PCB流程简介4课件

1Elec&EltekPCBDivision2目的对本公司的工艺流程有一个基本认识;了解PCB工艺流程的基本原理与基本过程:3内容概要第一部分：前言第二部分：多层线路板基本结构第三部分：制作流程简介第四部分：内层制作原理阐述第五部分：外层制作原理阐述5第一部分：前言

PCB的分类（按层数）：单面板印刷线路板-就是只有一层导电图形层。双面板印刷线路板-就是有两层导电图形层。多层板印刷线路板-就是指由三层或以上的导电图形层与绝缘材料交替层压粘结在一起制成。6第二部分：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

板料剖析图：以4层板为例：7第三部分：制作流程简介多层线路板制作，包括两大部分：

内层制作工序

外层制作工序9

第四部分：内层制作原理阐述

开料工序（BoardCutting)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（LaminateCutting)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。10

第四部分：内层制作原理阐述

前处理工序（SurfacePre-Treatment)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）11

第四部分：内层制作原理阐述

影像转移（Imagetranster)辘膜（贴干膜）辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。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擦花，避免影像转移出误。13

第四部分：内层制作原理阐述

线路蚀刻（Circuitryetching)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。14

第四部分：内层制作原理阐述

线路蚀刻（Circuitryetching)

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。

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。

COCOOHOCH3

COCO

ONaOCH31%Na2CO3

显影的反应式：15

第四部分：内层制作原理阐述

线路蚀刻（Circuitryetching)

蚀刻的作用：

是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。

蚀刻的原理：

Cu+CuCl22CuCl2CuCl+HCl+H2O22CuCl2+2H2O2CuCl+HCl+1/2O22CuCl2+H2O17

第四部分：内层制作原理阐述

自动光学检查（AutomaticOpticalInspection)

自动光学检查的定义：自动光学检查通常简称为AOI,是利用普通光线或镭射光配合电脑程式，对电路板面进行平面性外观的视觉检查，以代替人工目检的光学设备。

自动光学检查的原理及应用：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，如开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过AOI机检查到。18

第四部分：内层制作原理阐述

自动光学检查（AutomaticOpticalInspection)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。

自动光学检查工序的工作流程：19

第四部分：内层制作原理阐述

铜面棕化（BrownOxide)

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）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）。21

第四部分：内层制作原理阐述

排板（Layup)

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。22

第四部分：内层制作原理阐述

排板（Layup)

排板使用的铜箔：

PCB行业中使用的铜箔主要有两类：电镀铜箔及压延铜箔。通常使用的为电镀铜箔，一面光滑,称为光面(DrumSide),另一面是粗糙的结晶面,称为毛面(MatteSide)。DrumSideMatteSide23

第四部分：内层制作原理阐述

排板（Layup)

排板使用的半固化片：半固化片（Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写）是树脂与载体合成的一种片状粘结材料。B.玻璃纤维布(Glassfabric)：是一种无机物经过高温融合后冷却成为一种非结晶态的坚硬的，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的补强材料。A.树脂:是一种热固型材料，为高分子聚合物，目前常用的为环氧树脂。25

第四部分：内层制作原理阐述

排板（Layup)

排板流程（MassLam)：

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。26

第四部分：内层制作原理阐述

压合流程（Pressing)

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。

工艺条件：提供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。27

第四部分：内层制作原理阐述

压合流程（Pressing)

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29

第四部分：内层制作原理阐述

压合流程（Pressing)

X-Ray钻孔图示：钻孔管位孔一般为3.175mm认方向孔示意图实物图30

第四部分：内层制作原理阐述

压合流程（Pressing)

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31

第四部分：内层制作原理阐述

压合流程（Pressing)

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。生产板编号：一期GP88888A；二期FP；三期：EP，样板为：GS，FS，打字唛位置制板给到外层制作32钻孔（Drilling)除胶渣/孔内沉铜（PTH)全板电镀（Panelplating)线路蚀刻（Circuitryetching)图像转移（Imagetransfer)防焊油丝印（Soldermask)表面处理（surfacetreatment)外形轮廓加工（profiling)图形电镀（Patternplating)最后品质控制（F.Q.C)

第五部分：外层制作原理阐述

外层制作流程：33钻带发放钻带发放：按照客户的要求，编写钻孔的程序，为钻孔的操作提供依据。钻孔钻孔：通过钻带的资料，选取要求的钻咀，按叠数的规定进行。翻磨钻咀翻磨钻咀：通过分度导磨或超声波洗涤的磨削作用，将已钝的钻咀重新研磨至符合要求的规格，再应用于生产。

第五部分：外层制作原理阐述

钻孔基本流程（Drilling)34

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序磨板磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。全板电镀：全板电镀是作为化学铜层的加厚层，增加导电层的导电性。全板电镀孔沉铜孔沉铜：通过钯媒体的作用下，在孔壁上将铜离子还原为铜，起到导通各铜层的作用。除胶渣除胶渣：在自动系统及药液作用下，将钻孔过程产生的孔壁胶质体清除，使之粗化及洁净。35机械磨板机械磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。烘干：将磨刷后的层压板用冷风与热风吹干后，在下流程开始前存放时，不会被氧化，同时可为检孔流程作准备。烘干高压水洗高压水洗：利用高压水往复运动冲洗板面及孔，使粘附较牢固的颗粒粉尘在水压的作用下被有效地清洗，水洗压力在60~100bar之间。超声波清洗超声波清洗：使用超声波孔内得到充分清洗，孔内铜粉及粘附性颗粒得以清除。

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序

磨板流程：36

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序

除胶渣流程：膨胀水洗水洗除胶渣水洗中和37除胶渣属于孔壁凹蚀处理（Etchback），印制板在钻孔时产生瞬时高温，而环氧玻璃基材（主要是FR-4）为不良导体，在钻孔时热量高度积累，孔壁表面温度超过环氧树脂玻璃化温度，结果造成环氧树脂沿孔壁表面流动，产生一层薄的胶渣（EpoxySmear），如果不除去该胶渣，将会使多层板内层信号线联接不通，或联接不可靠。

除胶渣作用：

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序38

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序

孔沉铜流程：整孔水洗水洗微蚀还原水洗水洗沉铜水洗活化39化学沉铜（ElectrolessCopperDeposition），俗称沉铜，它是一种自催化的化学氧化及还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。化学镀铜在印刷板制造中被用作孔金属化，来完成双面板与多面板层间导线的联通。

孔沉铜作用：

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序40

第五部分：外层制作原理阐述

孔内沉铜/全板电镀工序

全板电镀流程：水洗镀铜酸洗后处理其中后处理为微蚀或火山灰磨板，其主要作用是对板的表面进行清洁及粗化处理，以适合下工序对板面的要求。41板面处理贴干膜曝光菲林制作显影图形电镀退膜蚀刻褪锡

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)

整体流程：42

第五部分：外层制作原理阐述

前处理工序（SurfacePre-Treatment)定义：将镀后铜面机械粗化及超声波孔内清洁，便于之后工序的干膜有效地附着在铜面上。

超声波水洗超声波水洗：提升孔内清洁能力及效果。热风吹干热风吹干：将板面吹干。酸洗酸洗：除油脂及减少铜面的氧化。（+水洗）水洗+火山灰水洗+火山灰：粗化板面及孔内清洁。（+水洗）43

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)辘膜（贴干膜）辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。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：根据客户的要求，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。44

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移过程图例Cu基材贴膜底片曝光显影干膜蚀刻褪锡图电褪膜45

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)褪锡褪锡：是通过较高浓度的褪锡水将保护线路铜面的锡层去掉。蚀刻蚀刻：是将未曝光的露铜部份面蚀刻掉。图形电镀图形电镀：用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层。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，留下感光的部分。46

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)

图形电镀的作用：将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.47

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)

图形电镀的流程：微蚀酸性除油预浸电镀铜预浸电镀锡烘干48

褪膜的原理：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。Mn+：Li+，Na+，k+，Ca++Ki：扩散速度常数（Ka＞Kb→干膜碎片小）（Ka＜Kb→干膜碎片大）扩散速度：K+＞Na+KbOH-Mn+CuOCu2OCuO氢键(褪膜实质上就是OH,将氢键切断)KaOH-Mn+

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)49

外层蚀刻的作用：

是将露铜的铜面蚀刻掉，被锡覆盖的铜面被保留。

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)

外层蚀刻的原理：Cu2++4NH3+2Cl-Cu（NH3）4Cl2Cu（NH3）4Cl2+Cu2Cu（NH3）2Cl

2Cu（NH3）2Cl+2NH4Cl+1/2O2

Cu（NH3）4Cl2+H2O蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应：Cu2+

+Cu2Cu1+50

EtchFactor:r=2H/(D-A)

蚀刻因子的表述：蚀铜除了要做正面向下的溶蚀（Downcut)之外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷，即为蚀刻品质的一种指标（EtchFactor)。

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)铜层+全电层ADH覆锡基材图电层51

褪锡的原理：

第五部分：外层制作原理阐述

影像转移（Imagetransfer)锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式：

Sn+2HNO3Sn（NO3）2+NO252丝印也叫防焊或阻焊，其作用在于保护PCB表面的线路。白字也叫字符，其作用在于标识PCB表面粘贴或插装的元件。

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)

丝印的表述：在已有负性图案的网布上，用刮刀刮挤出适量的绿油油墨，透过网布形成正形图案，印在基面或铜面上。

丝网印刷（ScreenPrint)：53板面处理丝印低温锔曝光菲林制作低温烘烤显影高温锔字符

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)

丝印流程(Processflow)：54显影曝光丝印低温烘烤UV紫外：使印由进一步的表面固化。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，留下感光的部分。板面处理：通过酸洗，除油，清除铜面的氧化。字符：按客户要求、印刷指定的零件符号。

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)板面处理低温锔字符高温锔丝印：通过印机的作用，涂刮上印油于板面保护PCB表面的线路。低温锔：通过锔炉的处理，将印油进行半固化的状态。曝光：利用紫外光的作用，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部硬化的效果，而完成影像转移目的。高温锔：将绿油硬化、烘干。55

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)

网纱工具的制作：丝印网版制网流程：

绷网洗网涂覆感光浆曝光显影封网烘网56

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油初步硬化，为准备曝光提供条件。

低温锔板：

低温锔板方法：采用隧道锔炉的方式。温度一般设定在70~75度。57

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)根据客户要求制作特定的曝光底片贴在板面上，在紫外光下进行曝光，设有遮光区域的绿油最终将被冲掉裸露出铜面，受紫外光照射的部分将硬化，并最终着附于板面。

曝光（Exposure）：

曝光的要求：每种绿油有不同的曝光能量及时间要求，一般由21格曝光尺进行检验Z26K——7--9格EMP110--1399——9--12格SD--2467——8--10格PSR4000MP——10--12格58

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)通过Na2CO3（1.0%)溶解的作用下，未曝光部分的感光材料发生聚合反应。将曝光时设有遮光区域的绿油冲洗掉，显影后板面将完全符合客户的要求：盖绿油的部位盖绿油，要求铜面裸露的部位铜面裸露。

冲板显影（Developing）：

冲板显影的主要测试项目：显影露铜点的测试。一般范围：50~60%59

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)

UV固化（UVBumping）：将板面绿油初步硬化，避免在后续的字符印刷等操作中擦花绿油面。

UV固化主要控制项目：光的能量大小，速度。60

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)

字符印刷（Componentmark）：按照客户要求在指定区域印制元件符号和说明。

字符印刷控制要素：对位准确度。丝印前应仔细检查网，以避免定位漏油或漏印。61将绿油硬化、烘干。

第五部分：外层制作原理阐述

丝印（SolderMask)

高温终锔（Thermalcuring）：

高温终锔控制要素：硬度：铅笔测试应在5H以上为正常。62沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金ElectrolessNickelImmersionGold。是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层方法的一种工艺。其目的是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金，以保护铜面及良好的焊接性能。

第五部分：外层制作原理阐述

沉镍金工艺

沉镍金定义：