PCB全制程培训教材.ppt

1、1,PCB全制程培训教材,2,对我们公司的工艺流程有一个基本了解。 了解工艺流程的基本原理与操作。 了解PCB基本品质知识。 了解我公司技术发展方向。,目 的,3,PCB 定义,定义 全称为Print Circuit Board or Print Wire Board 中文译为印制电（线）路板或印刷电（线）路板。 在绝缘基材上，按预定设计形成从点到点互连线路以及印制元件的印制板。,4,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元器件接合的载体，以组成一个具有特定功能的模块或成品。比如：电脑主机板、手机板、显卡、声卡等。,5,沉银板,喷锡板,沉金板,镀金板,金手指板,双面板,软

2、硬结合板,通孔板,埋孔板,碳油板,OSP板,单面板,多层板,硬板,盲孔板,Hardness 硬度性能,Hole Throught Status 孔的导通状态,Soldersurface 表面制作,沉锡板,软板,Constructure 结构,PCB Class PCB 分类,6,按结构分类 单面板：就是只有一 层导电图形层 双面板：就是有两层 导电图形的板,7,多层板,多层印刷线路板是指由三层及以上的导电图形层与绝缘材料交替层压粘结在一起制成的印刷电路板。,8,按成品软硬区分 硬板 Rigid PCB 软板 Flexible PCB 见左下图 软硬结合板 Rigid-Flex PCB 见右下图

3、,9,6,16,L1 L2,L5 L6,3,L3 L4,8,L7 L8 L9,L10 L11,L12,6,按孔的导通状态分,通孔,盲孔,埋孔,10,根据表面制作分 Hot Air Level Soldering 喷锡板 Entek/OSP防氧化板 Carbon Oil 碳油板 Peelable Mask 蓝胶板 Gold Finger 金手指板 Immersion Gold 沉金板 Gold Plating 镀金板 Immersion Tin 沉锡板 Immersion Silver 沉银板 喷锡+金手指板 选择性沉金+防氧化板,11,( 1 ) 前 製 程 治 工 具 製 作 流 程,PCB

4、流程,12,PCB流程,( 2 ) 多 層 板 內 層 製 作 流 程,MLB,DOUBLE SIDE,13,PCB流程,( 3 ) 外 層 製 作 流 程,14,For O. S. P.,( 4 ) 外 觀 及 成 型 製 作 流 程,PCB流程,15,流程简介-开料,1、流程：开料 磨边 倒圆角 烤板 2、开料：就是将一张大料根据不同尺寸要求用开料机切成小料的过程。开料后的板边粗糙，有铜屑及玻璃纤维丝，需要磨边。开料后的板边角处尖锐，容易划伤手，同时使板与板之间擦花，所以开料后再用倒角机倒圆角。 3、板料规格 尺寸规格：常用的尺寸规格有37“49”、41“49”等。 厚度规格：常用厚度规格

5、有：0.8mm、1.0mm、1.6mm等。 底铜厚度规格：H/HOZ、1/1OZ、2/2OZ、3/3OZ 等。 4、锔板 目的：1. 消除板料在制作时产生的内应力。提高材料的尺寸稳定性. 2. 去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。锔板温度:145+5 OC/4H,16,流程简介-内层图形,1、流程,曝光,显影,蚀刻,褪膜,贴膜,17,流程简介-内层图形,2、磨板：去除铜面手指印、氧化及污物，便于菲林附着在铜面上。通常有尼龙刷磨板和火山灰磨板。 3、贴膜：是将干膜贴在经过处理的铜面上。贴膜机将干膜通过压辘与铜面附着，同时撕掉一面的保护膜。 4、曝光：是曝光机的紫外线通过底片使菲林上部分

6、图形感光，从而使图形转移到铜板上。 曝光操作环境的条件： a. 温湿度要求：202C，60 5%。 (干菲林储存的要求，曝光机精度的要求，底片储存减少变形的要求等等。） b. 洁净度要求： 达到万级以下。,18,流程简介-内层图形,（主要是图形转移过程中完全正确的将图形转移到板面上，而不允许出现偏差。） c. 抽真空要求：图形转移的要求，使图形转移过程中不失真。 5、显影：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（0.8-1.2%)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。 6、蚀刻： 是将不需

7、要的铜面蚀刻掉。 7、褪膜：是通过较高浓度的NaOH（3-5%）将保护线路铜面的菲林去掉，NaOH溶液的浓度不能太高，否则容易氧化板面。,19,流程简介-AOI,1、 AOI- Automatic Optical Inspection 中文：自动光学检查仪 2、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。 3、检测条件： a、线宽线距小于等于5mil b、线宽在5mil以上，线路区域面积在30%以上,20,流程简介-棕化,1、棕化：在铜表面通过反应

8、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,流程简介-压合,1、工艺简介：压板就是用半固化片将外层铜箔与内层，以及各内层与内层之间连结成为一个整体，成为多层板。 2、工艺原理：利用半固化片的特性，在一定温度下融化，成为液态填充图形空间处，形成绝缘层，然后进一步加热后逐步固化，形成稳定的绝缘材料，同时将各线路各层连接成一个整体的多层板。 什么是半固化片？ Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写。是树脂与玻璃纤维载体合成的一种片状粘结材料。 PP的规格：1080、2113、1506、2116、7628、等7630、,22,流程简介-压合,Layer

9、 1,Layer 2,Layer 3,Layer 4,Copper Foil,Copper Foil,Inner Layer,Prepreg(膠片),Prepreg(膠片),23,流程简介-压合,它具有三个生命周期满足压板的要求：A-Stage：液态的环氧树脂。B-Stage：部分聚合反应，成为固体胶片，是半固化片。 C-Stage：压板过程中，半固化片经过高温熔化成为液体，然后发生高分子聚合反应，成为固体聚合物，将铜箔与基材粘结在一起。成为固体的树脂叫做C-Stage。 3、压板工艺条件： A、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 B、提供液态树脂流动填充线路空间所需要的压

10、力。 C、提供压板所需要的时间,24,流程简介-压合,4、 XRAY机钻靶位孔 通过机器的X光透射，通过表面铜皮投影到内层的标靶，然后用钻咀钻出该标靶对应位置处的定位孔。 定位孔的作用： 1、多层板中各内层板的对位。 2、同时也是外层制作的定位孔， 作为内外层对位一致的基准 3、判别制板的方向,25,流程简介-压合,5、裁边：根据MI要求，将压板后的半成品板的板边切到需要的尺寸,26,流程简介-钻孔,1、目的： 在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均需满足客户的要求。 实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊。 为后工序的加工做出定位或对位孔 钻嘴,27,流程简介-PTH&板电,1、目的：

11、用化学的方法使钻孔后的板材孔内沉积上一层导电的金属,并用全板电镀的方法使金属层加厚,以此达到孔内金属化的目的,并使线路借此导通。 2、流程： 磨板 除胶渣孔金属化 全板电镀下工序 3、除胶渣属于孔壁凹蚀处理（Etch back），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（Epoxy Smear），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。,28,流程简介-PTH&板电,4、孔金属化：化学沉铜（Electroless Copper Dep

12、osition），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。 5、全板电镀是作为化学铜层的加厚层，一般化学镀铜层 为0.3-0.5um，而全板电镀则是5-8um在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。,29,沉铜/板面电镀,流程简介-PTH&板电,30,流程简介-外层图形,目的：即在经过清洁粗化的铜面上覆上一层感光材料，通过黑片或棕片曝光，显影后形成客户所要求的线路板图样，此感光材料曝光后能抗后工序的电镀过程。,31,Dry Film 干菲

13、林,Diazo黄菲林,Exposure曝光,Developing冲板,干菲林剖面图,流程简介-外层图形,32,流程简介-图形电镀,目的：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，厚度一般在20-40um左右，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层。,33,Exposed Film 曝光干膜,图形电镀后半成品分解图,流程简介-图形电镀,34,图形电镀锡后半成品分解图,流程简介-图形电镀,35,(1) Copper Plating镀铜,图形电镀,Exposed Film已曝光干膜,P/P Copper板面电镀铜,P片,(2) Tin Pl

14、ating镀锡,Tin Plating镀锡,Pattern Plating Copper图形电镀铜,流程简介-图形电镀,36,流程简介-碱性蚀刻,目的：通过去除干膜后蚀刻液与干膜下覆铜面反应蚀去铜面。电路图形因有抗蚀阻层得以保留，褪去电路图形上覆锡层而最终得到电路图形的过程称为蚀刻（碱性）。,37,Etching 蚀刻,流程简介-碱性蚀刻,38,流程简介-中检,中检 AOI 检测条件： a、有蛇形或回形高频线 b、客户指定或公司评审决定 E-test 目视检查（蚀检）,流程简介-中检,39,流程简介-绿油/白字,1、绿油也叫防焊或阻焊，其作用在于保护PCB表面的线路。 2、白字也叫字符，其作用

15、在于标识PCB表面粘贴或插装的元件。按照客户要求在指定区域印制元件符号和说明,40,流程简介-绿油/白字,（1）板面前处理（Suface preparation） 去除板面氧化物及杂质，粗化铜面 以增强绿油的附着力。 （2）绿油的印制（Screen print） 通过丝印方式按客户要求，绿油均 匀涂覆于板面。 （3）低温锔板（Predrying） 将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油 初步硬化准备曝光。,41,流程简介-绿油/白字,（4）曝光（Exposure） 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，

16、并最终着附于板面。 （5）冲板显影（Developing） 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。,42,流程简介-绿油/白字,（6）UV 固化（UV Bumping） 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 （7）字符印刷（Component mark） 按客户要求、印刷指定的零件符号。 （8）高温终锔（Thermal curing） 将绿油硬化、烘干。 铅笔测试应在6H以上为正常,43,Wet Film, Component Mark湿绿油，白字,流程简介-绿油/白字,44,流程简介-化学

17、镍金,1、沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金 Electroless Nickel Immersion Gold 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。 2、Ni、Au规格（IPC标准）： Ni 2.54um Au0.0254um,45,化学镍金,流程简介-化学镍金,46,目的： 在一块制作完成的线路板上，按客户要求的轮廓外形大小，把外形加工制作出来。 外型加工 锣板 啤板 V-Cut 锣斜边 成品清洗,流程简介-外型加工,47,1、目的： 用测试机器和制具对PCB进行电气性能的测试。 2、分类： 专用测试

18、机 通用测试机 飞针测试机 3、常见缺陷： 开路、短路、假点,流程简介-测试,48,1、目的： 对PCB进行最后的最终检验。 2、检验内容 尺寸 外观 信赖性测试 3、尺寸的检查项目： 外形尺寸、板厚、孔径、线宽等,流程简介-FQC/FQA,49,4、外观的检查项目： 基材白点、杂物，绿油上焊盘、擦伤，多孔、少孔等 5、信赖性测试项目： 可焊性测试、热冲击测试、剥离强度 测试、绿油附着力测试、离子污染度测试等,流程简介-FQC/FQA,50,新技术、新工艺,新技术新工艺,51,未来PCB发展方向 HDI-High Density Interconnection 高密度互连技术 Super Ba

19、ckplane-超大背板 High Layer Count 高多层板 Buried Capacitance-埋入式电容器 Buried Resistors-埋入式电阻器 Deep Tank Gold-镀厚金 Lead Free Solder-无铅焊料 Plasma-等离子气体,52,公司技术发展方向 薄铜工艺 4/4mil以下细线路板 高多层板 Teflon（PTFE)-聚四氟已烯 Halogen-Free-无卤素 特性阻抗板 高Tg板,53,高密度化 高功能化 轻薄短小 细线化 高传输速率,电子产品的发展趋势,54,55,Low Loss Material（High Frequence Ma

20、terial) 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。 例如：高功率放大器、直播卫星系统、全球定位系统等。,新板料,56,板料应用,57,板料应用,名词解释 VHF-Very High Frequency -特高频 UHF-UltraHigh Frequency-超高频 SHF-Superhigh Frequency-特超高频 DEC Allpha Workstation-美国数字公司Allpha工作站 Macintosh Duo-Apple公司计算机/微机 Palm Top-掌上电脑 Digital Cellular System-数字式便携系统 Intel P6

21、-英特尔电脑 GSM-Global System for Mobile-Communication全球行动电话通讯系统 PCS-Personal Communication System个人通讯系统 PPO-聚苯醚 Personal Pagers-个人寻呼机 Satellite TV-卫星电视 GPS-全球定位系统 Radar Detector-雷达探测器 SHF microwave TV-超高频微波电视 Collision Aoidance-防冲撞系统,58,板料的主要参数,名词解释 玻璃化温度（Tg)-非晶态聚合物从玻璃脆性状态转变为粘流态或高弹态时的温度。 Tg 板料尺寸稳定性 介电常数（Dk)-规定形状电极之间填充电介质获得的电容量与相同电极之间为真空时的电容量之比。 Dk