5.1 阻焊剂 (阻焊膜) 涂层
涂层和标识应
相容、并与印制板及印制板组装件工艺制作中
其它部件和材料兼容、包括使用前所必需的线
路板预加工/清洗。IPC-SM-840中规定这种兼
容性由线路板生产者和装配者来确定。
阻焊剂涂层应满足IPC-SM-840的要求。有要求
时、3级板应使用IPC-SM-840标准中的H级阻焊
材料。规定要达到UL要求时、印制板生产过程
中应使用UL所准许的涂层材料。
阻焊涂层用作电绝缘体时、涂层的绝缘性能应
足以保证电气完整性。与插件导轨接触的线路
板区域内不宜有阻焊涂层。
如使用或设计有要求、则阻焊膜的最小和或最
大厚度、应在布设总图中规定。最小厚度规格
是满足绝缘电阻的要求、并应按照阻焊膜材料
规范进行计算。最大厚度规格是满足元件组装
工艺的要求、例如焊膏工艺。
在熔融金属表面(焊料、锡铅镀层等)阻焊涂层
的附着力不能保证、因为线路板受热使熔融金
属再分布。熔融金属表面要求覆盖阻焊涂层
时、涂层完全遮盖的导线最大宽度推荐值应为
1.3mm[0.0512in]。
熔融金属导线宽度大于1.3mm[0.0512in]时、
导线的设计中金属到层压基板应有一开口。开
口的面积最小宜有6.25mm
2
[0.001in
2
]、位于
表4-5 铜箔/膜的要求
1
铜的类型 1-3级
最薄起始铜箔-外层 1/8 oz/ft
2
(5μm)[197μin]
最薄起始铜箔-内层
2
¼ oz/ft
2
(9μm)[354μin]
起始铜膜(半加成法)5μm[197μin]
最终铜膜(全加成法) 15-20μm[591-787μin]
1
所有的尺寸值都是标称值、由重量换算。
2
1/8 oz/ft
2
(5μm)可用于埋孔板。
表4-6 ⾦属芯基材
材料 规范合⾦
铝 SAE-AMS-
QQ-A-250
按布设总图的规定
钢 QQ-S-635 按布设总图的规定
铜 ASTM B-152
IPC-4562
按布设总图的规定
铜-镍铁合金-铜
铜-钼-铜
IPC-CF-152 按布设总图的规定
其它 用户确定 按布设总图的规定
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不超过6.35mm[0.25in]网格上。当熔融金属
导线是要留出不涂覆时、 各级印制板的设计
中应规定阻焊材料交迭的熔融金属区应不超过
1.0mm[0.0394in]。
设计要求可以规定在焊接、清洗等过程中、保
护导通孔不接触工艺溶液。当需要保护时、导
通孔应用永久性阻焊剂覆盖(掩孔)住以避免接
触处理液、其它的高分子覆盖材料(非敷形涂
层)或其它的聚合物材料塞孔也可使用。
导通孔保护应从孔的两面进行掩孔或塞孔。
要用导通孔掩孔时、最大成品孔径对1级和2
级设备应为1.0mm[0.0394in]、对3级设备应为
0.65mm[0.0256in]。
对那些超过最大导通孔孔径的印制板、掩孔要
求应由板的用户和供货方协商解决。
在组装件上有焊料球发生时、可能与阻焊剂的
表面状况有关、例如、不光滑、平滑等。
4.5.1.1 阻焊剂的附着⼒和覆盖
对整个规定
的覆盖区域、阻焊剂和层压板以及阻焊剂和金
属箔片之间的附着应该完整。可以使用氧化处
理、两面处理铜箔、防护性化学处理或其它附
着力促进剂。使用附着力促进剂可能需要用户
许可。
线路设计中当含有无开口的铜面积超过625mm
2
[0.9688in
2
]时、建议使用附着力促进剂。
要在非熔融金属(例如铜)上覆盖聚合物涂层
时、除非另有规定、否则应保护未被阻焊剂覆
盖的导体使其不被氧化。
4.5.1.2 阻焊剂隔离
液态网印涂层所需隔离
(一般为0.4-0.5mm[0.016-0.020in])大于光成
像阻焊剂的隔离(一般为0-0.13mm[0-0.00512
in])。可能需要保留空白区作装配对准基准。
数据文件一般包含与焊盘相同的隔离。这样、
为满足布设总图上规定了最小设计间隙、允许
印制板制造者调整隔离使与加工能力相配。
阻焊膜与焊盘的关系应满足布设总图上的规定
的重合度要求。
4.5.2 敷形涂层
当需要时、敷形涂层应符
合IPC-CC-830的技术要求并应在板的布设总图
或组装件的布设总图上加以规定。当执行UL规
范时、印制板生产商所用涂料须经UL许可。设
计人员应认识到兼容性的问题。敷形涂层是一
种电绝缘材料、其外形与线路板及其元器件一
致。使用它是用来增强表面的绝缘性及在恶劣
环境中起保护作用。在无导电体的板面或区域
上不需要使用敷形涂层。线路板边缘上通常不
需要敷形涂层。敷形涂层至多是一种能透气的
阻隔层。
4.5.2.1 敷形涂层类型及厚度
敷形涂层可以
是所列类型中的任何一种。从平整表面上量得
的各种类型敷形涂层厚度如下:
AR型 - 丙烯酸树脂 03-0.13mm
[0.00118in-0.00512in]
ER型-环氧树脂 0.03-0.13mm
[0.00118in-0.00512in]
UR型 - 聚氨酯树脂M 0.03-0.13mm
[0.00118in-0.00512in]
SR型 - 硅树脂 0.05-0.21mm
[0.00197in-0.00828in]
XY型-对苯(撑)二甲基树脂 0.01-0.05mm
[0.000394in-0.00197in]
用作敷形涂料的化学物基本上有三类:硅橡
胶、有机物和聚对苯二甲撑。三种类型材料对
溶剂、湿气、腐蚀、电弧和其它危害裸电路操
作性能的环境因素(见表4-7)有不同的保护作
用。由于导线与焊接点太近、如果不用敷形涂
层、许多表面装配工艺就不能完全实施。
较厚的敷形涂层可用作冲击和震动的缓冲体。
低温过程可能会带来使玻璃和陶瓷密封件产生
机械应力的危险性、可能需要使用到缓冲材
料。直插封装(DIPs)下敷形涂料的大量堆积、
除非采用预防措施、否则会在热循环中产生焊
接点的机械
应力。
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