pcb制程专题知识讲座

pcb制程专题知识讲座pcb制程专题知识讲座第1页主要内容一、PCB作用二、PCB分类三、PCB制作流程及工艺四、PCB常见缺点五、化镍金镀层焊接机理六、二个常见问题探讨pcb制程专题知识讲座第2页PCB功效提供完成第一层级构装组件与其它必须电子电路零件接合基地，以组成一个具特定功效模块或成品。PCB角色在整个电子产品中，饰演了整合连结总其成全部功效角色。简而言之：支撑、互连、功效化所以当电子产品功效故障时，最先被质疑往往就是PCB。一、PCB作用pcb制程专题知识讲座第3页以成品软硬区分

刚性板RigidPCB挠性板FlexiblePCB见左下列图刚挠结合板Rigid-FlexPCB见右下列图二、PCB分类pcb制程专题知识讲座第4页

以结构分

a.单面板见左下列图b.双面板见右下列图PCB分类pcb制程专题知识讲座第5页c.多层板见下列图PCB分类pcb制程专题知识讲座第6页内层制作外层制作三、PCB制作方法pcb制程专题知识讲座第7页BlackOxide(OxideReplacement)黑氧化(棕化）Laying-up/Pressing排板/压板InnerDryFilm内层图形转移InnerEtching(DES)内层蚀刻InnerBoardCutting内层开料AOI自动光学检测内层制作流程pcb制程专题知识讲座第8页

Pressing压板Drilling钻孔PTH/PP沉铜/板电DryFilm干菲林Exposure

曝光PatternPlating图电Developing显影PlatingTin镀锡StripFilm褪菲林StripTin褪锡WetFilm湿绿油HAL 喷锡外层制作流程pcb制程专题知识讲座第9页4层板CopperFoilLaminateLayer1Layer2Layer3Layer4Pre-preg层压pcb制程专题知识讲座第10页钻孔方式：机械、激光孔类型：通孔、盲孔、埋孔钻孔盲孔埋孔通孔pcb制程专题知识讲座第11页沉铜原理 为了使孔壁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.它是一个自催化还原反应,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.目标 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pcb制程专题知识讲座第12页PanelPlating板面电镀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PlatingThroughHole-沉铜pcb制程专题知识讲座第13页图像转移目标 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,以到达导电性完整，形成导通回路。外层图像转移pcb制程专题知识讲座第14页图形电镀目标 增加孔壁及线路铜导体厚度，满足设计要求。以及镀上抗蚀刻层。

图形电镀在图象转移后进行,该铜镀层可作为锡铅合金(或锡)底层,也可作为低应力镍底层。PanelPlating–图形电镀pcb制程专题知识讲座第15页蚀刻原理将覆铜箔基板上不需要铜，以化学反应方式将不要个别铜给予除去，使其形成所需要电路图形。Etching–蚀刻pcb制程专题知识讲座第16页AfterEtching蚀刻后Etching–蚀刻pcb制程专题知识讲座第17页阻焊膜（湿绿油）定义 一个保护层，涂覆在印制板不需焊接线路和基材上。目标 预防焊接时线路间产生桥接，同时提供永久性电气环境和抗化学保护层。SolderMask-绿油pcb制程专题知识讲座第18页pcb制程专题知识讲座第19页元件字符 提供黄，白或黑色标识，给元件安装和今后维修印制板提供信息。字符（白字）pcb制程专题知识讲座第20页ComponentMark-白字pcb制程专题知识讲座第21页表面涂覆几个工艺pcb制程专题知识讲座第22页表面涂覆特征比较pcb制程专题知识讲座第23页热风整平（即喷锡）喷锡HotAirSolderLevelling喷锡pcb制程专题知识讲座第24页设备:电测仪、飞针测试仪(用于检验样板,有多少short、open).比如：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pcb制程专题知识讲座第25页HDIPCB结构及制作方法HDI结构：2+4+2型pcb制程专题知识讲座第26页四、PCB常见缺点1.线路缺点短路、断路、线路缺口、线细、针孔、间距不足、铜渣、铜粗等等pcb制程专题知识讲座第27页2.表面镀层缺点镀层结协力不足（3M胶带检测）焊接后掉器件、镀层空隙、镀层剥落焊接层氧化，影响可焊性及结协力可靠性（耐环境性能）差镀层变色或污染影响可焊性镀层厚度不足或不均等。OSP：造成铜面氧化（尤其是屡次回流焊），影响可焊性ENIG：焊接结协力不足pcb制程专题知识讲座第28页3.介质层（绝缘层）缺点基板空隙、白斑、变色、异物污染引发焊接时爆板刮痕、缺口等。造成电绝缘性能下降pcb制程专题知识讲座第29页4.阻焊层（绿油层）缺点针孔、跳印、厚度不均或不足、剥落、龟裂、变色等粘焊料、绝缘性能下降、耐环境性能下降（不能对线路起到保护作用）pcb制程专题知识讲座第30页5.孔缺点镀层厚度不足或不均等镀层空洞、针孔镀层裂纹焊接后镀层开裂引发电性能下降可靠性下降pcb制程专题知识讲座第31页五、化镍金镀层焊接机理BAG球垫ENIG处理面上形成锡膏焊点pcb制程专题知识讲座第32页化镍表面已生成Ni3Sn4良好焊接所得5K倍及20K倍画面

焊料交界处，确已出现参差不齐组成为Ni3Sn4一层良性IMCpcb制程专题知识讲座第33页

黄金熔入液锡中形成漂浮IMC并脱离化镍表面Ni3Sn4层之瞬间画面

pcb制程专题知识讲座第34页化镍表面虽已生成Ni3Sn4层,但黄金层却还未全部脱离，以致脆性较高强度不佳此乃热量不足之故。pcb制程专题知识讲座第35页六、二个常见问题探讨1.爆板2.焊接空洞pcb制程专题知识讲座第36页6.1爆板1厚铜多层板爆裂无铅焊接因为热量大幅上升(温度攀高、时间拉长）对多层板危害舆爆板堪称与“次”俱增，回焊中高多屠厚板之所以轻易爆裂，其主要原因是:(1)板材耐强热特征(比如T288>5min)还未达屡次无铅回焊之要求。(2)回焊过程中之TAL(TimeAboveLiquidous焊锡熔点以上时间)约在60-120秒(早已超出Tg）。此种情况早已使得板材树脂，由α1玻璃态转入到α2橡胶态，α1之Z膨涨在50-60ppm之间，α2升5-6倍而到达250ppm以上。pcb制程专题知识讲座第37页

（3）无铅回焊过程中，急速升温时将造成传热不良，使绝缘板材内外温差太大，于是内外热膨胀不均，将造成表层涨裂。普通多层板下游常规组装最少要经过2次SMT回焊，任何额外增焊次数都会造成板材极大伤害。凡发生此等过分强热摧残者，均可由踢膏焊点IMC厚度与铜垫受损下凹程度而得知。pcb制程专题知识讲座第38页厚铜高多层板，因为铜材、树脂与玻璃纤维CTE不一样，加上外热内传速率很慢下，一旦回焊曲线中加热太快或回焊次数超出峙，均将造成表层迸裂。pcb制程专题知识讲座第39页高密度互连HDI手机板屡次回焊造成爆板pcb制程专题知识讲座第40页

可清楚见到回焊次数太多以致Cu6Sn5长得太厚画面。pcb制程专题知识讲座第41页楔形孔破造成爆板pcb制程专题知识讲座第42页厚板深孔环形铜薄轻易断孔pcb制程专题知识讲座第43页电镀孔铜与基板品质不良影响1.压合后树脂聚合度是否已到位?(ΔTg<3℃)；2.吸水率是否太高?3.PCB电踱铜本身延伸率>15%?常规PTH之孔铜不但厚度要>0.8mil，而且还要均匀，防止因孔壁粗糙而出现如蛇状之波折蜿蜒，以降低被Z膨涨拉断机会。pcb制程专题知识讲座第44页6.2空洞1)空洞形成与应对锡膏由重量比88-90%焊锡合金小球与10-12%有机辅料所组成，但二者体积比几乎是各占二分之一。因而在强热形成焊点时，正常情况下比重较轻有机物会脱离焊点。然而一旦焊点外表固化，致使内部有机物来不及逃离时，被裂解成气体而停留在焊点之内，形成空洞(Voiding）。不幸一旦锡膏吸水后，情况将更为糟糕。pcb制程专题知识讲座第45页

pcb制程专题知识讲座第46页(2)源自表面处理空洞电路板表面处理也是焊点空洞成因之一，当皮膜轻易活化轻易沾锡者，其空洞就会降低。如裸铜表面已发生氧化，当助焊剂无法活化时，即出现多洞现象。至于OSP与I-Ag其本身之有机薄膜也很轻易生气成洞。pcb制程专题知识讲座第47页

(3)锡粉与助焊剂遭氧化而形成空洞；(4)板面焊盘拒锡而成空洞（即可焊性差）；(5)锡膏吸水形成大洞(6)助焊剂活性影响:当助焊剂活性剂(Activator)较多较强时，则空洞反而会变少。原因可能是因活性很强时，则待焊介面处还原作用将会顺利进行而