印刷线路板

PCB（Printed Circuit Board）,中文名称为印刷线路板，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体，具有高密度化、高可靠性、可测试性、可组装性等一系列的优点。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用印制板。目前印制板的品种已从单面板发展到双面板、多层板和挠性板；结构和质量也已发展到超高密度、微型化和高可靠性程度；新的设计方法、设计用品和制板材料、制板工艺不断涌现。下文将举例介绍电子探针（EPMA）在印刷板工艺优化方面的应用。 图1. 岛津场发射电子探针EPMA-8050G 岛津EPMA-8050G型电子探针（图1）搭载高质量场发射电子光学系统，结合岛津的52.5°高X射线取出角和全聚焦晶体，可以实现： 1、优越的空间分辨率：EPMA-8050G可达到的更高级别的二次电子图像分辨率3nm（加速电压30kV）。（加速电压10kV时20nm@10nA/50nm@100nA/150nm@1μA） 2、大束流更高灵敏度分析：可实现其他仪器所不能达到的大束流（加速电压30kV时可达3μA）。在超微量元素的检测灵敏度上实现了质的飞跃，将元素面分析时超微量元素成分分布的可视化成为现实。 岛津研发部门使用EPMA-8050G仪器对智能手机天线中的多层压印刷电路板（Laminated multilayer PCBs）进行了表面微区元素和形貌分析。 图2. 展示多层压电路板横截面中的多元素重叠分布，元素含量数据以颜色编码形式展现，其中，红色富Cu区域代表铜箔层，清晰可见4层大致10 μm厚度的铜箔层分布；绿色富C区域代表树脂层；蓝色富Al区域代表填料层；左边缘分布的粉色区域则代表富N的保护层；而右边缘黄色区域则代表与树脂混合的含Si填料，用于提升电路板的耐热性。图2 多层夺印刷电路板的横截面多元素层叠分布图 图3.分别展示了多种元素的分布情况，清晰可见P元素与Al元素、Si元素分布于相同的层状区域，表明填料层中主要以有机磷阻燃剂为主，且符合印刷电路板的无卤素要求。 图3背散射和元素表面分布图像 将多层压印刷电路板剥离分层处理后可分别对其铜箔层和树脂层表面以及层间界面进行分析。图4. 展示了分层处理后的界面信息，其中，蓝色虚线左侧代表铜箔层表面，右侧则代表树脂层表面。铜箔层表面呈现细粒不规则的“雪球”状突起构造，树脂层表面则分布对应的凹状构造。元素重叠分布图中可清晰显示铜箔层中的C元素残留以及树脂层中的Cu元素残留，这些层间残留元素的含量可用于表征电路板的层间粘合强度。 图4铜箔层和树脂层界面的背散射和元素表面分布图像 图5. 展示了高放大倍数条件下铜箔层表面不同区域的二次电子图像。电子信号在铜箔层内传导过程中通常在高频段产生传导损失的现象被称为“集肤效应（Skin effect）”。这种效应（传导损失）随着铜箔层表面不规则程度变大而变大，然后表面过于平整同样会影响电路板的层间粘合强度，因此电路板制作工艺的优化需要平衡这两方面的因素。 图5铜箔层表面二次电子图像 更多电子探针仪器信息和相关应用敬请关注岛津科技资讯通推文内容。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

接触角测量是一种常用的表面性质测试方法，用于评估材料的润湿性和表面能。FPC是一种柔性印刷电路板，通常用于电子设备中。很多客户需要对FPC进行接触角测量解决方案，根据实际情况一般需要做好如下准备：样品准备：将FPC样品剪裁成适当的尺寸，并确保表面是干净的，没有灰尘、污渍或油脂。测量前处理：在进行测量之前，对FPC进行一些表面处理，以确保水滴能够均匀地润湿样品表面。例如，通过等离子体处理、清洁剂或特殊涂层。测量过程：将FPC样品放置在测试仪器上，并使用液滴产生器在样品表面滴下一滴液体（通常是水）。确保液滴的大小和滴落速度是一致的。图像采集与分析：使用仪器上的摄像头拍摄液滴在样品表面的图像。然后，使用图像处理软件测量液滴的接触角。接触角是液滴与样品表面之间形成的角度，可以反映样品的润湿性。结果解读：根据测量结果，您可以评估FPC样品的润湿性能。较小的接触角表示较好的润湿性，而较大的接触角表示较差的润湿性。测试结果帮助客户实际了解材料表面的润湿性能，从而进行粘合处理。 需要注意的是，接触角测量结果可能会受到环境条件（例如温度和湿度）以及样品表面处理的影响。因此，在进行比较或评估时，应确保测试条件的一致性。接触角测量仪帮助我们评估液体在FPC柔性线路板表面的润湿性能，这对于柔性线路板的性能和可靠性非常重要。当液体与固体表面接触时，会形成一个接触角，该角度测量了液体在固体表面上的润湿性。接触角测量仪可以通过测量液滴与FPC柔性线路板表面之间的接触角来确定液体在其表面上的润湿性能。

电路板是当代电子元件业中最活跃的产业，又可称为印刷线路板（Printed Circuit Board）简称PCB。由于产业政策的扶持、下游产业的持续快速增长和劳动力资源、市场、投资及税收政策方面优惠措施的影响，印刷电路板作为基础的电子元件，市场的配套需求增长强劲，行业前景十分看好。汽车、电子、电器等各类行业中，均会用到印刷电路板，而目前用于各类电子设备和系统的电子器材仍然以PCB、FPC等印刷电路板为主要装配方式。 　　由于欧盟RoHs 法令的实施，电子组装工艺发生了巨大变化—进入无铅化时代。锡-银-铜和锡-铜-镍等无铅焊料已逐步取代了以往的锡铅焊料，熔点由原先的183℃升至217℃以上，前后温度相差34 ℃，熔点的升高务必会使得焊接热量递增，故电路板等的耐热性（Td热裂解温度）必须要满足更高的要求。而爆板（Delamination ）是电路板在焊接过程中最常见的问题，在高温焊接条件下，板材的Z轴膨胀过大，就会引起爆板。另外，若板材的玻璃化温度（Tg）不合适，随着焊接热量的剧增，会对PCB 板造成损伤。为应对无铅化对PCB 板的耐热性能的挑战，IPC-4101B/99 针对“无铅FR-4”增加了四项新要求，分别是：Tg≥150℃（玻璃化转变温度）、Td≥325℃（热裂解温度）、Z-CTE≤3.5%（50—260℃）和T288≥5min。 那么，针对以上线路板的爆板问题，在板材设计时，如何有效地评估这些参数呢？　　日立仪器的热机械分析仪（TMA7000）具有高灵敏度、宽范围的特性，是一款全膨胀的TMA，可测定小至薄膜、大至块体的样品，评价玻璃化温度、线膨胀系数以及软化点等参数，得到结合面的尺寸稳定性及匹配性以及线路板的爆板时间。 解决方案请见：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100718/s550605.htm