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文档简介

1、PCB制造技术、MINGHELV、单板工艺的概要、2007年8月6日、印刷电路板工艺的培训教材、第一部分印刷电路板的概要、I .印刷电路板的概要ii .印刷电路板的加工工艺iii .印刷电路板的缺陷和原因分析iv .印刷电路板技术的现状和发展印刷电路板的概要一,PCB扮演的角色PCB的功能,提供完成第一层组装的组件和其他必要的电子电路部件接合的基站,构成具有特定功能的模块和成品。 所以PCB在电子产品中,发挥着整合所有功能的作用。 图1是电子组装层次的划分图。 印刷基板的概要,单板,两面板,多层板,硬板,硬软板,通孔板,埋孔板,硬度性能,PCB分类,孔的导通状态,表面制作,结构,软板,碳板,E

2、NTEK板,锡吹板,镀金板,锡吹板,锡吹板印刷电路板的概要二、PCB的种类a .按材质a .有机材质酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、聚酰亚胺(聚酰亚胺)、BT/Epoxy等。 b .无机材质的铝、Copper-invar (钢)-copper、ceramic (陶瓷)等所属。 主要具有散热功能。 印刷电路板的概要,b .将成品和硬质板Rigid pcb区分开来的柔性PCB为图1.3,硬软板Rigid-Flex PCB为图1.4,印刷电路板的概要,c .构造部分a .单板为图1.5 b .单板为图1.6,印刷电路板的概要,c .多层板为图1. 请参见图1.8 BGA。 另有注射成型的立体PCB,使

3、用量少。 印刷电路板简介e .基于表面的热空气层喷涂锡金指板Carbon oil board碳板Au plating board镀金板Entek (防氧化) 板Immersion Au board蒸镀板Immersion Tin蒸镀板制作immersionIMM的ersion Silver银板、印刷基板的概要、三、基材(CCL-Copper Clad Laminate )工业是材料的基础工业,电介质层(树脂玻璃纤维Glass fiber )和高纯度导体(铜箔Copper foil )两者构成的复合材料,印刷基板的概要,Copper foil,Prepreg,铜箔类型:1/4OZ; 1/3OZ;

4、 1/2OZ; 1OZ; 2OZ; 3OZ等p芯片类型: 106、2116、1080、7628、2113等,酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯、b-三氮树脂等是热硬化型的树脂。 印刷电路板的概要、环氧树脂Epoxy Resin是目前印刷电路板行业用途最广泛的基材。 在液状中被称为清漆、清漆(Varnish )或A-stage,玻璃布在成为预浸料后,在高温下软化液化而呈现粘性,被称为用于双面基板的制作或多层板的压接用的B-stage prepreg,通过该压接再硬化而无法恢复的最终状态印刷电路板的概要、传统的环氧树脂的组成及其性质作为电路板使用的环氧树脂的单体总是由Bisphenol

5、A和Epichlorohydrin以dicy为交联剂形成的聚合物。 为了通过可燃性试验,使上述液态树脂与tetrabromobiphenol反应,作为FR-4的传统环氧树脂是最为人所知的。 印刷电路板的概要、传统的环氧树脂的组成及其性质,产品的主要成分如后:单体的biphenola所示的Epichlorohydrin交联剂(即固化剂) -双氰胺简称Dicyandiamide加速剂(加速器) 作为溶剂的ethyleneglycomonomethylether (EGM Mme ) dimethyleformamide (DMF )和稀释剂Acetone、MEK。 填充剂(Additive) -提

6、高碳酸钙、硅化物、氢氧化铝和化合物等阻燃效果。填充剂可以调整其Tg .印刷基板的概要、玻璃纤维开头玻璃纤维在PCB基板上的作用,是作为增强材料的作用。 基板增强材料有纸基板的纸材、Kelvar(Polyamide聚酰胺)纤维、石英(Quartz )纤维等。 玻璃(Glass )本身是一种混合物,它是无机物在高温下熔化形成,再用拉丝冷却形成无定形结构的硬物体。 在印刷基板的概要中,玻璃布的玻璃纤维分为两种连续式(Continuous )纤维不连续式(discontinuous )纤维的前者为玻璃布(Fabric ),后者为片状的玻璃垫(Mat )。 FR4等基材,在使用前者、CEM3的基材的情况

7、下,采用后者的玻璃座。 印刷电路板的概要、玻璃纤维的特性因组成而异,玻璃的等级分为4种商品: a级-高碱性c级-耐化性e级-电子用途s级-高强度基板使用的是e级玻璃,主要其介电特性比其他3种优异。 印刷电路板的概要、玻璃纤维的共同特性如下: a .高强度与其他纺织品用纤维相比,玻璃具有极高的强度。 在某些用途中,强度/重量比超过了铁丝。 b .耐热和玻璃纤维是无机物,所以不燃烧。 c .抗化性能耐大部分化学物质,不是霉菌,也不是细菌的侵入和昆虫的效能。 印刷基板的概要、玻璃纤维共同的特性如下。 防潮玻璃不吸水,即使在潮湿的环境中也维持着机械强度。 e .热性质的玻璃纤维因为具有低线膨胀系数和高

8、热传导系数,在高温环境下有很好的表现。 f .电气性是玻璃纤维的不导电性,是良好的绝缘物质的选择。 印刷电路板的概要、被选为PCB基材的e级玻璃、最优秀的耐水性。 因此,在非常潮湿、严酷的环境下,仍然非常良好的电气性和物性按尺寸稳定。 印刷基板的概要、铜箔分类电解铜箔:涂布糊箔(纸基板用)、表面处理箔(玻璃布线板用)轧制铜箔:挠性板用、印刷基板制作工艺的概要、印刷基板工艺的训练教材、第二部分印刷基板加工工艺的内层制作、印刷基板制作工艺印刷电路板制作流程的概要,Inner Dry Film内层干膜AOI自动光学检查,Inner Etching内层蚀刻板,内层制作,Oxide Replacemen

9、t茶化,or, 1 .内层线(图像转移)1-1.利用作用和原理UV光照射,曝光区域的抗蚀剂中的感光引发剂吸收光子分解为自由基,自由基使单体发生交联反应,生成不溶于希碱的空间网状高分子结构,未曝光部分未反应,可溶于希碱。 利用两者在同种溶液中具有不同的溶解性能,将在底片上设计的图案转印到基板上,即所谓的图像转印。 固体抗蚀剂-干膜结构图、印刷基板制作流程的概要、内层制作、印刷基板制作流程的概要、内层制作、图像转印的基本原理图(以干膜图像法为例)、预处理、薄膜、Cu面、曝光、薄膜、白色显示曝光部、显影、显影、,曝光区域感光性单体发生交联反应,不溶于弱碱,图像转移完成了,印刷基板制作过程的概要,内层

10、制作,1-2 .过程对干膜图像法,其生产过程是预处理胶片曝光、显影、蚀刻液感光法1-3-2 .预处理方式: a .喷砂研磨法b .化学处理法c .机械研磨法1-3-3 .化学处理法的基本原理:用化学物质,例如SPS等酸性物质均匀地侵蚀铜表面,除去铜表面的油脂和氧化物等杂质,然后,用酸性溶液除去氧化层和原铜基材上的用于防止铜氧化的保护膜,最后实施微蚀刻处理,得到与干膜的密合性优异的充分粗面化的表面。 内层干膜、印刷基板的制作工艺的概要、干膜(贴膜),首先从干膜上剥下聚乙烯保护膜,在加热加压的条件下将干膜的抗蚀剂贴在绝缘铜箔板上。 干膜中的抗蚀剂层受热变软,流动性增加,在热压辊的压力和抗蚀剂中的粘

11、合剂的作用下,薄膜完成。 干膜的三要素:压力、温度、输送速度。 内层干膜、印刷基板的制造工艺概要、干膜曝光原理是在紫外光照射下,光引发剂吸收光能分解为自由基,自由基使光聚合单体进行聚合交联反应,反应后形成不溶于稀碱溶液的立体型高分子结构。 内层的干膜,显影原理感光膜中未曝光部分的活性基与稀碱溶液反应生成可溶性物质并溶解,未曝光部分溶解,曝光部分的干膜不溶解。 在印刷基板制造工艺的概要、内层蚀刻内层图案转印工序中,D/F或油墨作为抗蚀剂,有电镀抗蚀剂用或抗蚀剂用。 因此,大部分选择酸性蚀刻。 内层蚀刻,常见问题是线幼开路短路,印刷电路板制作过程的概要,内层设计最小线宽/线间距离,内层蚀刻,印刷电

12、路板制作过程的概要,黑化/茶化原理使铜表面化学氧化或黑化,在其表面生成氧化物(黑色氧化铜或茶色氧化亚铜或两者的混合物) 内层氧化,砷化和黑化的比较黑化层厚,经过PTH经常发生粉红的原因是,PTH中的微蚀刻和活性化或快速化液侵入黑化层,还原露出原来的铜色。 砷化层厚度薄,不能形成粉红色的圈。 印刷电路板制作工艺概要,定位系统的PIN LAM是销定位MASS LAM的无销定位x射线目标定位法融合定位法,内层排板,印刷电路板制作工艺概要,PIN LAM理论原理非常简单,内层预先开了4个槽孔, 参考图4.5,包括负片,prepreq遵循该冲孔系统,使得这四个槽孔相对于两组不对称,并且可以防止集合反转。

13、 在各槽的孔中插入圆PIN,即使因温压而变形的情况下,也能自由地向左右、上下延伸,但由于中心不变,不产生应力。 等待冷却,释放压力后,恢复到原来的尺寸,是很好的对位系统。 内层排板、印刷基板制作流程的概要、内层排板、印刷基板制作流程的概要、Foil Lamination、Core Lamination、排板(以6层板为例)、基材,表示p板、内层排板、印刷基板制作流程的概要, 排板压板方式一般将2种:之一与Core-lamination区别开来,一种是Foil-lamination、内层排板、压板、1 .工程目的铜箔、PP、内层布线板压合成在多层板上。 2 .主要设备的黑化(砷化)线、冲压机、半

14、切机、靶机等3 .生产工艺、印刷电路板制作工艺概要、冲压板、印刷电路板制作工艺概要、冲压板为铜箔、薄膜和氧化处理(Prepreg ) 压板、印刷电路板的制作工艺概要、翘曲产生原因的排板结构的非对称性、芯板和p板的片数和厚度上下不对称,产生不均衡的应力。 如果结构应力多层板的P/P和芯板的经过方向没有按照经过、纬对纬的原则层叠,结构应力就会引起板的翘曲。 热应力板翘压接后的冷却速度过快,板内的热应力无法完全释放,板翘值过大。 压板、印刷电路板的制作工艺概要、板的外部应力的状况,是冲压后发生的各种工艺,如钻头、电镀、烧结、镀锡等工艺。 玻璃布的结构玻璃布的编织均匀度、纬线的变形、张力的大小,会影响

15、基板板的弯曲、板的弯曲。压板、印刷电路板制作工艺的概要、外层制作工艺、印刷电路板制作工艺的概要、外层制作工艺、4-1 .工艺的作用为后续各层之间的导通提供了桥梁,同时为后续工艺开辟了对位孔。 4-2 .在主要设备中,PIN机、钻头、磨床4-2 .在生产流程中,PIN用PIN针固定几块板,提高钻头的生产能力,提供钻头时的定位点。供给检查、上PIN、钻头、下PIN、吸引检查、下工序、钻头、1 .一次铜1-1 .工序目的在孔壁上镀铜使之导通的功能1-2 .主要设备的阴影线、去污线、镀槽等1-2 .生产流程和作用详细请参照下表印刷电路板的制作流程的概要、外层的制作流程、2-1 .以工序为目的制作外层的生产线,实现电气的完整性。 2-2 .主要生产设备的预处理生产线、压机、曝光机、显影生产线2-3 .生产工艺由于外层生产线的制作原理与内层生产线相同,因此在此不重复,出厂、印刷电路板的制作工艺概要、外层的制作工艺、3 .二次铜、3-1 .工序目的生产线铜厚的增加3-2 .主要设备的二铜自动电镀生产线3-3 .生产工艺铜的预处理(脱脂水洗微蚀刻水洗酸浸)镀铜镀锡(铅)、3-4 .电镀铜的基本原理挂在阴极上的PCB板,通过电流使硫酸铜溶液中游离的铜离子形成板面印刷电路板制作工艺概要,外层制作工艺,4 .蚀刻剥离锡

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