PCB工艺讲解.ppt

1、1,深圳市普林电路有限公司,PCB工艺探讨,撰稿：冯利平2,2,目录,印制电路板简介 原材料简介 工艺流程介绍 技术指标介绍 产品介绍,3,3,PCB PCB 全称print circuit board,是在覆铜板上贴上干膜，经曝光显影、蚀刻形成导电线路图形在电子产品起到电流导通与信号传送的作用,是电子原器件的载体.,4,4,1、依层次分： 单面板 双面板 多层板 2、依材质分： 刚性板 挠性板 刚挠板,线路板分类,5,5,干膜,聚乙烯保护膜,光致抗蚀层,聚酯保护膜,主要作用: 线路板图形转移材料,是内层线路的抗蚀膜，外层线路遮蔽膜 主要特点: 一定温度与压力作用下,

2、会牢固地贴于板面上； 在一定光能量照射下,会吸收能量,发生交联反应； 未被光照射到的部分，没有发生交联反映，能被弱碱液溶解。 存放环境: 恒温、恒湿、黄光安全区,主要原材料介绍,6,6,主要原材料介绍,覆铜板,铜箔,绝缘介质层,铜箔,主要作用： 多层板内层板间的粘合、调节板厚； 主要特点： 一定温度与压力作用下，树脂流动并发生固化反应 不同的型号，其固化厚度不一致，以用来调节不同板厚 存放环境： 恒温、恒湿,半固化片,7,7,主要原材料介绍,主要作用： 多层板顶层、底层形成导线的基铜材料 主要特点： 一定温度与压力作用下，与半固化片结合 12um、18um、35um、70um、105um等厚度

3、 存放环境： 恒温、恒湿,铜箔,8,A. 0.5 OZ 0.7mil 18um B. 1.0 OZ 1.4mil 35um 2.0 OZ 2.8mil 70um 例： 1OZ=28.35克/平方英尺=35um 1OZ=28.35克，此为英制单位， 表示重量，但在国际PCB行业只代表铜层厚度,目前使用最常見的有：0.5和1.0 OZ,铜箔厚度介紹,9,9,主要原材料介绍,主要作用： 阻焊起防焊的作用，避免焊接短路 字符主要是标记、利于插件与修理 主要特点： 阻焊通过丝印形成一层膜附于板面，此膜受光、 温度照射，发生固化 字符通过丝印成标记字，在一定温度下其完全固化 存放环境： 恒温、恒湿,阻焊、

4、字符,10,10,主要生产工具,卷 尺 底 片 放大镜 测量工具 板厚、线宽、间距、铜厚,11,12,13,1英尺=30.48厘米 1英尺=12英寸 1英寸inch=1000密尔mil=25.4mm 1mil=1000uin (uin 叫做 u, 微英寸) 1mil=25.4um (um 微米) 1um=40uin,PCB单位换算,14,14,双面板加工流程,15,15,多层板加工流程,16,16,开料,目的: 将大块的覆铜板剪裁成生产板加工尺寸，方便生产加工 流程: 选料（板厚、铜厚）量取尺寸剪裁 流程原理: 利用机械剪床,将板裁剪成加工尺寸大小 注意事项: 确定板厚、铜厚、板材的经、纬方向

5、 避免划伤板面,17,常用基板尺寸(英寸）,1. 36*48 (36.5*48.5) (37.0*49.0),2. 40“*48” (40.5*48.5) (41.0*49.0),3. 42*48 (42.5*48.5) (43.0*49.0),18,18,制板前处理（磨刷）,目的: 去除板面的氧化层 流程： 放板 调整压力 出板 流程原理： 利用机械压力与高压水的冲力,刷洗, 冲洗板面与孔内异物达到清洗作用. 注意事项: 板面的撞伤 孔内毛刺的检查,19,19,内层图形转移,目的: 进行内层图形的转移,将底片上的图形转移到板面的干膜上，形成抗蚀层。 流程: 板面清洁 贴膜 对位曝光 流程原理

6、: 在一定温度、压力下,在板面贴上干膜,再用底片对位,最后在曝光机上利用紫外光的照 射, 使底片未遮蔽的干膜发生反应,在板面形成所需线路图形。 注意事项: 板面杂物、膜划伤、底片划伤、底片偏位 台面的清洁、曝光玻璃的清洁、底片清洁,20,20,内层图形转移,21,21,内层蚀刻,目的： 曝光后的内层板，通过蚀刻线，完成显影 蚀刻、去膜，形成内层线路。 流程： 显影 蚀刻 退膜 流程原理： 通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，通过蚀刻段，在酸性蚀刻液的作用下，将露出的铜蚀刻掉，最后通过退膜段，在退膜液的作用下，将膜去掉，露出内层线路图形。 注意事项： 显影不净、显影过度、线路撞

7、伤、蚀刻残铜、线变小、线变宽 去膜不净、保护膜没扯净,22,22,内层蚀刻,23,AOI 自动光学检查 (Automatic Optical Inspection ),AOI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进行比较，来检查缺陷点的一种机器，如开，短路，缺口，垃圾等。,24,24,打靶位,目的： 将内层板板边层压用的管位孔（铆钉孔）冲出 用于层压的预排定位。 流程： 检查、校正打靶机 打靶 流程原理： 利用板边设计好的靶位孔，在ccd作用下，将靶形投影 于机器，机器自动完成对正并钻孔 注意事项： 偏位 、孔内毛刺与铜屑,25,25,棕

8、化（黑化）,目的： 使内层铜面形成微观的粗糙，增强层间化片的粘接力。 流程： 除油 微蚀 预浸 黑化 烘干 流程原理： 通过除油、微蚀，在干净的铜面上形成氧化铜与氧化亚铜的黑色色膜层，增强粘接力。 注意事项： 黑化不良、黑化划伤 挂栏印,26,26,层压,目的： 使多层板间的各层间粘合在一起，形成一完整的板 流程： 开料 预排 层压 退应力 流程原理： 多层板内层间通过叠放半固化片，用管位 钉铆合好后， 在一定温度与压力作用下，半 固化片的树脂流动，填充线路与基材，当温 度到一定程度 时，发生固化，将层间粘合在 一起。 注意事项： 层压偏位、起泡、白斑，层压杂物,27,1080(PP) 2.6

9、 mil 2116(PP) 4.1 mil 1506(PP) 6.0 mil 7628(PP) 7.0 mil 7630(PP) 8.0 mil,P.P的种类是按照纱网的粗細、织法、含胶量而有所不同的玻璃布，分別去命名。,P.P种类介绍,28,28,磨板边冲定位孔,目的： 将三个定位孔周边铜皮磨掉，用打靶机将钻孔用的定位孔冲出。 流程： 打磨板边、校正打靶机 打定位孔 流程原理： 利用内层板边设计好的靶位，在cc d作用下，将靶形投影于机器，机器自动完成对正并钻孔。 注意事项： 偏位、孔内毛刺与铜屑,29,29,钻孔,目的： 使线路板层间产生通孔，达到连通层间的作用 流程： 配刀 钻定位孔 上

10、销钉 钻孔 打磨披锋 流程原理: 据工程钻孔程序文件,利用数控钻机,钻出所需的孔 注意事项： 避免钻破孔、漏钻孔、钻偏孔 检查孔内的毛刺、孔壁粗糙,30,30,钻孔,31,31,去毛刺,目的: 去除板面的氧化层、钻孔产生的粉尘、毛刺使板面孔内清洁、干净。 流程： 放板 调整压力 出板 流程原理： 利用机械压力与高压水的冲力,刷洗,冲洗板面与孔内 异物达到清洗作用。 注意事项: 板面的撞伤 孔内毛刺的检查,32,等离子超声波整孔机Plasma RPP-2SV8 MADE IN USA,在印刷电路板（PCB）制造中的应用 1孔内胶渣:孔内去胶渣是目前等离子技术在PCB领域应用较多、较广的工艺。孔内

11、胶渣是指在电路板钻孔工序（机械钻孔及镭射钻孔）中因高温造成高分子材料熔融在孔壁金属面的焦渣，而并非机械钻孔加工造成的毛边、毛刺，必须在镀金之前去除。此胶渣也是以碳氢化合物为主，能够与等离子中的离子或自由基很容易的发生反应，生成挥发性的碳氢氧化合物，最后由抽真空系统带出。 2铁氟龙（Teflon）活化:铁氟龙（聚四氟乙烯）具有低传导性，是保证信号快速传输、绝缘性很好的材料。但这些特性又使特氟隆很难进行电镀。因此在镀铜之前必须先用等离子粗化和活化特氟隆的表面，来提高金属基结合力 3碳化物:激光钻孔时产生的碳化物会影响孔内镀铜的效果。可以用等离子体来去除孔内的碳化物。等离子内的活性组分与碳反应生成挥

12、发性的气体，由真空泵抽走。,通过物理反应和化学反应的结合，来清除孔内残渣,33,33,化学沉铜,目的: 对孔进行孔金属化,使原来绝缘的基材表面 沉积上铜,达到层间电性相通. 流程： 溶胀 凹蚀 中和 除油 除油 微蚀 浸酸 预浸 活化 沉铜 流程原理： 通过前面的除胶渣，将孔内的钻孔钻污去除，使孔内清洁 ，后通活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化 还原反应，形成铜层。 注意事项： 凹蚀过度 孔露基材 板面划伤,34,34,化学沉铜,35,35,全板镀铜,目的： 使刚沉铜出来的板进行板面、孔内铜加厚到5-8um 防止在图形电镀前孔内薄铜被氧化、微蚀掉而漏基材。 流程： 浸酸 板镀 流程

13、原理： 通过浸酸清洁板面，在镀铜缸，阳极铜溶解出铜离子在电场的作用下移动到阴极得到电子还原出铜 附在板面 上，起到加厚铜的作用 注意事项： 保证 铜厚 镀铜均匀 板面划伤,36,36,制板前处理,目的: 去除板面的氧化层。 流程： 放板 调整压力 出板 流程原理： 利用机械压力与高压水的冲力,刷洗,冲洗板面与孔内 异物达到清洗作用. 注意事项: 板面的撞伤 孔内毛刺的检查,37,37,图形转移,目的： 完成外层图形转移，形成外层线路。 流程： 板面清洁 贴膜 曝光 显影 流程原理： 利用干膜的特点，在一定温度与压力作用下将膜贴于板面上 通过对位曝光，干膜发生反应，形成线路图形。 注意事项： 板

14、面清洁 、 对偏位、 底片划伤、曝光余胶、 显影余胶、 板面划伤,38,38,图形转移,39,39,图形电镀,目的： 使线路、孔内铜厚加厚到客户要求标准 流程： 除油 微蚀 预浸 镀铜 浸酸 镀锡 流程原理： 通过前处理，使板面清洁，在镀铜、镀锡缸阳极溶解出铜离子、锡离子，在电场作用下移动到阴极，其得到电子，形成铜层、锡层。 注意事项 ： 镀铜厚度、镀锡厚度、镀铜、锡均匀性 掉锡、手印，撞伤板面,40,40,图形电镀,41,外层蚀刻,目的： 将板面没有用的铜蚀刻掉，露出有用的线路图形 流程： 去膜 蚀刻 退锡（水金板不退锡） 流程原理： 在碱液的作用下，将膜去掉露出待蚀刻的铜面，在蚀刻缸铜与铜

15、离子发生反应，生产亚铜，达到蚀刻作用，在退锡缸因硝酸与锡面发生反应，去掉镀锡层，露出线路焊盘铜面。 注意事项： 退膜 不尽、蚀刻不尽、过蚀 退锡不尽、板面撞伤,42,外层蚀刻,43,制板前处理,目的： 清洁板面，增强阻焊的粘结力 流程： 微蚀 机械磨板 烘干 流程原理： 通过微蚀液，去掉板面的一些铜粉，后在尼龙磨刷的作用下一 定压力作用下，清洁板面 注意事项： 板面胶渣、 刷断线、板面氧化,44,阻焊字符,目的： 在板面涂上一层阻焊，通过曝光显影，露出要焊接的盘与孔，其它地方盖上阻焊层，起到防止焊接短路在板面印上字符，起到标识作用 流程： 丝印第一面 预烘 丝印第二面 预烘 对位 曝光 显影

16、固化 印第一面字符 预烘 丝印第二面字符 固化 流程原理： 用丝印网将阻焊泥漏印于板面，通过预烘去除挥发，形成半固化膜层，通过对位曝光，被光照的地方阻焊膜交连反应，没照的地方在碱液作用下显影掉。在高温下，阻焊完全固化，附于板面。字符通过丝网露印板面。在高温作用下固化板面 注意事项 ： 阻焊杂物、对偏位、阻焊上焊盘、阻焊胶、划伤、字符上焊盘、模糊、不清,45,阻焊字符,46,喷锡,目的： 在裸露的铜面上涂盖上一层锡，达到保护铜面不氧化，利于焊接用。 流程: 微蚀 涂助焊剂 喷锡 清洗 流程原理: 通过前处理,清洁铜面的氧化，在铜面上涂上一层助焊剂,后在锡炉中锡条与铜反生生产锡铅铜合金,起到保护铜面与利于焊 接。 注意事项: 锡面光亮 平整 孔露铜 焊盘露铜 锡面粗糙,47,外形,目的: 加工形成客户的有效尺寸大小 流程: 打销钉孔 上销钉定位 上板 铣板 清洗 流程原理: 将板定位好,利用数控铣床对板进行加工 注意事项: 放反板 撞伤板 划伤,48,电测试,目的: 模拟板的状态,通电进行电性能检查,是否有开、短路 流程： 测试文件 板定位 测试 流程原理： 椐设计原理，在每一个有电性能的点上进行通电，测试检查 注意事项： 漏测 测试机压伤板面,49,终检,目的