PCB各工序知识介绍课件

各生产工序的知识简介课堂守则请将手机、BP机等通讯工具调到震动状态。请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。请勿交头接耳、大声喧哗。如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，方可离场。以上守则，各位学员共同遵守。PCB的功能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。PCB的角色在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色。因此当电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。PCB扮演的角色1903年Mr.AlbertHanson首创利用“线路”(Circuit)观念应用于电话交换机系统。 它是用金属箔予以切割成线路导体，将之粘着于石蜡纸上，上面同样贴上一层石蜡纸，成了现今PCB的机构雏型。见右图。PCB的发展史

PCB的发展史 1936年，DrPaulEisner真正发明了PCB的制作技术，也发表多项专利。

今日之print-etch(photoimagetransfer)的技术，就是沿袭其发明而来的。PCB的发展史制造方法介绍A、减除法通过选择性地去除无用导电箔而形成导电图形的工艺。其流程见图1.9PCB制作方法加成法，又可分半加成与全加成法，见下图。PCB制作方法半加成PCB制作方法BlackOxide(OxideReplacement)黑氧化(棕化）Laying-up/Pressing排板/压板InnerDryFilm内层干菲林InnerEtching(DES)内层蚀刻InnerBoardCutting内层开料AOI自动光学检测内层制作Packing包装FA最后稽查HotAirLevelling喷锡Profiling外形加工ComponentMark白字FQC最后品质控制外层制作（续）内层开料内层切料InnerBoardCutting内层洗板Clean焗板BakeBoards原始大料尺寸：41“×49”、43“×49”、40”×48”等内层制作内层开料去毛边debur⑴(2)

49“41“10.25“

16.33“1张大料12块板料内层开料洗板去除切料和去毛刺时产生的板屑和PP粉，可减少或避免PP粉在烤板后固化于铜面上的机率内层开料焗板去除板内的水份，降低板的内应力内层开料Prepreg铜箔类型：1/4OZ；1/3OZ；1/2OZ；1OZ；2OZ；3OZP片类型：106、2116、1080、7628、2113等内层CopperFoil化学清洗

用碱溶液去除铜表面的油污、指印及其它有机污物。然后用酸性溶液去除氧化层和原铜基材上为防止铜被氧化的保护涂层，最后再进行微蚀处理以得到与干膜具有优良粘附性能的充分粗化的表面。 优点：除去的铜箔较少（1~1.5um),基材本身不受机械应力的影响，较适宜薄板。内层辘干膜（贴膜）

先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜。 辘干膜三要素：压力、温度、传送速度。内层聚乙烯保护膜干膜聚酯薄膜干膜干膜的性质曝光前干膜的分子结构为链状结构，可溶于1%的Na2CO3

溶液。DryFilm干菲林干膜的性质曝光后干膜的分子结构为立体网状结构，不溶于1%Na2CO3溶液。DryFilm干菲林显影的原理 感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下来，从而把未曝光的部分溶解下来，而曝光部分的干膜不被溶解。DryFilm干菲林未曝光的感光膜

可溶解已曝光的感光膜不可溶解正片菲林负片菲林定位系统PINLAM有销钉定位MASSLAM无销钉定位X射线打靶定位法熔合定位法PressProcess黑化/棕化原理 对铜表面进行化学氧化或黑化，使其表面生成一层氧化物（黑色的氧化铜或棕色的氧化亚铜或两者的混合物)，以进一步增加表面积，提高粘结力。PressProcessTake4layerforExampleCopperFoilLaminateLayer1Layer2Layer3Layer4Pre-pregPressProcess上热压模板上定位模板叠层定位销钉下定位模板下热压模板牛皮纸缓冲层多层板压合的全过程包括预压、全压和保压冷却三个阶段PINLAMPressProcess啤圆角：除去生产板上四角上的尖角，以免擦花、插穿菲林及伤人。磨板边：除去生产板周围的纤维丝，防止擦花。打字唛：在生产板边线用字模啤出生产型号（距板边4-5mm)。钉板：将生产板与底板用管位钉固定在一起，以避免钻孔时板间滑 动,造成钻咀断。L表示批量板（S表示样板)板的层数（1表示单面板，2表示双面板…3,4,5,6,7,8,…）落单的顺序号版本号(A0,B0,C0,A1,B1,C1…)L

4

R

0001

A1生产型号举例：Drilling

–钻孔表示工艺（R表无铅喷锡，H表有铅喷锡，C表示沉金板GuideHole管位孔BackUpBoard垫板PCB

Entry盖板Drilling

–钻孔目的在镀铜板上钻通孔/盲孔，建立线路层与层之间以及元件与线路之间的连通。钻孔板的剖面图孔钻孔定位孔板料铝Drilling

–钻孔（1）盖板的作用定位散热减少毛头(披锋）钻头的清扫防止压力脚直接压伤铜面Drilling

–钻孔（2）垫板的作用保护钻机之台面防止出口性毛头降低钻咀温度清洁钻咀沟槽中之胶渣Drilling

–钻孔钻孔质量缺陷质量缺陷钻孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔径错、断钻头、塞孔、未钻透孔内缺陷铜箔缺陷：分层、钉头：钻污、毛刺、碎屑、粗糙基材缺陷：分层、空洞、碎屑堆、钻污、松散纤维、沟槽、来福线Drilling

–钻孔沉铜原理 为了使孔壁的树脂以及玻璃纤维表面产生导电性,所以进行化学镀铜即沉铜.它是一种自催化还原反应,在化学镀铜过程中Cu2+得到电子还原为金属铜,还原剂放出电子,本身被氧化.目的 用化学方法使线路板孔壁/板面镀上一层薄铜，使板面与孔内成导通状态。PlatingThroughHole-沉铜PTH/孔内沉铜PTH/孔内沉铜PanelPlating/板面电镀板料沉铜/板面电镀剖面图PanelPlating板面电镀PlatingThroughHole-沉铜Scrubbing磨板Rinsing三级水洗Desmear除胶渣Rinsing三级水洗Puffing膨胀Neutralize中和Rinsing二级水洗Degrease除油LoadPanel上板PlatingThroughHole-沉铜Rinsing三级水洗Rinsing二级水洗Catalyst活化Pre-dip预浸Rinsing二级水洗PTH沉铜Micro-etch微蚀PlatingThroughHole-沉铜Basecopper底铜PTH沉铜Rinsing二级水洗Un-loadPanel下板PlatingThroughHole-沉铜整孔

Conditioner：

1、Desmear后孔内呈现Bipolar（两级）现象，

正电:Cu

负电:Glassfiber、Epoxy2、为使孔内呈现适当状态，Conditioner（调节装置）具有两种基本功能.(1)Cleaner:

清洁表面

(2)Conditioner：

使孔壁呈正电性，以利Pd/SnColloid负电离子团吸附.

PlatingThroughHole-沉铜b.微蚀Microetching

为了提高铜箔表面和化学铜之间的结合力，去除铜箔表面的氧化层。利用微蚀刻溶液从铜基体表面上蚀去1-2微米的铜层，使铜箔表面粗糙。Microetching旨在清除表面之Conditioner所形成的Film。此同时亦可清洗铜面残留的氧化物。

PlatingThroughHole-沉铜C.预浸处理

为防止将水带到随后的活化液中,使活化液的浓度和PH值发生变化,影响活化效果,通常在活化前先将印制板浸入预浸液处理,然后直接进入活化液中。D.预活化Catalpretreatment

1.为避免Microetch形成的铜离子带入Pd/Sn槽，预浸以减少带入水的带入。2.降低孔壁的SurfaceTension（张力）。PlatingThroughHole-沉铜PanelPlating板面电镀PTH孔内沉铜PTH孔内沉铜PanelPlating板面电镀Prepreg板料CutawayofPanelPlatingandPTH沉铜/板面电镀剖面图干菲林(图像转移）的目的 经钻孔及通孔电镀后,内外层已连通,本制程再制作外层线路,以达到导电性的完整，形成导通的回路。OuterDryFilm–外层干菲林Scrubbing磨板Developing显影Exposure曝光LaminateDryFilm辘干菲林DuplicateGIIDryFilm黄菲林复制OuterDryFilm–外层干菲林光致抗蚀剂（即干膜）的特性 负性光致抗蚀剂：光照射部分聚合（或交联），曝光显影之后，能把生产用照相底版上透明的部分保留在板面上。OuterDryFilm–外层干菲林AfterDeveloping

显影后OuterDryFilm–外层干菲林图形电镀的目的 铜线路是用电镀光阻定义出线路区，以电镀方式填入铜来形成线路。

图形电镀在图象转移后进行的,该铜镀层可作为锡铅合金(或锡)的底层,也可作为低应力镍的底层。PanelPlating–图形电镀LoadPanel

上板AcidDip酸浸Rinsing水洗Micro-etch微蚀Rinsing水洗CopperElectroplate电镀铜Rinsing水洗Aciddegreaging酸性除油PanelPlating–图形电镀Rinsing水洗AcidDip酸浸Tinelectroplate电镀锡PanelPlating–图形电镀platenickel/gold

电镍Un-load下板Plategold

电金Rinsing水洗

Rinsing水洗AfterPatternPlating图电后（锡板）PanelPlating–图形电镀蚀刻的原理将覆铜箔基板上不需要的铜，以化学反应方式将不要的部分铜予以除去，使其形成所需要的电路图形。Etching–蚀刻Striping褪膜Etching蚀刻TinStriping褪锡制作过程常采用金、铅锡、锡、等金属及油墨、干膜作抗蚀层。Etching–蚀刻AfterEtching蚀刻后（锡板）Etching–蚀刻阻焊膜（湿绿油）定义 一种保护层，涂覆在印制板不需焊接的线路和基材上。目的 防止焊接时线路间产生桥接，同时提供永久性的电气环境和抗化学保护层。SolderMask-绿油工作原理 液态光成像阻焊油墨简称感光胶或湿膜。感光胶经网印并预烘后，进行光成像曝光，紫外光照射使具有自由基的环氧树脂系统产生光聚合反应，未感光部分（焊盘被底片挡住），在稀碱液中显影喷洗而清除。

印制板上已感光部分进行热固化，使树脂进一步交联成为永久性硬化层。SolderMask-绿油Pre-Baking预固化DuplicateGIIFilm复制黄菲林Pretreatment前处理ScreenPrinting丝印Exposure曝光Developing显影停放15分钟停放15分钟Baking终固化SolderMask-绿油前处理 目的是为了除去铜箔表面的氧化物,油脂和其它杂质,另一方面是为了粗化铜表面,增加表面积,使之能与阻焊油墨有良好的结合力。

前处理是丝印阻焊前的十分重要的工序，如成品检查发现阻焊膜掉，胶带试验不合格，波峰焊后板面阻焊起泡，阻焊下的大铜面有污物等都同表面处理有关。SolderMask-绿油预烘 目的是蒸发油墨中所含的约25%的溶剂，使皮膜成为不粘底片的状态；温度和时间应有限制。曝光 将需要留在板子上的油墨经紫外光照射后发生交联反应，在显影时不被褪去，而未感光部分则被曝光后的油墨Na2CO3溶液溶解洗掉露出焊盘、焊垫等需焊的区域。

曝光后的油墨不溶于弱碱（1%Na2CO3)但可溶于强碱(5%-10%NaOH),从而达到既可显影又可及时使有问题的板返工处理的目的。SolderMask-绿油W/F曝光菲林显影 目的 使油墨中未感光部分溶解于显影液而被洗去，留下之感光部分，起绝缘、保护的作用。终固化

目的 使阻焊油墨彻底固化，形成稳固的网状构架，达到其电气和物化性能。SolderMask-绿油元件字符 提供黄，白或黑色标记，给元件安装和今后维修印制板提供信息。ComponentMark-白字ComponentMark-白字热风整平（即喷锡）喷锡HotAirSolderLevelling喷锡工作原理

将印制板浸入熔融的焊料（通常为63Sn37Pb的焊料）中，再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得到一个平滑，均匀又光亮的焊料涂覆层。HotAirSolderLevelling喷锡工艺流程前处理预涂助焊剂热风整平清洗HotAirSolderLevelling喷锡Immersenickel/gold沉镍金Immersenickel/gold沉镍金设备:电测仪、飞针测试仪(用于检查样板,有多少short、open).例如：O-1:275-382表示第275点与第382点之间开路。

S+1:386+1257表示第386点与第1257点之间短路。E-Test电测试SolderMask/绿油AnnualRing锡圈V-Cut/V坑ComponentMarks白字PAD/焊锡盘ProductionNumber生产型号3C6013C6013C6013P20116A0GoldenFinger金手指GoldFingerPlating镀金手指

Pressing压板Drilling钻孔PTH/PP沉铜/板电DryFilm干菲林Exposure曝光PatternPlating图电Developing冲板PlatingTin镀锡StripFilm/Etching褪膜蚀刻菲林StripTin褪锡WetFilm湿绿油HAL 喷锡PCBProcessFlowChart新技术/新工艺高密度化高功能化轻薄短小细线化高传输速率电子产品发展趋势TechnologyRoadmap2002+

2002

2001

2003Q4Q1Q2Q3Q3Q4Q1Q2Q3OTHERSMULTILAYERMICROVIASFreeHalogenMatl

(ZS)HorizontalImmersionTin(ZS)BuriedCapacitance

(GZ)Matl:Getek(GZ)BackPanel

(GZ)LaserDrill(GZ)HDI(GZ)HighLayerCount

(24L)(GZ)MatlNelco(GZ)RogersAluminumHeatsinks(ZS)NOVIP(ZS)DeepTankGold

(GZ)Teflon(GZ)HighLayerCount(48L)

(GZ)HighLayerCount(36L)

(GZ)CyanateEster(GZ)公司新技术一、新板料GetekRogerNelcoTeflonHalogen-freeGoreSpeedboardC-CyanateEster二、新项目HDISuperBackplaneHighLayerCount(36L)BuriedCapacitanceEmbededResistorsDeepTankGoldBuildupProcess-ALIVH

公司新技术封装载板的应用A、BGA基板B、CSP（ChipScalePackage）基板C、增层式电路板（BuildUpProcess）

高密度互连板（HighDensityInterconnect)D、覆晶基板（FlipChipSubstrate）电子产品发展趋势LowLossMaterial 主要应用于高频数字移动通讯、高频数字信息处理器、卫星信号传输设备。LowLossMaterialLowLossMaterial类型GetekNelcoRoger特性高Tg低介电常数低介质损失角正切LowLossMaterial定义ε(Dk)-介电常数，电极间充以某种物质时的电容与同样构造的真空电容器的电容之比。

通常表示某种材料储存电能能力的大小。ε储存电能能力传输速度

LowLossMaterial定义

tanδ–介质损耗，电介质材料在交变电场作用下，由于发热而消耗的能量。Tanδ与ε成正比。LowLossMaterial板料型号DkDfTg(℃)(DMA)CTE(ppm/℃)MoistureAbsorption(%)FR406(ISOLA)4.20.016170140.2ML200(Getek)3.90.01~0.015175~185/0.12N4000(Nelco)3.90.009250/R4403(Rogers)3.480.004≥280160.06PTFE(TaconicRF-35)3.50.001831519-240.02LowLossMaterial与FR-4板料比较0.005 0.010 0.015 0.020 0.025GoreSpeedboardDf@1MHzDk@1MHz4.03.02.05.0BTPolyimideN4000-13Teflon/GlassHighTgEpoxyEpoxyThermountImprovedSpeedSignalIntegrityRegionStd.Epoxy

N6000N4000-13SI

N6000SIGetekN4000-6SIN4000-7SISI=SignalIntergrityLowDkGlassN4000-6

N4000-7N4000-2Roger4350LowLossMaterialCharacteristicMilitaryApplicationsLowVolumeHighFrequencyLowLossDemandingTolerancesTeflon（PTFE)板料SpecificApplicationsHighPowerAmplifier--------高功率放大器DBSSystems-----------------直播卫星系统PCSBaseStationsAMPSandGSMBaseStations-高级移动电话基站GPSSystems--------------全球定位系统PagingSystems------------内存分页/页面调度系统LNAs---------------------------信号损耗低Teflon（PTFE)板料SpecificApplicationsVehicularCollisionAvoidance----防撞系统Ant