第5章_印制电路板制作流程

1、印制电路板制作流程印制电路板制作流程PAD/焊盘焊盘Screen Marks 字字符符3C6013C6013C6013P20116A0Golden Finger/金手指金手指Annual ring 锡圈锡圈Production Number 生产型号生产型号Wet Film/绿油绿油 基基 材材VIA HOLE/导通孔导通孔成品印刷电路板外观图成品印刷电路板外观图第一部分：第一部分：前言前言印刷电路知识简介：印刷电路知识简介：n印刷电路板(Print Circuit Board)简称PCB，也称为印刷线路板Print Wiring Board(PWB)它用影像转移的方式将线路印在基板上，经过化

2、学蚀刻后产生线路。印刷电路板可作为零件在电路中的支架(Supporting) 也可做为零件的连接体。使得板上各组件电性能相连n于1960年以后才有专业制造厂以甲醛树脂铜箔为基材，制作单面PCB进军电唱机、录音机、录像机等市场，之后因双面贯孔镀铜制造技术兴起，于是耐热、尺寸安定之玻璃环氧基板大量被应用至今。现在用得比较多的有FR4，FR2，CEM3，陶瓷板，铁氟龙板等，我司现在使用的一般为FR4板.n电路板的分类：电路板的分类：n单面板就是只有一层导电图形层n双面板是有两层导电图形层n多层印刷线路板是指由三层及以上的导电图形层与绝缘材料交替层压粘结在一起制成的印刷电路板。单面板单面板单、双、多层

3、板之差异单、双、多层板之差异总体流程介绍总体流程介绍n客户要求工程设计资料制作工单MI n开料/烤板钻孔沉铜/板面电镀堵孔 CUT DRILL PTH PHH 磨刷线路电镀铜锡退膜/蚀刻退锡 BW DF PP ETCH TLST阻焊沉镍金成型/冲压成测高温整平SM ENIG PG ET HTL成品检验成品仓 FQC FG流程说明 1）下料：从一定板厚和铜箔厚度的整张覆铜板大料上剪出便于 加工的尺寸 2） 钻孔：在板上按电脑钻孔程序钻出导电孔或插件孔 3） 沉铜：在钻出的孔内沉积一层薄薄的化学铜，目的是在不导电的环氧玻璃布基材（或其他基材）通过化学方法沉上一层铜，便于后面电镀导通形成线路；4）全

4、板镀铜：主要是为加厚保护那层薄薄的化学铜以防其在空气中氧化,形成孔内无铜或破洞；5） 线路（图形转移）：在板上贴上干膜或丝印上图形抗电镀油墨，经曝光，显影后，做出线路图形6） 图形电镀：在已做好图形线路的板上进行线路加厚镀铜，使孔内和线路铜厚达到一定厚度，可以负载一定的电流7）蚀刻：褪掉图形油墨或干膜，蚀刻掉多余的铜箔从而得到导电线路图形8）退锡：将所形成图形上的锡层退掉，以便露出所需的线路9） 丝印阻焊油墨或贴阻焊干膜：在板上印刷一层阻焊油墨，或贴上一层阻焊干膜，经曝光，显影后做成阻焊图形，主要目的在于防止在焊接时线路间发生短路10） 化金/喷锡：在板上需要焊接的地方沉上金或喷上一层锡，便于

5、焊接，同时也可防止该处铜面氧化11）字符：在板上印刷一些标志性的字符，主要便于客户安12）冲压/成型：根据客户要求加工出板的外形 13）电测：通过闭合回路的方式检测PCB中是否有开短路现象第二部分：第二部分：多层线路板基本结构多层线路板基本结构L1：铜层分隔层（玻璃纤维+环氧树脂）L2：铜层分隔层（玻璃纤维+环氧树脂）L3：铜层L4：铜层导通孔信号线层信号线层铜层n 板料剖析图：板料剖析图：以4层板为例：9第三部分：第三部分：制作流程简介制作流程简介n多层线路板制作，包括两大部分：多层线路板制作，包括两大部分：F F 10第三部分：第三部分：制作流程简介制作流程简介内n 定义：定义： 利用板料

6、基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料图形及覆铜膜对位，在受控热力的配合下形成层间压合，经修边处理后完成内层制作流程，为外层线路之间的导通提供依据。11第三部分：第三部分：制作流程简介制作流程简介n 定义：定义： 利用已完成的内层工序板料基材，进行钻孔并贯通内层线路，电镀铜层互连及加厚，图形蚀刻，铜面保护等工序，以及相关的可靠性测试，成品测试，检验后完成整个外层制作流程。12第三部分：第三部分：制作流程简介制作流程简介开料（Board Cutting)前处理（Pre-treatment)影像转移（Image transter)铜面粗化（B.F or B.O)线路蚀刻（Circuitry etchin

7、g)排板（Lay up)压合（Pressing)钻管位孔（X-Ray)光学检查（AOI)修边（Edge trimming)n PCB内层制作流程：内层制作流程：13第三部分：第三部分：制作流程简介制作流程简介钻孔（Drilling)除胶渣/孔内沉铜（PTH)全板电镀（Panel plating)线路蚀刻（Circuitry etching)图像转移（Image transfer)防焊油丝印（Solder mask)表面处理（surface treatment)外形轮廓加工（profiling)图形电镀（Pattern plating)最后品质控制（F.Q.C)n PCB外层制作流程：外层制作流

8、程：14第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述定义：将覆铜板裁剪为所需的尺寸。锔料（Baking)锔料：为了消除板料在制作时产生的内应力。令到板料尺寸（涨缩性）稳定性加强。去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。切料（Laminate Cutting)切料：将一张大料根据不同板号尺寸要求切成所需的生产尺寸。锣圆角（ corner Rounting)锣圆角：为避免在下工序造成Handling 及品质问题，将板料锣成圆角。打字唛（ Mark stamping)打字唛：将生产板的编号资料附印在板边，令各工序能识别与追溯不同的板号。15第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原

9、理阐述热风吹干热风吹干：将板面吹干。定义：将铜面粗化，便于之后工序的干膜有效地附着在铜面上。 磨板的方式：化学磨板、物理磨板（机械）。除油除油：通过酸性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去。（+水洗）微蚀微蚀：原理是铜表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面。（+水洗）酸洗酸洗：将铜离子除去及减少铜面的氧化。（+水洗）16第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述以上关键步骤为微蚀段，原理是铜表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面。F基本反应：Cu Cu2+n 反应机理：反应机理：17第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述辘膜（贴干膜）辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。

10、曝光曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥架硬化的效果，而完成影像转移的目的。定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。菲林制作菲林制作：根据客户要求，将线路图形plot在菲林（底片）上，并进行检查后投入生产。菲林检查菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免影像转移出误。18第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述贴膜曝光底片底片Cu基材基材显影蚀刻褪膜干膜干膜线路蚀刻线路蚀刻19第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述显影显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留

11、下感光的部分。 定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。蚀刻蚀刻：是将未曝光的露铜部份铜面蚀刻掉。褪膜褪膜：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林去掉。冲孔冲孔：通过设定的标靶，冲出每层统一位置的管位孔，为下工序的排板管位使用。20第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 显影的作用：显影的作用：是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。n 显影的原理：显影的原理：未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3（1.0%)溶解。 而聚合的感光材料则留在板面上，保护下面的铜面不被蚀刻药水溶解。 CO C

12、OOH OCH3 CO CO ONa OCH31%Na2CO3n 显影的反应式：显影的反应式：21第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 蚀刻的作用：蚀刻的作用： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。n 蚀刻的原理：蚀刻的原理： Cu+CuCl2 2CuCl 2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O 2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O22第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述光学检查（AOI）光学检查：该机器原理是利用铜面的反射作用使板上的图形可以被AOI机扫描后记录在软件中,并通过与客户提供的数据图形资料进行比较来检查缺陷点的一种机器，如

13、开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过AOI机检查到。 目视检修及分板目视检修及分板：对确认的缺陷进行修补或报废，以及对不同层数进行配层归类。目视检查确认目视检查确认：对一些真，假缺陷进行确认或排除。n 自动光学检查工序的工作流程：自动光学检查工序的工作流程：23n 黑氧化黑氧化/棕化的作用：棕化的作用： 黑氧化或棕化工序的作用就是粗化铜表面，增大结合面积，增加表面结合力。 黑氧化前黑氧化前 黑氧化后黑氧化后 第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述24第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 棕化流程：棕化流程： 微蚀微蚀：增加铜面附着力，达至粗化铜面的效果。（+水洗

14、）除油除油：通过碱性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去。（+水洗）预浸预浸：为棕化前提供缓和及加强药物的适应性前处理。（+水洗）热风吹干：将板面吹干。干板棕化（+水洗）棕化：在铜表面通过反应产生一种均匀，有良好粘合特性及粗化的有机金属层结构（通常形成铜的络合物）。25第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 排板的定义：排板的定义： 多层板或基板在压合前，需将内层板，半固化片与铜皮等各种散材与钢板，牛皮纸垫料等，完成上下对准/落齐，或套准之工作，待送入压合机进行热压，这种事前的准备工作称之为排板。26n 排板压合的种类：排板压合的种类： 大型排压法。（Mass Lam)将各内层

15、以及夹心的半固化片，先用铆钉予以管位铆合，外加铜皮后再去进行高温压合，这种简化快速又加大面积之排压法，还可按基板式的做法增多“开口数”（Opening)，既可减少人工并使产量增加的方法，称之为大型排压法。第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述 梢钉压板法。（Pin Lam)将各内层板，半固化片以及铜皮，先用梢钉予以管位，预叠后再去进行高温压合，这种小面积之排压方法，称之为梢钉压板法。27第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 排板流程（排板流程（Mass Lam)： 压板半固化片冲定位孔半固化片冲定位孔：根据预叠使用的管位孔的距离，数量，位置及大小冲孔。板材打鸡眼

16、钉板材打鸡眼钉：在预叠使用的管位孔位置进行层间管位 。钢板清洁处理牛皮纸剪裁切半固化片剪裁铜皮剪裁铜皮：将铜皮剪为所需的尺寸。切半固化片：将半固化片剪为所需的尺寸。钢板清洁处理：通过机械研磨方法，清除预叠前使用的钢板表面胶渍，轻微花痕。牛皮纸剪裁：通过剪床剪为所需的尺寸。预叠预叠：将内层板，半固化片，铜皮，钢板，牛皮纸按顺序的要求管位，逐层叠合。28第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 压合流程定义：压合流程定义：将已管位预叠的排板料，通过高温高压条件的作用下，将各内层板，半固化片以及铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序，将称之为热压合法。 n 工艺条件：工艺条件： 提供

17、半固化片从固态变为液态、然后发生聚合反应所需的温度。 提供液态树脂流动填充线路空间所需要的压力。 提供使挥发成分流出板外所需要的真空度。29第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 压合流程：压合流程： 压板压板：通过设定的温度，压力的作用下，将已预叠对位的线路板进行压合。拆板拆板：将压合散热后的线路板与钢板，梢钉进行分离。X-Ray钻孔X-Ray钻孔：利用X光的透视作用与标位确认，钻出下工序钻孔使用的管位孔。修边,打字唛修板打字唛：将压板的不整齐的流胶边修整，并为下一工序的识别标志打字唛，以免混板。内层出货30第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n X-Ray钻

18、孔钻孔：通过机器的X光透射，通过表面铜皮投影到内层的标靶，然后用钻咀钻出该标靶对应位置处的定位孔。n 定位孔的作用：定位孔的作用： 多层板中各内层板的对位。 同时也是外层制作的定位孔，作为内外层对位一致的基准。 判别制板的方向。31第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n X-Ray钻孔图示钻孔图示：钻孔管位孔一般为3.175mm认方向孔示意图实物图32第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 修边，打字唛：修边，打字唛：根据MI要求，将压板后的半成品板的板边修整到需要的尺寸。虚线外为切除部分33第四部分：内层第四部分：内层制作原理阐述制作原理阐述n 打字唛：打字唛：在制板边（而不能在单元内）用字唛机，将制板的编号、版本、打印在板面上以示以后的工序区别。打字唛位置制板给到外层制作制板给到外层制作343648*36inch.3748*36inch切成切成24*18inch.38干膜干膜39生产菲生产菲林林聚合聚合UV光照光照射射40未聚合部分被显未聚合部分被显影