华晨PCB生产工艺流程培训

1、PCB消费工艺流程 8层化金板 带阻抗、BGA拟制单位：工艺部讲师： 主要内容1、PCB的角色2、PCB的演化3、PCB的分类4、PCB消费流程引见1、PCB的角色 PCB的角色： PCB是为完成第一层次的元件和其它电子电路零件接合提供的一个组装基地，组装成一个具特定功能的模块或产品。 所以PCB在整个电子产品中，扮演了衔接一切功能的角色，也因此电子产品的功能出现缺点时，最先被疑心往往就是PCB，又由于PCB的加工工艺相对复杂，所以PCB的消费控制尤为严厉和重要。晶圓第0層次第1層次(Module)第2層次(Card)第3層次(Board)第4層次(Gate)PCB的解释： Printed c

2、ircuit board； 简写：PCB 中文为：印制板1在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形，称为印制电路。 2在绝缘基材上，提供元、器件之间电气衔接的导电图形，称为印制线路。3印制电路或者印制线路的废品板称为印制电路板或者印制线路板，亦称印制板。 1.早於1903年Mr. Albert Hanson阿尔伯特.汉森首创利用“线路(Circuit)观念运用于交换系统上。它是用金属箔切割成线路导体，将之粘于石蜡纸上，上面同样粘上一层石蜡纸，成了现今PCB的构造雏形。如以下图： 2. 到1936年，Dr Paul Eisner保罗.艾斯纳真正发明了PCB的制造

3、技术，也发表多项专利。而今天的加工工艺“图形转移技术photoimage transfer) ，就是沿袭其发明而来的。 图2、PCB的演化 PCB在资料、层数、制程上的多样化以适宜不同的电子产品及其特殊需求。因此其种类划分比较多，以下就归纳一些通用的区别方法,来简单引见PCB的 分类以及它的制造工艺。 A. 以资料分 a. 有机资料 酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、聚酰亚胺、 BT等皆属之。 b. 无机资料 铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之，主要取其散熱功能。 B. 以废品软硬区分 a. 硬板 Rigid PCB b. 软板 Flexible PCB 见图1.3 c. 软硬结合板 Rigid-F

4、lex PCB 见图1.4 C. 以构造分 a. 单面板 见图1.5 b. 双面板 见图1.6 c. 多层板 见图1.7 3、PCB的分类圖1.3圖1.4圖1.5圖1.6圖1.7圖1.84、PCB消费流程引见 我们以多层板的工艺流程作为PCB工艺引见的引线，选择其中的图形电镀工艺进展流程阐明，详细分为十三部分进展引见，分类及流程如下：2、内层线路4、钻孔6、外层线路3、层压10、文字11、外表处置12、成型13、ET、FQC7、图形电镀9、阻焊8、外层蚀刻1、开料5、PTH、一铜制前工程处置制前工程处置注：外表处置分为：喷锡、化金、电金、OSP、化银、化锡流 程 圖 PCB Mfg. FLOW

5、 CHART多层板內层流程 (INNER LAYER PRODUCT)多次埋孔Multiple Buried Via顾 客 (CUSTOMER)工 程 製 前 (FRONT-END DEP.)裁 板 (LAMINATE SHEAR) 内层干膜 (INNERLAYER IMAGE)預 叠 板 及 叠 板 (LAY- UP )通 孔 镀 铜 (P . T . H .)液 态 防 焊 (LIQUID S/M )外 观 检 查 (VISUAL INSPECTION )成 型 (FINAL SHAPING)业 务 (SALES DEPARTMENT) 生 产 管 理 (P&M CONTROL)蚀 刻(I

6、/L ETCHING)钻 孔 (PTH DRILLING)压 合 (LAMINATION)外 层干 膜 (OUTERLAYERIMAGE)二次铜及锡电镀 (PATTERN PLATING)蚀 刻 (O/L ETCHING)檢 查 (INSPECTION ) 噴 锡 (HOT AIR LEVELING)电 測 (ELECTRICAL TEST)出 貨 前 检 查 (O. Q. C. )包 裝 出 貨 (PACKING&SHIPPING)曝 光 (EXPOSURE) 压 膜 (LAMINATION)前处置 (PRELIMINARY TREATMENT )显 影 (DEVELOPIG) 蚀 刻 (E

7、TCHING)去 膜 (STRIPPING)棕化处置 (BLACK OXIDE) 烘 烤 (BAKING)預 叠 板 及 叠 板 (LAY- UP ) 压 合 (LAMINATION)后处 理 (POSTTREATMENT) 曝 光 (EXPOSURE) 压 膜(LAMINATION)二 次 铜电镀 (PATTERNPLATING)镀锡 (T/L PLATING)去 膜 (STRIPPING)蚀刻 (ETCHING)剥锡(T/L STRIPPING) 油墨 印 刷 (S/M COATING)預 烘 干 (PRE-CURE) 曝 光 (EXPOSURE)显 影 (DEVELOPING)后 烘 干

8、 (POST CURE)全 板 电 镀 (PANEL PLATING)铜 面 防 氧 化 处 理 O.S.P (Entek Cu 106A) 外 層 製 作 (OUTER-LAYER)TENTINGPROCESS镀 金 手指 (G/F PLATING)化 学镍 金 (E-less Ni/Au)For O. S. P. 选择 性 镀镍 镀 金 (SELECTIVE GOLD)印 文 字 (SCREEN LEGEND) 网版制造 (STENCIL) 图纸 (DRAWING) 工 作 底 片 (WORKING A/W ) 制造规范 (RUN CARD)程 式 帶 (PROGRAM )钻孔、成型机 (

9、D. N. C.) 样板 (sample plate)Gerber 蓝图 (DRAWING)资料传送 (MODEM , FTP) A O I 检 查 (AOI INSPECTION )除 胶 渣 (DESMER) 通 孔 电 镀 (E-LESS CU)DOUBLE SIDE前处置 (PRELIMINARY TREATMENT )前处置 (PRELIMINARY TREATMENT )前处置 (PRELIMINARY TREATMENT )全面镀镍金 (S/G PLATING)雷 射 钻 孔 (LASER ABLATION)Blinded Via埋 孔 钻 孔 (I.V.H. DRILLING)

10、埋 孔 电镀(I.V.H. PLATING)A、开料流程引见开料(BOARD CUT):目的: 依制前设计所规划要求,将基板资料裁切成任务所需尺寸。制程控制要点：1. 覆铜基板类别：纸基板FR-1,FR-2,FR-3)环氧玻纤布基板FR-4,FR-5)复合基板(CEM-1,CEM-3) HDI板材RCC) 特殊基材(金属类基材、陶瓷类基材、热塑性基材2.覆铜板铜箔厚度：T/T、H/H、1/1、2/2等种类3.尺寸：2mm。4.思索涨缩影响,裁切板送下制程前进展烘烤150/4H。5.裁切须留意经纬方向与工程指示一致，以防止翘曲等问题。量取尺寸裁切磨边圆角选料B、内层线路流程引见流程引见:目的:1

11、、利用图形转移原理制造内层线路2、DES为显影;蚀刻;去膜连线简称制程控制要点:1.前处置磨痕8-12mm，水破时间15s2.曝光能量7-9格3.线条精度：20%4.对位精度3mil5.车间无尘等级：10万级6.车间环境：温度18-22 湿度50%RH57.蚀刻因子：2前处置压膜曝光DES冲孔前处置(PRETREAT):目的:去除铜面上的污染物，添加铜面粗糙度(2-4um),以利於后续的压膜制程主要耗费物料：磨刷铜箔绝缘层前处置后铜面情况表示图内层线路-前处置引见压膜(LAMINATION):目的:将经处置之基板铜面透过热压方式贴上抗蚀干膜主要消费物料:干膜(Dry Film)工艺原理：干膜压

12、膜前压膜后内层线路压膜引见压膜曝光(EXPOSURE):目的:经光线照射作用将原始底片上的图像转移到感光底板上 主要消费工具: 底片/菲林film)工艺原理： 白色透光部分发生光聚合反响, 黑色部分那么因不透光,不发生反响，显影时发生反响的部分不能被溶解掉而保管在板面上。UV光曝光前曝光后内层线路曝光引见显影(DEVELOPING):目的:用碱液作用将未发生化学反响之干膜部分冲掉主要消费物料:Na2CO3(0.8-1.2%)工艺原理： 运用将未发生聚合反响之干膜冲掉,而发生聚合反响之干膜那么保管在板面上作为蚀刻时之抗蚀维护层。阐明： 水溶性干膜主要是由于其组成中含有机酸根，会与弱碱反响使成为有

13、机酸的盐类，可被水溶解掉，显显露图形显影后显影前内层线路显影引见蚀刻(ETCHING):目的:利用药液将显影后显露的铜蚀掉,构成内层线路图形主要消费物料:蚀刻药液(CuCl2)蚀刻后蚀刻前内层线路蚀刻引见去膜(STRIP):目的:利用强碱将维护铜面之抗蚀层剥掉,显露线路图形主要消费物料:NaOH(3-5%)线条精度20%去膜后去膜前内层线路退膜引见冲孔:目的:利用CCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔主要消费物料:钻刀内层线路冲孔引见AOI检验:全称为Automatic Optical Inspection，自动光学检测 目的：经过光学反射原理将图像回馈至设备处置，与设定的逻辑判别原那么或资料

14、图形相比较，找出缺陷位置留意事項：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陷，故需经过人工加以确认。内层检查工艺LONG WIDTHVIOLATIONNICKSPROTRUSIONDISHDOWNFINE OPENSURFACE SHORTWIDE SHORTFINE SHORTSHAVED PADSPACING WIDTHVIOLATIONPINHOLENICKOVERETCHED PADCOPPER SPLASHMISSING PADMissing JunctionMissing Open内层线路工序常见缺陷内层工序常见缺陷序号异常名称图片1显影不净2显影过渡3曝光不良4

15、线路缺口5开/短路C、层压流程引见流程引见:目的：1.层压：将铜箔Copper)、半固化片Prepreg)与棕化处置后的内层线路板压合成多层板。2.钻孔：在板面上钻出层与层之间线路衔接的导通孔。制程控制要点：1.棕化咬噬量0.8-1.2um2.药水浓度3.铜箔厚度4.PP规格及叠板顺序5.压机的升温及加压曲线图6.无尘室环境7.靶位精度0.05mm棕化铆合叠板压合后处置棕化:目的: (1)粗化铜面1.2-1.8um,添加与树脂接触外表积(2)添加铜面对流动树脂之潮湿性(3)使铜面钝化,防止发生不良反响 主要消费物料:棕化液本卷须知:棕化膜很薄,极易发生擦花问题,操作时需留意操作手势层压工艺棕化

16、引见铆合目的:(四层板不需铆钉)利用铆钉将多张内层板钉在一同,以防止后续加工时产生层间滑移主要消费物料:铆钉;半固化片P/P)P/P(PREPREG):由树脂和玻璃纤维布组成,据玻璃布种类可分为106、1080、3313、2116、7628等几种树脂据交联情况可分为: A阶(完全未固化);B阶(半固化);C阶(完全固化)三类,消费中运用的全为B阶形状的P/P2L3L 4L 5L铆钉层压工艺铆合引见叠板:目的:将预叠合好之板叠成待压多层板方式主要消费物料:铜箔、半固化片电镀铜皮;按厚度可分为1/3OZ12um(代号T)1/2OZ18um(代号H)1OZ35um(代号1)2OZ70um代号2Lay

17、er 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6层压工艺叠板引见2L3L 4L 5L压合:目的:经过热压方式将叠合板压成多层板主要消费辅料: 牛皮纸、钢板钢板压力牛皮纸承载盘热板可叠很多层层压工艺压合引见后处置:目的:对层压后的板经过磨边;打靶;铣边等工序进展初步的外形处置以便后工序消费质量控制要求及提供后工序加工之工具孔。主要消费物料:钻头;铣刀层压工艺后处置引见层压工序常见缺陷层压工序常见缺陷序号缺陷名称图示1铜面凹坑2棕化不良3内层气泡分层4织纹显露钻孔:目的:按客户设计需求钻出在板面上钻出层与层之间 线路衔接的导通孔，便于后工序制造加工孔位精度01.mm

18、孔径公差0.075mm主要原物料:钻头;盖板;垫板钻头:碳化钨,钴及有机粘着剂组合而成盖板:主要为铝片,在制程中起钻头定位;散热;减少毛头;防压力脚压伤作用垫板:主要为复合板,在制程中起维护钻机台面;防出口性毛头;降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用制程控制要点：孔位精度01.mm 孔径公差0.05mm 孔壁粗糙度25umD、钻孔工艺流程引见铝盖板垫板钻头墊木板鋁板钻孔工序常见缺陷钻孔工序常见异常序号缺陷名称图示1偏孔2披锋3孔大/孔小4少孔 流程引见去毛刺(Deburr)去胶渣(Desmear)化学铜(PTH)一次铜Panel plating 目的:利用化学反响原理在孔壁上堆积一层0.3um-

19、0.5um的铜，使本来绝缘的孔壁具有导电性，便于后续板面电镀及图形电镀的顺利进展，从而完成PCB电路网络间的电性互通。是一种本身被氧化复原反响，在沉铜过程中Cu2+离子得到电子复原为金属铜方便进展后面的电镀制程,提供足够导电及维护的金属孔璧制程控制要点： -背光等级8级、孔铜厚度3-8um、槽液浓度、除胶量0.3-0.5mg/cm2、堆积速率20-40微英寸E、PTH工艺流程引见 前处置： 清洁消费板及粗化板面 去毛刺的目的:去除孔边缘的毛刺,防止镀孔不良 重要的原物料：磨刷沉铜工艺前处置除胶渣引见 去胶渣(Desmear): 胶渣构成缘由: 钻孔时呵斥的高温超越玻璃化转变温度 (Tg值),而

20、构成融熔态,产生胶渣 去胶渣的目的:裸显露各层需互连的铜环，另膨松剂可 改善孔壁构造，加强电镀铜附著力。 重要的原物料：KMnO4(除胶剂) 化学銅(PTH) 化学铜之目的: 通過化学堆积的方式时外表堆积上厚度为0.2-0.5um的化学铜。 孔壁变化过程：如以下图化学铜原理：如右图PTH沉铜工艺化学铜引见 一次铜 一次铜之目的: 镀上3-8um的厚度的铜以维护仅有0.2-0.5um厚度的化学铜不被后制程破坏呵斥孔破。 重要消费物料: 铜球 一次銅 一铜工艺电镀铜引见 PTH、一铜工序常见缺陷PTH、一铜常见缺陷序号缺陷名称图示1背光不良2铜渣3孔无铜4针孔 流程引见:前处置压膜曝光显影 目的:

21、 经过钻孔及通孔电镀后,内外层曾经连通,本制程制造外层线路,为外层线路的制造提供图形制程控制要点：1.前处置磨痕8-12mm，水破时间15s2.曝光能量7-9格3.线条精度：20%4.对位精度3mil5.车间无尘等级：10万级6.车间环境：温度18-22湿度50%RH5F、外层线路流程引见 前处置: 目的:去除铜面上的污染物，添加铜面粗糙度,以利于压膜制程重要原物料：磨刷外层干膜前处置引见 压膜(Lamination): 目的: 经过热压法使干膜严密附著在铜面上.重要原物料：干膜(Dry film)Photo Resist 曝光(Exposure):目的: 经过图形转移技术在干膜上曝出所需的线

22、路。 重要的原物料：底片乾膜底片UV光外层干膜曝光引见V光 显影(Developing):目的: 把尚未发生聚合反响的区域用显像液将之冲洗掉,已感光部分那么因已发生聚合反响而洗不掉而留在铜面上成为蚀刻或电镀之阻剂膜.主要消费物料：(Na2CO3(0.8-1.2%)一次銅乾膜外层干膜显影引见 线路工序常见缺陷线路工序常见缺陷序号缺陷名称图示1开路2短路3对位偏移4曝光不良5显影不净6显影过渡 流程引见:二次镀铜退膜线路蚀刻退锡 目的: 将铜厚度镀至客户所需求的厚度。完成客户所需求的线路外形。制程控制要点： - 镀铜厚度：常规孔铜18um、面铜35um、镀锡厚度：7um - 蚀刻因子2 - 槽液浓

23、度镀锡G、图形电镀及蚀刻流程引见 二次镀铜: 目的:将显影后的裸露铜面的厚度加后,以到达客户所要求的铜厚常规18um 重要原物料：铜球乾膜二次銅图形电镀电镀铜引见 镀锡: 目的:在镀完二次铜的外表镀上一层锡维护，做为蚀刻时的维护剂。 重要原物料：锡球乾膜二次銅保護錫層退膜:目的:将抗电镀用途之干膜以药水剥除重点消费物料：退膜液(NaOH 3%-5%) 线路蚀刻:目的:将非导体部分的铜蚀掉， 构成线路图形重要消费物料：蚀刻液、氨水二次銅保護錫層二次銅保護錫層底板碱性蚀刻引见退锡:目的:将导体部分的起维护作用之锡剥除重要消费物料:HNO3退锡液二次銅底板蚀刻退锡引见 图电及蚀刻常见缺陷图电及蚀刻常

24、见缺陷序号缺陷名称图示1铜渣2针孔3渗镀4蚀刻不净5蚀刻过渡 流程引见:丝印固化前处置H、阻焊工艺流程引见显影预考曝光 目的: 外层线路的维护层，以保证PCB的绝缘、护板、防焊的目的制程控制要点：1.前处置磨痕10-15mm，水破时间15s2.曝光能量9-12格3.烤板温度及时间4.对位精度3mil5.车间无尘等级：十万级6.车间环境：温度18-22湿度50%RH5阻焊(Solder Mask) 阻焊,俗称“绿油,为了便于肉眼检查，故于主漆中多参与对眼睛有协助的绿色颜料，其实防焊漆了绿色之外尚有黄色、白色、黑色等颜色目的A. 防焊：留出板上待焊的通孔及其焊盘，将一切线路及铜面都覆盖住，防止波焊

25、时呵斥的短路,并节省焊锡的用量 。 B. 护板：防止湿气及各种电解质的损害使线路氧化而危害电气性能，并防止外來的机械损伤以维持板面良好的绝缘。 C. 绝缘：由於板子愈来愈薄,线宽距愈来愈细,故导体间的绝缘问题日形突显,也添加防焊漆绝缘性能的重要性. 丝印工艺阻焊引见阻焊工艺流程图预烘烤印刷第一面前处置曝光显影固化S/M预烘烤印刷第二面前处置目的：去除外表氧化物，添加板面粗糙度，加强板面油墨附着力。主要原物料：刷辊、金刚砂阻焊工艺前处置引见 印 刷目的：利用丝网将油墨印写在板子上，如右图：主要原物料：油墨 常用的印刷方式(油墨厚度：肩部7um、铜面10um) A 印刷型Screen Printi

26、ng) B 喷涂型 (Spray Coating) C 滚涂型 (Roller Coating)预烤目的:赶走油墨内的溶剂，使油墨部分硬化，不致在进展曝光时粘底片。阻焊工艺预烘引见制程要点温度与时间的设定，须参照供应商提供的条件双面印与单面印的预烤条件是不一样的。烤箱的选择须留意通风及过滤系统以防异物沾粘。温度及时间的设定，必需有警报器，时间一到必需马上拿出，否那么会呵斥显影不尽。曝光目的：影像转移主要设备：曝光机制程要点： A 曝光机的清洁 B 能量的选择 C 抽真空的控制 阻焊工艺曝光显影引见显影 目的：将未聚合之感光油墨利用浓度为0.8-1.2%的碳酸钠Na2CO3溶液去除掉。 主要消费

27、物料：碳酸钠S/M A/W 阻焊工序常见缺陷阻焊常见缺陷序号缺陷名称图示1显影不净2显影过渡3气泡/皱纹4油墨上PAD5菲林印6丝印垃圾7曝光不良印字符目的：利于维修和识别原理：丝网印刷的方式主要消费物料：文字油墨I、字符工艺印刷引见烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字 文字R105WWEI94V-0固化后烤150/1H目的：经过高温烘烤让油墨中的环氧树脂彻底硬化。字符常见缺陷字符工艺固化引见序号缺陷名称图示1字符模糊2字符上PAD常规的印刷电路板(PCB)在板上都有铜层，假设铜层未受维护将氧化和损坏，直接影响后续的焊接。有多种不同的维护层可以运用，最普遍的有：热风整平HASL)、有机涂覆(O

28、SP)、电镀镍金(plating gold)、化学沉镍金(ENIG)、金手指、化银IS)和化锡(IT) 等。 热风整平(HASL):板子完全覆盖焊料后，接着经过高压热风将外表和孔内多余焊料吹掉，并且整平附着于焊盘和孔壁的焊料；分有铅喷锡和无铅喷锡两种。优势：本钱低，在整个制造过程中坚持可焊接性。 有机涂覆(OSP):在PCB清洁的铜外表上构成一层薄的有机维护膜。 优点： 1.在焊接高温条件下,结实地维护着新颖铜外表不受氧化、污染；2.在无铅化化焊接加热过程中，不分层、不变色、不裂解分 解；3.在无铅化高温焊接时，能熔入熔融焊料或熔融焊料中的助焊剂发生熔解作用，然后分解挥发除去或浮着于焊点焊料外

29、表。 电镀镍金(plating gold)：经过电镀的方式在铜面上电镀上镍和维护层金。优点：良好的可焊接性，平整的外表、长的储存寿命、可接受多次的回流焊。4化学沉镍金(ENIG)：经过化学反响在铜面上置换上镍磷层，再在镍层上置换一层金。优点：良好的可焊接性，平整的外表、长的储存寿命、可接受多次的回流焊。 5金手指：经过电镀的方式在同面上电镀上镍和金，由于镀金中含有其他金属区别3。6沉银(IS):银沉浸在铜层上0.1到0.6微米的金属层，以维护铜面。 优点：好的可焊接性、外表平整、HASL沉浸的自然替代。 7沉锡(IT):锡沉浸在铜层上0.到.um的金属层，以维护铜面。 优点：良好的可焊接性、外表平整、相对低的本钱。 G、外表工艺的选择引见外表工艺图示OSP化金喷锡+金手指喷锡 外表处置常见缺陷外表处置常见缺