如何将PCB线路板的精密度做到“极致”?
线路板高精密度化是指采用细密线宽/间距、微小孔、狭窄环宽(或无环宽)和埋、盲孔等技术达到高密度化。

而高精度是指“细、小、窄、薄”的结果必然带来精度高的要求,以线宽为例:
020mm线宽,按规定生产出016~024mm为合格,其误差为(020土004)mm;而010mm的线宽,同理其误差为(01±002)mm,显然后者精度提高1倍,依此类推是不难理解的,因此高精度要求不再单独论述。但却是生产技术中一个突出的难题。
细密导线技术
今后的高细密线宽/间距将由020mm-013mm-008mm—0005mm,才能满足SMT和多芯片封装(Mulitichip Package,MCP)要求。因此要求采用如下技术。
①基材
采用薄或超薄铜箔(<18um)基材和精细表面处理技术。
②工艺
采用较薄干膜和湿法贴膜工艺,薄而质量好的干膜可减少线宽失真和缺陷。湿法贴膜可填满小的气隙,增加界面附着力,提高导线完整性和精度。
③电沉积光致抗蚀膜
采用电沉积光致抗蚀膜(Electro-deposited Photoresist,ED)。其厚度可控制在5~30/um范围,可生产更完美的精细导线,对于狭小环宽、无环宽和全板电镀尤为适用,目前全球已有十多条ED生产线。
④平行光曝光技术
采用平行光曝光技术。由于平行光曝光可克服“点”光源的各向斜射光线带来线宽变幅等的影响,因而可得线宽尺寸精确和边缘光洁的精细导线。但平行曝光设备昂贵,投资高,并要求在高洁净度的环境下工作。
⑤自动光学检测技术
采用自动光学检测技术。此技术已成为精细导线生产中检测的必备手段,正得到迅速推广应用和发展。
微孔技术
微孔技术表面安装用的印制板的功能孔主要是起电气互连作用,因而使微孔技术的应用更为重要。采用常规的钻头材料和数控钻床来生产微小孔的故障多、成本高。
所以印制板高密度化大多是在导线和焊盘细密化上下功夫,虽然取得了很大成绩,但其潜力是有限的,要进一步提高细密化(如小于008mm的导线),成本急升,因而转向用微孔来提高细密化。
近几年来数控钻床和微小钻头技术取得了突破性的进展,因而微小孔技术有了迅速的发展。这是当前PCB生产中主要突出的特点。
今后微小孔形成技术主要还是靠先进的数控钻床和优良的微小头,而激光技术形成的小孔,从成本和孔的质量等观点看仍逊色于数控钻床所形成的小孔。
①数控钻床
目前数控钻床的技术已取得了新的突破与进展。并形成了以钻微小孔为特点的新一代数控钻床。
微孔钻床钻小孔(小于050mm)的效率比常规的数控钻床高1倍,故障少,转速为11~15r/min;可钻01~02mm微孔,采用含钴量较高的优质小钻头,可三块板(16mm/块)叠起进行钻孔。钻头断了能自动停机并报知位置,自动更换钻头和检查直径(刀具库可容几百支之多),能自动控制钻尖与盖板之恒定距离和钻孔深度,因而可钻盲孔,也不会钻坏台面。数控钻床台面采用气垫和磁浮式,移动更快、更轻、更精确,不会划伤台面。
这样的钻床,目前很紧俏,如意大利Prurite的Mega 4600,美国Excellon 2000系列,还有瑞士、德国等新一代产品。
②激光打孔
常规的数控钻床和钻头来钻微小孔的确存在很多问题。曾阻碍着微小孔技术的进展,因而激光蚀孔受到重视、研究和应用。
但是有一个致命的缺点,即形成喇叭孔,并随着板厚增加而严重化。加上高温烧蚀的污染(特别是多层板)、光源的寿命与维护、蚀孔的重复精度以及成本等问题,因而在印制板生产微小孔方面的推广应用受到了限制。但是激光蚀孔在薄型高密度的微孔板上仍得到了应用,特别是在MCM-L的高密度互连(HDI)技术,如MCMs中的聚酯薄膜蚀孔和金属沉积(溅射技术)相结合的高密度互连中得到应用。
在具有埋、盲孔结构的高密度互连多层板中的埋孔形成也能得到应用。但是由于数控钻床和微小钻头的开发和技术上的突破,迅速得到推广与应用。因而激光钻孔在表面安装电路板中的应用不能形成主导地位。但在某个领域中仍占有一席之地。
③埋、盲、通孔技术
埋、盲、通孔结合技术也是提高印制电路高密度化的一个重要途径。一般埋、盲孔都是微小孔,除了提高板面上的布线数量以外,埋、盲孔都是采用“最近”内层间互连,大大减少通孔形成的数量,隔离盘设置也会大大减少,从而增加了板内有效布线和层间互连的数量,提高了互连高密度化。
所以埋、盲、通孔结合的多层板比常规的全通孔板结构,在相同尺寸和层数下,其互连密度提高至少3倍,如果在相同的技术指标下,埋、盲、通孔相结合的印制板,其尺寸将大大缩小或者层数明显减少。
因此在高密度的表面安装印制板中,埋、盲孔技术越来越多地得到了应用,不仅在大型计算机、通讯设备等中的表面安装印制板中采用,而且在民用、工业用的领域中也得到了广泛的应用,甚至在一些薄型板中也得到了应用,如各PCMCIA、Smard、IC卡等的薄型六层以上的板。
埋、盲孔结构的印制电路板,一般都采用“分板”生产方式来完成,这就意味着要经过多次压板、钻孔、孔化电镀等才能完成,因而精密定位是非常重要的。
单片机的电路板上都需要些什么元件?
主要用途
IM系列工具显微镜能方便地读取千分表头示值,测量工件的孔径、孔距等尺寸以及角度、使用任选的目镜组还能检验螺纹以及齿轮形状等。设计非常紧凑、重量轻、最适合设置在加工现场受到限制的场所。
仪器的主要技术指标及规格
显微镜总放大率:30X 普通型小型工具显微镜IM
目镜:15X
物镜:2X
测量范围:50x50mm(2x2)
测量精度:001mm
读数装置测微头移动量:25mm(1)
读数手轮格值:0002mm(00001)
测角目镜分划值:6′
角度范围:0-360°
载物台面尺寸:152xl52mm
载物玻璃有效尺寸: 96mmx96mm
最大载重量(玻璃上面): 5kg
聚焦方式:手动,工件最大高度110mm
照明装置:透射,带绿色滤光片,亮度可调,
单灯倾斜反射照明,亮度可调节,光源 24V2W
仪器重量:15kg 工具显微镜JX13B
主要用途
微机型万能工具显微镜JX13B是在数字式万能工具显微镜JX11B的基础上采用计算机技术对测量数据进行数据处理。配置了优于影象法和轴切法的双光束干涉条纹测量法使微机型万工显系统性能得到了大大提高,软件的可组合性和可开发性增强了系统的功能,在更大范围内满足广大用户的需要。
微机型万能工具显微镜是机械、电子制造业、计量测试所广泛使用的一种多用途计量仪器。可以用来测量量程内
电脑型工具显微镜JX13B
的任何零件的尺寸、形状、角度和位置。
典型测量对象有:
测量各种成型零件如样板、样板车刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状。
测量外螺纹(螺纹塞规、丝杆和蜗杆等)的中径、小径、螺距、牙型半角。
测量齿轮滚刀的导程、齿形和牙型角。
测量电路板、钻模或孔板上的孔的位置度,键槽的对称度等形位误差。
主要技术指标及规格
测量范围:
X向行程:200㎜ 圆工作台直径:φ213㎜
Y向行程:100㎜ 平工作台尺寸(㎜):260×270
测角目镜角度分划范围:360° 顶针间的最大夹紧长度:700㎜

螺纹轮廓目镜角度分划范围:±7° 顶针间能容纳的最大直径:φ100㎜
圆工作台角度分划范围:0°~360° 高顶针架最大夹紧长度:200㎜
圆分度头角度分划范围:0°~360° 高顶针架能容纳的最大直径:φ250㎜
主显微镜立柱的倾斜范围:±12° 干涉狭缝旋转范围:±90°
分度值:X、Y向分度值:00002㎜ 圆工作台角度分度值:30″
测角目镜角度分度值:1′ 圆分度头角度分度值:1′
轮廓目镜角度分度值:±12 主显微镜立柱倾斜角度分度值:30′
测量准确度(被测件与仪器温度差别不大于05℃,仪器室内温度20℃±1℃):
(1+L/100)μm,其中L为测量长度,单位:㎜光学定位器的主要技术参数:
测杆垂直方向摆动范围:±3° 定位变动性:<1μm
孔径大于5㎜时,可测孔的最大深度:≈15㎜ 测力(N):01±003测量范围(㎜):5-200
仪器主机外形尺寸(㎜)长×宽×高=1300×1250×80
仪器主机重量:450㎏
主要特点
主显微镜配有多种目镜和物镜,视场大,成像清晰。
采用光电数显技术,以精密光栅尺作为测量元件。
采用先进计算机技术,将光栅数显系统采集的长度信号实时输入计算机,由专用软件(CD202)进行数据处理,并打印出结果或图形,准确,高效。
主显微镜可左右偏摆,用于对螺旋零件进行测量。
以非接触测量为基该方法,透、反射照明,可检验几何形状复杂的另件。
附件齐全,使用面广。 小型工具显微镜JGX-1型是具有繁用性的精密光学计量仪器之一。测量范围广。精确可靠,操作方便。因而特别适用于精密机械制造与工具制造工业。主要使用范围如下:
(1)测定形状样板,样板刀等按照直角坐标进行测定;
(2)测定螺纹;螺纹的中径、外径、内径的测定,测定螺距,螺形角,螺形角对螺纹轴的轮廓位置和螺纹形状(齿面的圆整性平坦性,平直性等。)
(3)测定角度:测定螺纹梳形车刀,螺纹铣刀的螺形角,各种样板铣刀的轮廓角和各种形状样板的角度等。
(4)本仪器也可作为观察显微镜使用,例如作表面光洁度检定及其他类似工作。
(5)本仪器可配用特殊设备与附件,并可变换不同的放大倍烽对于形状复杂或微小工件的测定极为方便 JX6大型工具显微镜
JX6大型工具显微镜是一种最基础的精密光学测量仪器大型工具显微镜为机器制造工厂、科学研究机关及高等院校的计量部门广泛使用的一种多性能计量仪器。可作以下各项测定:
1、检定样板、样板刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状。
2、测量螺纹的中径、外径、内径、螺距、螺形角、螺形角对螺纹轴的轮廓位置和螺纹 形状(齿形圆整性、平面性、平直角等)。
3、测量螺纹车刀、螺纹梳形车刀、螺纹铣刀的螺形角,各种样板铣刀和各种形状的样板轮廓角等。
4、使用光学定位器测量内孔和各种槽的宽度。
5、使用双像目镜测量两孔间中心距离及零件上的狭缝、线段或具有对称图形的图形之间的距离等。
6、使用圆弧轮廓目镜,可方便精确地测量R01~R100的圆弧尺寸。
JGX-2型大型工具显微镜
仪器的主要用途
JGX-2型大型工具显微镜是一种最基础的精密光学测量仪器,仪器备有多种附件。并配备不同的放大倍率,以便对微小工件也能作精确的测定 大型工具显微镜为工厂、科学研究机构及高等院校的计量部门广泛使用的一种多用途的计量仪器。作为工具制造厂产品鉴定的基本工具,也适用于其它精密机械制造厂,科学研究单位及学校等,供生产或科学研究之用。
主要功能
1检定样板、样板刀、冲模和凸轮的形状
2测量螺纹的中径、外径、内径、螺距、螺形角、螺形角对螺纹轴的轮廓位置和螺纹形状(齿面圆整性、平坦性、平直度等)。
3测量螺纹车刀、螺纹梳形车刀、螺纹铣刀的螺形角、各种样板铣刀和各种形状的样板的轮廓角等。
4使用光学定位器测量内孔和各种槽的宽度。
5使用双像目镜测量两孔间中心距离及零件上的狭缝、线段或具有对称图形之间的距离等。
6使用圆弧轮廓目镜,可方便精确地测量半径01-100mm的圆弧尺寸。 主要用途和仪器特点
数显万能工具显微镜以直观的数字显示和数字打印方式取代了普通万工显的目视读数方式,以影像法和轴切法按直角坐标与极坐标精确地测量各种零件,是机械加工企业、电子制造业、计量测试所广泛使用的一种多用途计量
数显型万能工具显微镜19JC仪器。
典型测量对象
测量各种成型零件如样板、样板车刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状。
测量外螺纹(螺纹塞规、丝杆和蜗杆等)的中径、大径、小径、螺距、牙型角。
测量齿轮滚刀的导程、齿形和牙型角。
测量电路板、钻模或孔板上孔的位置度、键槽的对称度等形位误差。
主显微镜配有多种目镜和物镜、视场宽、成像清晰。
采用光电数显技术,精密光栅尺作为测量元件,测量长度以数字显示,直观、方便。
本仪器主显微镜可左右偏摆,特别适于测螺旋零件。
以非接触测量为基该方法,透、反射照明,内、外轮廓可测。
附件多,使用面广。 19JPC微型万能工具显微镜,是应用计算机辅助测量的新一代万能工具显微镜,能解决各种复杂的二维测量问题。
传统的万工显对于视场中不能直接观测到的几何元素,如圆心、中点、交点、中心线及其相互距离、夹角等等都很难进行测量,而在19JPC 仪器上均能迎刃而解。该仪器采用精密光栅传感器和PC系列微机以及数据接口卡采集测量数据,同时以19JPC二维测量程序进行数据处理、显示并打印测量结果。仪器操作 方便,按照屏幕显示图形菜单,键入测量命令就可开始测量。仪器在测量过程中,彩色显示器屏幕上可实时显示瞄准点的工件坐标,直角坐标或极坐标可随时转换,对于极坐标测量及凸轮测量尤为方便。
仪器使用公制和英制两种计量单位。计算精度达:00001毫米和00001寸。仪器可对工作台滑座导轨的装配误差自动修正,进一步提高了测量精度。
微机型万能工具显微镜19JPC是在数字式万能工具显微镜19JPC的基础上采用计算机技术对测量数据进行数据处理。配置了优于影象法和轴切法的双光束干涉条纹测量法使微机型万工显系统性能得到了大大提高,软件的可组合性和可开发性增强了系统的功能,在更大范围内满足广大用户的需要。
微机型万能工具显微镜是机械、电子制造业、计量测试所广泛使用的一种多用途计量仪器。可以用来测量量程内的任何零件的尺寸、形状、角度和位置。
典型测量对象有:
测量各种成型零件如样板、样板车刀、样板铣刀、冲模和凸轮的形状。
测量外螺纹(螺纹塞规、丝杆和蜗杆等)的中径、小径、螺距、牙型半角。
测量齿轮滚刀的导程、齿形和牙型角。
测量电路板、钻模或孔板上的孔的位置度,键槽的对称度等形位误差。
主显微镜配有多种目镜和物镜,视场大,成像清晰。
采用光电数显技术,以精密光栅尺作为测量元件。
采用先进计算机技术,将光栅数显系统采集的长度信号实时输入计算机,由专用二维测量软件进行数据处理,并打印出结果或图形,准确,高效。

主显微镜可左右偏摆,用于对螺旋零件进行测量。
以非接触测量为基该方法,透、反射照明,可检验几何形状复杂的零件。
附件齐全,使用面广。
单片机的最小系统需要单片机本身(芯片)、晶振、及晶振起振电容、电源,人机交流元件如按键等。及动做显示元件如发灯管等。如果是实际应用那是根据实际配置的,是会有很多外围器件的,如各种驱动电路。输入电路等


