PCB板制作流程毕业设计

1、苏州市职业大学毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目 PCB制作流程详解 系 电子信息工程系 专业班级 04应用电子3班 姓 名 闫朝忠 学 号 指导教师 范海健 2007年 4 月 29 日摘 要 ：PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制的制造。PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电

2、子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。PCB制造行业作为电子信息行业的上游行业，近两年受消费类电子尤其是手机、PC等的拉动，国际和国内的PCB行业都进入了景气上升阶段，未来随着3G手机的应用和数字电视销量的迅猛增长，PCB行业的景气度将进一步高涨。所以，PCB制造行业的发展前景将不可估量！关键字：电子部件 基地 上游行业目 录摘 要 2第一篇第一章 PCB概述 41.1 PCB的发展史 41.2 PCB的设计 51.3 PCB的分类 5第二章 PCB的构造 72.1 PCB的分类 72.2 PCB的部件 72.3 PCB特定名词

3、9第三章 PCB的作用 10第二篇第一章 PCB制作的准备 11第二章 PCB流程制作 132.1 PCB的层别 132.2 内层板生产步骤 14第三章 内层线路板成型段 183.1 压合 183.2 钻孔 203.3 镀铜 21第四章 外层线路板成型段 22第五章 多层板后续流程 24 5.1 防焊 245.2 文字 255.3 加工 255.4 成型 26第三篇第一章 PCB现状 27 1.1 PCB硬板发展 27 1.2 PCB软板发展 28第二章 PCB发展前景 29心得体会 30参考文献 31第一篇 第一章 PCB概述PCB即Printed Circuit Board 的简写，中文名

4、称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。1.1 PCB的发展史印制电路板的发明者是奥地利人保罗爱斯勒（Paul Eisler），他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年，美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷电路版技术才开始被广泛采用。在印制电路板出现之前，电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在，电路面包板只是作为有效的实验工具而存在；印刷电路板在电子工业中

5、已经占据了绝对统治的地位。印制电路基本概念在本世纪初已有人在专利中提出过，1947年美国航空局和美国标准局发起了印制电路首次技术讨论会，当时列出了26种不同的印制电路制造方法。并归纳为六类:涂料法、喷涂法、化学沉积法、真空蒸发法、模压法和粉压法。当时这些方法都未能实现大规模工业化生产，直到五十的年代初期，由于铜箔和层压板的粘合问题得到解决，覆铜层压板性能稳定可靠，并实现了大规模工业化生产，铜箔蚀刻法，成为印制板制造技术的主流，一直发展至今。六十年代，孔金属化双面印制和多层印制板实现了大规模生产，七十年代收于大规模集成电路和电子计算机和迅速发展，八十年代表面安装技术和九十年代多芯片组装技术的迅速

6、发展推动了印制板生产技术的继续进步，一批新材料、新设备、新测试仪器相继涌现。印制电路生产动手术进一步向高密度，细导线，多层，高可靠性、低成本和自动化连续生产的方向发展。我国从五十年代中期开始了单面印制板的研制。六十年代中自力更生地开发了我国的覆箔板基材，使铜箔蚀刻法成为我国PCB生产的主导工艺。六十年代已能大批量地生产单面板，小批量生产双面金属化孔印制 ，并在少数几个单位开始研制多层板。七十年代在国内推广了图形电镀蚀刻法工艺，但由于受到各种干扰，印制电路专用材料和专用设备没有及时跟上，整个生产技术水平落后于国外先进水平。到了八十年代，由于改革、开放政策的批引，不仅引进了大量具有国外八十年代先进

7、水平的单面、双面、多层印制板生产线，而且经过十多年消化、吸收，较快地提高了我国印制电路生产技术水平。1.2 PCB的设计PCB的实际制造过程是在PCB工厂里完成的，工厂是不管设计的，设计工作由专门的公司进行，它们的设计结果叫做原理图，原理图再由专业的布线公司进行线路图的设计，得到的线路图就被交到PCB工厂制作。工厂的任务就是将工作站中的线路图变成现实中的实物板。印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局、内部电子组件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到

8、良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计（CAD）实现。1.3 PCB的分类1、以材质分 有机材质：酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、 Polyimide、BT/Epoxy等皆属之。无机材质：铝、Copper-invar-copper、ceramic等皆属之。主要取其散热功能。2、以成品软硬区分 硬板 Rigid PCB 软板 Flexible PCB图1-2图1-1软硬板 Rigid-Flex PCB 图1-33、以结构分a、单面板（剖面图）在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种

9、PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。 图1-4b、双面板（剖面图）这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的桥梁叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 图1-5c、多层板（剖面图）为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用

10、数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出来。 图1-6第二章 PCB的构造2.1 PCB的分类PCB的结构其实就是像一块三明治一样。内层外层（Comp层）外层（Sold层）Power层 Ground 层绝缘层Sig

11、nal层导通孔下面我们以一块多层板为例来进行说明：图1-72.2 PCB的部件1.防焊（SOLDER MASK 简称S/M） S/M防焊线路图1-82.线路图1-93.孔（HOLE）导通孔（VIA HOLE） a. 镀通孔或电镀孔（PLATED THROUGH HOLE，简称PTH孔）零件孔 图1-105.锡垫（PAD） 整個区块称为SMDa. SMD PAD:图1-11b. BGA PAD: BGA PAD整個区块 称为BGA图1-122.3 PCB特定名词 1. 线路间距: 指线路与线路之间的距离图1-132. 孔与线路间距: 孔与线路之间的距离图1-143. 环宽指小孔周围那一圈铜环（或

12、上有锡或金的环）的宽度图1-154. 线宽指一条线路的宽度图1-16第三章 PCB的作用PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制的制造。PCB的设计的制造质量直接影响到整个产品的质量的成本，甚至会导致一家公司的命运。 PCB扮演的角色：PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演

13、了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。图1.17是多层PCB板结构示意图：图1-17PCB具有的功能： 1、 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接或电绝缘。提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。 3、 为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 4、 电子设备采用印制板后由于同类印制板的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动锡焊、自动检测。保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。PCB从单面发展到双

14、面、多层和挠性，并仍保持各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积，减轻成本，提高性能，使得PCB在未来电子设备的发展过程中，仍然保持强大的生命力。第二篇 PCB几乎会出现在每一种电子设备当中。它是所有电子设备的载体，计算机内部到处都有PCB的身影，从主板、显卡、声卡到内存载板、CPU 载板再到硬盘控制电路板、光驱控制电路板等。小到日常生活中的家用电器、手机、PDA、数码相机，大到车载电子设备，飞机上使用的航空电子产品、卫星火箭上高可X性电子设备。PCB的制作总体来说有三个过程：第一，生产工具(Tooling)的准备；第二，具体生产过程；第三，品质检验(VI、电

15、测)。但无论是生产加工，还是品质控制都是围绕生产过程进行的。具体生产流程如下：下料（裁板）内层制作压合钻孔镀铜外层制作防焊漆印刷文字印刷表面处理外形加工。第一章 PCB制作的准备首先介绍一下生产过程中所涉及到的几种重要的原始物料。1. 基板 PCB基板概念：PCB板的原始物料是覆铜基板，简称基板。基板是两面有铜的树脂板。现在最常用的板材代号是FR-4。FR-4主要用于计算机、通讯设备等档次的电子产品。对板材的要求：一是耐燃性，二是Tg点，三是介电常数。电路板必须耐燃，在一定温度下不能燃烧，只能软化。这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点)，这个值关系到PCB板的尺寸安定性。在高阶应用中，客户

16、有时会对板材的Tg点进行规定。介电常数是一个描述物质电特性的量，在高频线路中，信号的介质损失(PL)与基板材料有关，具体而言与介质的介电常数的平方根成正比。介质损失大，则吸收高频信号、转变为热的作用就越大，导致不能有效地传送信号。除FR-4树脂基板外，在诸如电视、收音机等较为简单的应用中酚醛纸质基板用得也很多。PCB基板组成:基板由基材和铜箔组成，FR-4基材是树脂加玻纤布，玻纤布就是玻璃纤维的织物，将玻纤布在液态的树脂中浸沾，再压合硬化得到 基材。在高分子化学中，将树脂的状态分为a-stage、b-stage、c-stage三种状态，处于a-stage的树脂分子间没有紧密的化学键，呈 流动态

17、；b-stage时分子与分子之间化学键不多，在高温高压下还会软化，进而变成c-stage；c-stage是树脂化学结构最为稳定的状态，呈固态，分子间的化学键增多，物理化学性质就非常稳定。我们使用的电路板基材就是由处于b-stage的树脂构成。而基板是将处于b-stage的基材与铜箔热压在一起。这时的树脂就处于稳定的c-stage了。PCB基板材质的选择1.镀金板(ElectrolyticNi/Au)镀金板制程成本是所有板材中最高的，但是目前现有的所有板材中最稳定，也最适合使用于无铅制程的板材，尤其在一些高单价或者需要高可靠度的电子产品都建议使用此板材作为基材。2.OSP板(OrganicSol

18、derabilityPreservatives)OSP制程成本最低，操作简便，但此制程因须装配厂修改设备及制程条件且重工性较差因此普及度仍不佳，使用此一类板材，在经过高温的加热之后，预覆于PAD上的保护膜势必受到破坏，而导致焊锡性降低，尤其当基板经过二次回焊后的情况更加严重，因此若制程上还需要再经过一次DIP制程，此时DIP端将会面临焊接上的挑战。3.化银板(ImmersionAg)虽然”银”本身具有很强的迁移性，因而导致漏电的情形发生，但是现今的“浸镀银”并非以往单纯的金属银，而是跟有机物共镀的”有机银”因此已经能够符合未来无铅制程上的需求，其可焊性的的寿命也比OSP板更久。4.化金板(El

19、ectrolessNi/Au，ENIG)此类基板最大的问题点便是”黑垫”(BlackPad)的问题，因此在无铅制程上有许多的大厂是不同意使用的，但国内厂商大多使用此制程。5.化锡板(ImmersionTin)此类基板易污染、刮伤，加上制程(FLUX)会氧化变色情况发生，国内厂商大多都不使用此制程，成本相对较高。6.喷锡板(ImmersionTin)因为cost低，焊锡性好，可靠度佳，兼容性最强，但这种焊接特性良好的喷锡板因含有铅，所以无铅制程不能使用。2. 铜箔 铜箔是在基板上形成导线的导体，铜箔的制造过程有两种方法：压延与电解。 压延就是将高纯度铜材像擀饺子皮那样压制成厚度仅为1密耳(相当于

20、0.0254mm)的铜箔。电解铜箔的制作方法是利用电解原理，使用一个巨大的滚动 金属轮作为阴极，CuSo4作为电解液，使纯铜在滚动的金属轮上不断析出，形成铜箔。铜箔的规格是厚度，PCB厂常用的铜箔厚度在0.33.0密耳之间。3. PP PP是多层板制作中不可缺少的原料，它的作用就是层间的粘接剂。简单地说，处于b-stage的基材薄片就叫做PP。PP的规格是厚度与含胶(树脂)量。 4. 干膜 感光干膜简称干膜，主要成分是一种对特定光谱敏感而发生光化学反应的树脂类物质。实用的干膜有三层，感光层被夹在上下两层起保护作用的塑料薄膜中。按 感光物质的化学特性分类，干膜有两种，光聚合型与光分解型。光聚合型

21、干膜在特定光谱的光照射下会硬化，从水溶性物质变成水不溶性，而光分解性恰好相反。 5. 防焊漆 防焊漆实际上是一种阻焊剂，是对液态的焊锡不具有亲和力的一种液态感光材料，它和感光干膜一样，在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化。使用时，防焊漆中还要和硬化剂搅拌在一起使用。防焊漆也叫油墨。我们通常见到的PCB板的颜色实际上就是防焊漆的颜色。 6. 底片 这里涉及到的底片类似于摄影的底片，都是利用感光材料记录图像的材料。客户将设计好的线路图传到PCB工厂，由CAM中心的工作站将线路图输出，但不是通 过常见的打印机，而是光绘机(Plotter，图1)，它的输出介质就是底片也叫菲林(film)。胶片曝光的地

22、方呈黑色不透光，反之是透明的。底片在 PCB工厂中的作用是举足轻重的，所有利用影像转移原理，要做到基板上的东西，都要先变成底片。第二章 PCB流程制作2.1 PCB的层别PCB板是分层的，夹在内部的是内层，露在外面可以焊接各种配件的叫做外层。无论内层外层都是由导线、 孔和PAD组成。导线就是起导通作用的铜线；孔分为导通孔(Plating hole)与不导通孔(None Plating hole)，分别简称为PT和NP。我们日常生活所使用的计算机，它的板卡既有双面板，又有多层板，例如大多数主板是四、六层板(现在以四层居多，主要是为了降低成本)。双面板的做法比较好想象，基板自然拥有两面，而多层板则

23、是将多片双面板“粘”结在一起。以四层板为例，先用一块基板，制造一、二层，再使用一块基板制造三、四层，然后再将这两块合成一块四层板。如何粘接呢？粘结剂是前面提到的原始物料PP，在压合机高温高压环境的帮助下，PP先软化后硬 化，从b-stage变成c-stage使两块双面板合二为一。也可以先制造位于内部的二、三层，在压合前，二、三层板外面覆盖PP，再覆盖铜箔，然后压合，也同样得到四层板。这种不同叫做迭板结构的选择。这种多层板的制造方法就叫做加层法。要告诉大家的是，从外表上是可以分辨一块板子是双面板还是多层板的，但不可能分辨出来一片多层板到底有多少层，对于多层板你会透过一些没有涂布防焊漆的基板区域看

24、到板子内部是黑乎乎的，那就是内层的颜色。PT孔包括插IC引脚的零件孔(Component hole)与连接不同层间的过孔(Via hole)，PT孔的孔壁上有铜作为导通介质；NP孔包括固定板卡的机械孔等，孔壁无铜。PAD是对PT孔周围的铜环和IC引脚在板面上的焊垫的统称。另外，电路板的两面习惯叫做Comp面和Sold面。这是因为电路板的一面总是会作为各种电子组件的安装面。PCB的制造过程由玻璃环氧树脂（Glass Epoxy）或类似材质制成的基板开始的。2.2 内层板生产步骤裁板无尘室蚀刻线AOI检验由于内层被“夹”在板子中间，所以多层板必须先做内层线路。所以首先介绍线路的制作流程：底片上的线

25、路变成电路板铜的过程，是通过影像转移即利用感光材料来把图形从一种介质转移到另一种介质上。以内层线路制作为例：基板上先要压上一层感光干膜，干膜上再覆盖上底片，接着曝光，揭开底片看干膜，被光照的地方与未被光照的地方迥然不 同。对光聚合型干膜，受光照的地方颜色变深，意味着已经硬化(光聚合反应的结果)，再经过显影(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜)，原本底片上透明的地方，干膜就得以保留，而原来底片上是黑黑的地方，干膜由于未被硬化，所以被显影掉了。再使用蚀铜液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻，没有干膜保护的铜就全军覆没，而干膜下的铜面则被保留。如果我们的底片上使用无色透明来代表线路与有铜区，使用黑色来代表

26、无铜区，经过曝光、显影、蚀刻，底片上的影像就转移到 基板上来了。总的结果就是，CAM工作站中的线路图经Plotter输出转移到底片上，再经过上述过程转移到基板上。影像转移的方法在PCB厂中应用广泛，不仅在制作线路时，而且在制作防焊、网版等需要精确控制图形的场合都有其用武之地。1、下料（裁板）下料就是针对某个料号的板子为其准备生产资料。包括裁板、裁PP、铜箔木垫板等物料。裁板就是将大张的标准规格基板裁切成料号制作资料中制定的wpnl尺寸。裁板使用裁板机（这东西本来是木工机械，现在也被应用到电子产业中来了）裁板(BOARD CUT)目的:依制前设计所规划要求,将基板材料裁切成工作所需尺寸主要原物料

27、:基板;锯片基板由铜皮和绝缘层压合而成,依要求有不同板厚规格,依铜厚可分为H/H;1oz/1oz;2oz/2oz或混合H/1等种类铜箔绝缘层2、前处理线前处理后铜面状况示意图这是以后各个站别都要经过的处理步骤，总体来讲其作用是清洁板子表面，避免因为手指油脂或灰尘给以后的压膜带来不良影响。内层前处理线有一个重要的作 用就是将原本相对光滑的铜面微蚀成相对粗糙以利于与干膜的结合。前处理使用的清洁液与微蚀液是硫酸加双氧水(H2SO4H2O2)3、无尘室 （包括压膜、曝光）压膜经过前处理的wpnl一块块由传送带进入无尘室进行压膜、曝光。压膜前压膜后先介绍一下无尘室，在电路图形转移过程中，对工作室的洁净程

28、度要求非常高，至少要在万级无尘室中进行压膜曝光工作。为确保图形转移的高质量，还要保证室内工作条件，控制室内温度在211、相对湿度55%60%，这是为 了保证板子和底片的尺寸稳定。因为板子和底片的组成材料都是有机高分子材料，对温湿度十分敏感。只有整个生产过程中都在相同的温湿度下，才能保证板子和底 片不会发生涨缩现象，所以现在的PCB工厂中生产区都装有中央空调控制温湿度。要生产的基板上必须贴上一层干膜，这由压膜机完成。压膜机是一台很灵敏的机器，只需要调整压膜辊轮的压力，它就会自动根据wpnl的大小与厚度自己裁切干膜。干膜是三层结构，压膜机压膜时会自动将与板面结合的一侧mylay(就是塑料薄膜)膜撕

29、下来。压好膜的板子去对片曝光，对片就是将底片覆在板子上，之所以叫做对片，是因为一块板子有两面，其间有孔连接，孔周围有PAD。对片的目的就是保证Comp和Sold 面的同一个孔的PAD保持圆心基本重合。基板和底片的涨缩UV光也会影响对准度。曝光压膜后的wpnl应尽快曝光，因为感光干膜有一定保质期。曝光使用曝光机，曝光机内部会发射高强度UV光(紫外光)，照射覆盖着底片与干膜的基板，通过影像转移，曝光后底片上的影像就会反转转移到干膜上。曝光机曝光前要抽真空，这是为了避免气泡引起折射。同时灰尘颗粒也会引起折射， 折射的光就是偏离了直线传播的光，这必然会导致转移到干膜上的线路图失真。更为严重的是灰尘颗粒

30、会粘在板面上阻挡光照造成杂质断路或短路。万级无尘室是标准配置，如果生产高精密度的电路板，更高级别的无尘室也是必须的，虽然造价高昂(例如IC工厂的无 尘室)。因为感光干膜对黄光不敏感，不会曝光，所以无尘室的灯光是黄色的。曝光前曝光后显影前蚀刻线显影后曝光完成后的板子经过静置，就进入蚀刻线。蚀刻线分为三个部分：显影段、蚀刻段和剥膜段。长长的生产线有数十个槽体。槽内有上下两排管道喷头给从传送 带上经过的wpnl“冲淋浴”。在各个槽内的“淋浴液”不同，分别完成各自的任务。让我们一步步地看看到底蚀刻线是怎幺工作的。首先，在显影段中使用碳酸钠溶液作为浴液进行显影。碳酸钠溶液将没有受到紫外光照射而发生变化的

31、干膜溶解并冲洗掉。其次，显影后的板子在进入蚀刻段前要经过纯水冲洗以防止将显影液带进蚀刻槽。这也是后面所有多功能的生产线各个功能部分之间连接的方式。蚀刻段是这条生产线的核心。蚀刻槽的浴液是CuCl2+HCl+H2O2。业余爱 好者常用的蚀刻液FeCl3由于环保和效率的原因早已不用了。由于药品在生产过程中有消耗，必须随时添加，保持一定浓度。这个艰巨的工作由一套全自动药液 浓度控制装置完成(AQUA)。蚀刻液将没有被干膜覆盖而裸露的铜腐蚀掉。板子过了蚀刻段，就算影像转移的大局已定。底片上的透明区现在对应有铜。一般的 PCB工厂的蚀刻线制作极限是4/4，即线宽/线间距分别是4密耳。超过这个限制则报废率

32、大增，成本太高。现在我们的笔记本电脑主板上就有大量的4/4线路。出了蚀刻槽，覆盖在板子上的干膜已经无用了，所以最后用热NaOH溶液喷淋板子剥膜。将硬化的干膜溶掉。蚀刻后蚀刻前显微镜下的蚀刻线路边缘绝非平直，其纵向切面也不是矩形，而是梯形。边缘不平直是由于干膜和板面的结合不会绝对严密，而蚀刻液蚀铜是全方位的，不仅在 纵深上蚀铜，而且也腐蚀线路的侧面，这样造成切面不是矩形而是有一定的梯度。同时使线路的宽度较底片上的宽度细了。AOI检验(全称为Automatic Optical Inspection，自动光学检测)目的：通过光学反射原理将图像回馈至设备处理，与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较，找出

33、缺点位置注意事项：由于AOI所用的测试方式为逻辑比较，一定会存在一些误判的缺点，故需通过人工加以确认.由于材料厚度日趋薄化,线路密集,细化需注意人员handling问题.出了内层蚀刻线的板子必须经过严格的检验以将问题消灭在早期。PCB的生产过程也是一个价值不断增长的过程，越到后面报废一块板子的代价越大，所以多 层板的内层线路制作品质必须尽量完美。但人是不可能做到的，这里我们使用一种机器叫做AOI(Automatic Optical Inspection，自动光学检验)来进行裸板外观品质测试。AOI是集光学、计算机图形识别、自动控制多学科于一身的高技术产品。它的内部存有上百种板面缺陷的图样特征。

34、工作时操作人员先将待检板固定在机台上，AOI会用激光定位器精确定位CCD镜头来扫描全板面。将得到的图样抽象出来与缺欠 图样比对，以此来判断PCB的线路制作是否有问题。像常见的线路缺口、短断路、蚀刻不全等都可以凭借AOI找出来。AOI可以指出问题类型以及在板子上的 位置。核心是它的分析软件。AOI设备在整个微电子产业中都大有用武之地，在IC生产中也同样需要类似设备(因为IC就是微缩的线路板嘛)。AOI技术的世界领跑者是以色列人，之所以这样据说是因为以色列处于阿拉伯各国环视之中，戒备心理极强，所以其雷达图像识别技术首屈一指(怕人家偷袭嘛)，在20世纪 7080年代微电子技术大发展时，电子工业越来越

35、需要一种高精度的外观检验装置，以色列抓住机遇军品转民品大大地赚了一票。这种单价在30万美元以上的 设备早期被认为是PCB工厂品管严格的象征，由于采用AOI后可有效地提高成品率，防止产品报废，对于多层板生产还是十分合算的，所以现在AOI设备也是 PCB厂的必备装置了。第三章 内层线路板成型段3.1 压合压合是将单张的内层基板以PP作中介再加上铜箔结合成多层板。这套工作由压合机完成的。压合机是一个密闭的金属桶，里面有由下而上由多个托盘组成的夹层，板子就放在这些夹层里。这些托盘都是热板，里面装着滚烫的油，油温受计算机控制。最下方的托盘下有一个液压机械臂向上举重似的给上面的所有板子以压力，压力的大小也

36、是可控的。现代的压合机内部会被抽成真空，以防止熔融的PP中出现气泡而影响层间结合力，同时有助于熔融树脂的均匀分布。具体生产流程：棕化 铆合 迭板 压合 后处理棕化（黑化）目的：(1)粗化铜面,增加与树脂接触表面积(2)增加铜面对流动树脂之湿润性(3)使铜面钝化,避免发生不良反应主要愿物料：棕化药液将基板与PP紧密结合在一起，与内层前处理相同，我们有必要将两者的表面刷磨粗糙一点以增加接触面积，而PP为树脂，化学性质稳定，我们只有打内层基板的主意。使用与内层前处理段使用过的办法，即用强氧化剂将内层板面上的铜氧化使其表面 粗糙，由于氧化铜的颜色是黑色的，所以这道工序又叫做黑化。这就是多层板的内层从表

37、面看上去是黑色的缘故。黑化后的铜，微观上是一根根尖尖的晶针。这可以 刺入PP中加强基板和PP间的结合力。铆钉铆合 (预迭)1)目的:(四层板不需铆钉)利用铆钉将多张内层板钉在一起,以避免后续加工时产生层间滑移。2)主要原物料:铆钉;P/PA.P/P(PREPREG):玻璃纤维布用在线路板中主要是作为一绝缘层，因为它有很好的电绝缘 性，耐高温性以及尺寸安定等特性。其生产方法为首先将玻璃高温熔融，然后让其经一筛形装置流出成丝，再将单丝按一定规格捻成束，最后就可以织成布。B.玻璃布的种类有很多，但在线路板业，常用的玻璃布却只有少数几种由树 脂和玻璃纤维布组成,据玻璃布种类可分为 1060;1080;

38、2116;156;7628等几种。C.树脂据胶流状况可分为:a. A阶(完全未固化); 在制造该物料溶化时的状态。b. B阶(半固化); 生产中使用的全为B阶状态的P/P。c. C阶(完全固化)三类, 基板中的胶片为已完全硬化的全聚合状态的胶片。迭板目的：将预迭合好之板迭成待压多层板形式Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6铜皮是做内层线路的基础，因为铜具有良好的导电性，延展性等特性。电路板行业中所用铜皮一般都为电镀铜皮。其制造方法为先将一些回收的废铜对象如废铜线，铜皮，铜块等溶于一大槽中，经过滤后溶液流入一电镀槽中，然后以一惰性电极为阳极，以一金

39、属滚轮为阴极电镀而成。如图标电镀铜皮 电镀铜皮;按厚度可分为: 1/3OZ(代号T) 0.35mil。 1/2OZ(代号H) 0.7 mil。 1OZ(代号1) 1.4 mil。 2OZ(代号2)铜皮其厚度为2.8 mi。 RCC(覆树脂铜皮)等。压合目的：通过热压方式将迭合板压成多层板主要原物料:牛皮纸;钢板热板迭好的板子会被自动运输车运送上压合机，压合机会按照设定好的参数压合，然后板子会被自动送下来，整个过程基本都是自动化过程。压力承载盘牛皮纸钢板可叠很多层 后处理目的:经割剖；打靶；捞边；磨边等工序对压合之多层板进行初步外形处理以便后工序生产品质控制要求及提供后工序加工之工具孔主要原物料

40、:钻头;铣刀3.2 钻孔PCB不能没有孔，孔要钻孔机钻出来。钻孔机是一种精密数控机床。钻床上有多组钻头(术语叫做Spindle)，像日本日立精工的钻 机有六个Spindle。钻头在计算机的控制下可以在平面内精确定位，精度(真位度)在3密耳。钻孔机工作依X钻孔程序(注6)，钻孔程序告诉钻孔机的 Spindle使用直径多大的钻头，应该在板子的哪个坐标位置上钻。操作手只要将板子固定在钻孔机内的平台上，调入正确的钻孔程序，按动开始键就OK了。 钻孔需要的时间由孔数与孔径决定，孔数越多，孔径越小，耗时就越长。孔径越小，则钻针越细，所以进刀速与退刀速不能过快，否则容易断针，即钻头断在板子 里。现在的电子产

41、品向小型化方向发展，孔径也越来越小，10密耳(相当于0.25mm)的Via hole已十分平常。仔细观察PC主板，那些细小的小点就是被防焊漆封住的Via hole，多数直径就是10密耳左右。钻孔流程：上PIN 钻孔 下PIN上PIN目的:对于非单片钻之板,预先按STACK之要求钉在一起,便于钻孔,依板厚和工艺要求每个STACK可两片钻,三片钻或多片钻主要原物料:PIN注意事项:上PIN时需开防呆检查,避免因前制程混料造成钻孔报废铝盖板钻孔目的:钻头在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔垫板主要原物料:钻头;盖板;垫板钻头:碳化钨,钴及有机黏着剂组合而成盖板:主要为铝片,在制程中起钻头定位;散热

42、;减少毛头;防压力脚压伤作用垫板:主要为复合板,在制程中起保护钻机台面;防出口性毛头;降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用下PIN目的:将钻好孔之板上的PIN针下掉,将板子分开后出货.3.3 镀铜PTH整条镀铜生产线分为两段：化学沉铜(PTH)和电镀。化学沉铜(PTH)化学沉铜在生产中，利用化学反应在整个wpnl表面上沉积上一层薄的铜，经过这一步，原本无铜的孔壁内也有了铜，所以也叫PTH(Plating Through Hole)流程。化学铜的沉积质量直接影响后面电镀铜质量以及内层之间导体连接的可续性。作用:在孔内沉铜湿润槽 整孔槽 水洗槽 微蚀槽 水洗槽 预浸槽 活化槽 水洗槽 速化槽 化学铜

43、 水洗槽 烘干槽镀铜电镀电镀段将设定好电流强度的直流强电流接到板子上，浸在装满电镀液的槽内。经过一段时间孔壁上就有了足够厚的铜了。电镀的原理很简单，待镀板作 为阴极，电镀液中的铜离子向阴极电泳沉积。由于所有有铜区都会被镀上一层铜，所以这是一种全板电镀法。常见的电镀线是长长的一串槽体，待镀板被固定在挂架 上，挂架被自动运行的轨道车带动在装满不同槽液的槽里旅行，挂架浸泡在槽中很像我们洗冲浪浴，槽液被压缩气体搅拌上下翻滚，以此来保证所有小孔内都接触到化学药品。孔壁上的铜是将不同内层连接在一起的桥梁，所以镀铜的好坏直接影响线路板的可续性。第四章 外层线路板成型段外层流程介绍：前处理压膜曝光显影目的：经

44、过钻孔及通孔电镀后,内外层已经连通,本制程制作外层线路,以达电性的完整前处理目的:去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度,以利于后续的压膜制程重要原物料：刷轮压膜 目的: 通过热压法使干膜紧密附着在铜面上. 重要原物料：干膜(Dry film)溶剂显像型 半水溶液显像型 碱水溶液显像型 水溶性干膜主要是由于其组成中含有机酸根，会与强碱反应使成为有机酸的盐类，可被水溶掉。前处理理放板酸洗水洗刷磨中压水洗微蚀复合水洗烘干烘干板面清洁机压膜前预热压膜机翻板机收板机曝光(Exposure)干膜制程目的: 通过 image transfer技术在干膜上曝出客户所需的线路重要的原物料：底片UV光底片外层所用底

45、片与内层相反，为正片，底片黑色为线路白色为底板(白底黑线)，白色的部分紫外光透射过去，干膜发生聚合反应，不能被显影液洗掉显影 (Developing)干膜镀铜 制程目的: 把尚未发生聚合反应的区域用显像液将之冲洗掉,已感光部分则因已发生聚合反应而洗不掉而留在铜面上成为蚀刻或电镀之阻剂膜.重要原物料：弱碱(Na2CO3)第五章 多层板后续流程5.1 防焊制程目的：留出板上待焊的通孔及其pad，将所有线路及铜面都覆盖住，防止波焊时造成的短路,并节省焊锡之用量 。护板：防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性质，并防止外来的机械伤害以维持板面良好的绝缘.绝缘：由于板子愈来愈薄,线宽距愈来愈细

46、,故导体间的绝缘问题日形突显,也增加防焊漆绝缘性质的重要性。制作流程：防焊漆,俗称绿漆,(Solder mask or Solder Resist)，为便于肉眼检查，故于主漆中多加入对眼睛有帮助的绿色颜料，其实防焊漆了绿色之外尚有黄色、白色、黑色等颜色. 防焊的种类有传统环氧树脂IR烘烤型,UV硬化型, 液态感光型等型油墨, 以及干膜防焊型,其中液态感光型为目前制程大宗.将涂上的绿漆初步烘干（处于半硬化状态）不至於粘底片。用网印或噴涂的方式在板面上均匀地涂上一层拒焊膜（LIPSM)。目的去除表面氧化物,增加表面粗糙度,加强板面油墨附着力 预 烘 印 墨表面处理 曝 光利用底片对板面上绿漆作影像

47、转移。利用化学药水Na2CO3将未感光聚合的绿漆冲洗掉。 后 烘 显 影将感光聚合的绿漆进行最终的硬化，以耐后制程的攻击。5.2 文字印文字：目的：利于维修和识别原理：印刷及烘烤印另一面文字印一面文字 文字文字烘烤主要原物料：文字油墨5.3 加工(Surface Treatment Process )主要流程：A 化金 (Immersion Gold) IMG目的：1.平坦的焊接面 2.优越的导电性、抗氧化性原理：置换反应主要原物料：金盐 B ENTEK(护铜)(Oragnic solderability preservative )目的：1.抗氧化性 2.低廉的成本原理：金属有机化合物与金属

48、离子间的化学键作用力主要原物料：CU-106AC 金手指（Gold Finger） G/F目的：优越的导电性、抗氧化性、耐磨性原理：氧化还原主要原物料：金盐D 化银 （Sterling Silver）目的：1.抗氧化性 2.平整的焊接面原理：化学置换主要原物料：银的螯合物制程要点：水质(DI水，不可含Cl， S离子) 手套，放置时间，厚度，重工次数5.4 成型目的：让板子裁切成客户所需规格尺寸原理：数位机床机械切割Spnl / pcs成型后成型成型前主要原物料：铣刀金手指斜边将电路板之有金手指部份，以去倒角方式得到符合蓝图尺寸的双斜边。其机械原理是指用上下两高速旋转的端头以一定之角度对输送带所

49、输送之材料做斜面切屑，以刮除无用之部份，使金手指前端形成双斜边的一种加工方式。目的：让带有金手指板进行倒角加工,便于下制程组装作业原理：高速旋转切割 主要原物料：斜边刀第三篇第一章 PCB现状1.1 PCB硬板发展近年来，我国PCB工业每年以15%以上的高速度发展，已跨进世界PCB大国之列。伴随着印制电路产品发展，要求有新的材料、新的工艺技术和新的设备。我国印制电器材料工业在扩大产量的同时，更要注重于提高性能和质量；印制电路专用设备工业不再是低水平的仿造，而是向生产自动化、精密度、多功能、现代化设备发展。PCB生产集世界高新科技于一体，印制电路生产技术会采用液态感光成像、直接电镀、脉冲电镀、积

50、层多层板等新工艺。 在生产过程中还必须更加重视可持续性发展，减少“三废”的产生。在未来，由于新材料、新设备和新工艺的采用，将实现印制电路板生产的低成本、高效率、少污染、高品质的目标。我国内地PCB生产企业目前分布如下：东北3%，华北12%，西北3%，西南9%，华东27%，华南42%，中南4%。PCB材料企业分布情况则是：东北8%，华北18%，西北3%，西南7%，华东33%，华南25%，中南6%。近几年，我国在PCB的产量、产值方面，合资企业尤其是外商独资企业的比重越来越大。另一方面，占国内PCB工业很大比例的国有企业、民营企业，无论在生产规模、技术水平，还是在管理水平等方面，与先进的PCB国家

51、和地区相比，还有相当的差距。即使在国内，与合资企业尤其是外商独资企业相比，其经营状态也是十分严峻的。生产设备、检测手段、计算机管理、员工技术掌握和市场竞争意识上都存在着很大的不平衡。这些不平衡的产生，一是源于我国老企业的体制和发展历史；二是新老企业受政策影响不同；三是基础工业的落后，其专用设备制造和原辅材料，尤其是辅料、化工材料方面的差距日显突出。 业内人士称，PCB业若想迅速发展，必须克服此种不平衡，从企业自身的经营管理抓起，提高技术水平。PCB软板行业发展3大方向 软板（FPC），即软性印刷电路板（Flexible Printed Circuit）的简称，相对于硬式电路板，软板材质特性为可挠性，且具有容易转折、重量轻、厚度薄等优点，因此经常应用于需要轻薄设计或可动式机构设计的产品，如手机、笔记型计算机、显示器、消费性电子产品、触控面板及IC构装等。 1.2 PCB软板发展软板产品构造上由软性铜箔基板（FCCL）和软性绝缘层(常用PI或PET)以接着剂（胶）贴附后压合而成，并可依客户要求贴附补强板或安