PCB电路板生产流程Word下载.docx

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　　　铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之，主要取其散熱功能。

2.以成品软硬区分

a.硬板RigidPCB

　　　b.软板FlexiblePCB

　　　c.软硬结合板Rigid-FlexPCB

3.以结构分

a.单面板

b.双面板

c.多层板

四、PCB术语

Top层：

PCB板表面层;

（也称器件层:

ComponentSide）；

Bottom层：

PCB板底面层；

（也称焊接层:

SolderSide）；

内层：

包括内布线层、电源层、地层；

Text：

丝印，也称文字；

SilkScreen：

丝印层；

Soldmask：

阻焊层；

Pastmask：

钢网层；

Assembly：

装配层；

PadStack：

焊盘，有表贴与通孔；

SMT：

表面焊接技术；

Plated：

金属化；

Non-Plated：

非金属化；

Pin：

元器件管脚；

Symbol：

元器件；

Package：

元器件PCB封装；

Etch：

电气连接线，用于元器件管脚连接以实现物理电路功能；

Rats：

飞线，指示各元器件管脚间连接关系的虚线；

Linewidth：

电气连接线的宽度；

Linelength：

电气连接线的长度；

Spacing：

安全间距，不同设计对象之间的距离；

Via：

过孔，有通孔（Through）、埋孔（Buried）、盲孔（Blind）；

Shape：

铜箔；

DRC：

PCB设计时不符合约束规则产生的报错标志；

SCHEMATIC：

原理图；

Netlist：

网表，用于描述电路连接关系、元器件封装形式等；

Outline：

板框；

Artwork：

光绘底片；

五、PCB常用单位换算

1mm=39.37mil

1mil=0.0254mm

1mil=25.4um

1inch=1000mil

1m2=1550inch2=10.76ft2

1inch2=0.0006452m2=0.006944ft2

1ft2=0.09290m2=144inch2

0.5oz相当于1ft2的面积上18um铜箔的重量

1oz相当于1ft2的面积上35um铜箔的重量

2oz相当于1ft2的面积上70um铜箔的重量

六、PCB生产流程

以多层板的工艺流程作为PCB工艺介绍的引线，选择其中的图形电镀工艺进行流程说明，具体分为八大部分进行介绍，分类及流程如下：

1.内层线路

Ø

流程介绍:

目的:

✓利用图形转移原理制作内层线路

✓DES为显影、蚀刻、去膜三个工序的简称

1）开料

✓目的:

依制前设计所规划要求,将基板材料裁切成工作所需尺寸

✓主要生产物料:

覆铜板是由铜箔和绝缘层压合而成,依要求有不同板厚规格,依铜厚可分为H/H;

1oz/1oz;

2oz/2oz等种类

✓注意事项:

●避免板边毛刺影响品质,裁切后进行磨边,圆角处理。

●考虑涨缩影响,裁切板送下制程前进行烘烤。

●裁切须注意经纬方向与工程指示一致，以避免翘曲等问题。

2）前处理

去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度,以利於后续的压膜制程

✓主要消耗物料：

磨刷

3）压膜

将经处理之基板铜面透过热压方式贴上抗蚀干膜

干膜（DryFilm）

✓工艺原理：

4）曝光

经光线照射作用将原始底片上的图像转移到感光底板上

✓主要生产工具:

底片/菲林（film）

白色透光部分发生光聚合反应,黑色部分则因不透光,不发生反应，显影时发生反应的部分不能被溶解掉而保留在板面上。

5）DES

✓显影（DEVELOPING）:

●目的:

用碱液作用将未发生化学反应之干膜部分冲掉

●主要生产物料:

K2CO3

●工艺原理：

使用将未发生聚合反应之干膜冲掉,而发生聚合反应之干膜则保留在板面上作为蚀刻时之抗蚀保护层。

✓蚀刻（ETCHING）:

利用药液将显影后露出的铜蚀掉,形成内层线路图形

蚀刻药液（CuCl2）

✓退膜（STRIP）:

利用强碱将保护铜面之抗蚀层剥掉,露出线路图形

NaOH

6）冲孔

利用CCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔

钻刀

2.层压钻孔

目的：

✓层压：

将铜箔（Copper）、半固化片（Prepreg）与棕化处理后的内层线路板压合成多层板。

✓钻孔：

在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔。

1）棕化:

●粗化铜面,增加与树脂接触表面积

●增加铜面对流动树脂之湿润性

●使铜面钝化,避免发生不良反应

棕化液MS100

棕化膜很薄,极易发生擦花问题,操作时需注意操作手势

2）铆合

（四层板不需铆钉）利用铆钉将多张内层板钉在一起,以避免后续加工时产生层间滑移

铆钉;

半固化片（P/P）

✓P/P（PREPREG）:

●由树脂和玻璃纤维布组成,

●据玻璃布种类可分为106、1080、3313、2116、7628等几种

✓树脂据交联状况可分为三类,生产中使用的全为B阶状态的P/P:

●A阶（完全未固化）;

●B阶（半固化）;

●C阶（完全固化）;

3）叠板:

将预叠合好之板叠成待压多层板形式

铜箔、半固化片

✓电镀铜皮;

按厚度可分为

●1/3OZ＝12um（代号T）

●1/2OZ＝18um（代号H）

●1OZ＝35um（代号1）

●2OZ＝70um（代号2）

4）压合:

通过热压方式将叠合板压成多层板

✓主要生产辅料:

牛皮纸、钢板

5）后处理:

对层压后的板经过磨边;

打靶;

铣边等工序进行初步的外形处理以便后工序生产品质控制要求及提供后工序加工之工具孔。

钻头;

铣刀

6）钻孔:

在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔

✓主要原物料:

盖板;

垫板

●钻头:

碳化钨,钴及有机粘着剂组合而成

●盖板:

主要为铝片,在制程中起钻头定位;

散热;

减少毛头;

防压力脚压伤作用

●垫板:

主要为复合板,在制程中起保护钻机台面;

防出口性毛头;

降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用

3.孔金属化

✓使孔璧上的非导体部分之树脂及玻璃纤维进行金属化。

✓方便进行后面的电镀制程,提供足够导电及保护的金属孔璧。

1）去毛刺（Deburr）:

✓毛刺形成原因:

钻孔后孔边缘未切断的铜丝及未切断的玻璃布

✓去毛刺的目的:

去除孔边缘的毛刺,防止镀孔不良

✓重要的原物料：

2）去胶渣（Desmear）:

✓胶渣形成原因:

钻孔时造成的高温的过玻璃化转变温度（Tg值）,而形成融熔态,产生胶渣

✓去胶渣的目的:

裸露出各层需互连的铜环，另膨松剂可改善孔壁结构，增强电镀铜附著力。

KMnO4（除胶剂）

3）化学銅（PTH）

通過化学沉积的方式时表面沉积上厚度为20-40微英寸的化学铜。

4）一次铜

镀上200-500微英寸的厚度的铜以保护仅有20-40microinch厚度的化学铜不被后制程破坏造成孔破。

✓重要生产物料:

铜球

4.外层干膜

经过钻孔及通孔电镀后,内外层已经连通,本制程制作外层干膜,为外层线路的制作提供图形。

1）前处理:

去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度,以利于压膜制程

✓重要原物料：

2）压膜（Lamination）:

通过热压法使干膜紧密附著在铜面上.

干膜（Dryfilm）

3）曝光（Exposure）:

通过图形转移技术在干膜上曝出所需的线路。

底片

4）显影（Developing）:

把尚未发生聚合反应的区域用显像液将之冲洗掉,已感光部分则因已发生聚合反应而洗不掉而留在铜面上成为蚀刻或电镀之阻剂膜。

✓主要生产物料：

弱碱（K2CO3）

5.外层线路

●将铜厚度镀至客户所需求的厚度。

●完成客户所需求的线路外形。

1）二次镀铜:

将显影后的裸露铜面的厚度加后,以达到客户所要求的铜厚

●重要原物料：

铜球

2）镀锡:

在镀完二次铜的表面镀上一层锡保护，做为蚀刻时的保护剂。

锡球

3）退膜:

将抗电镀用途之干膜以药水剥除

✓重点生产物料：

退膜液（NaOH）

4）线路蚀刻:

将非导体部分的铜蚀掉

✓重要生产物料：

蚀刻液、氨水

5）退锡:

将导体部分的起保护作用之锡剥除

HNO3退锡液

6.丝印

✓外层线路的保护层，以保证PCB的绝缘、护板、防焊的目的。

✓制作字符标识。

1）阻焊（SolderMask）

阻焊,俗称“绿油”,为了便于肉眼检查，故于主漆中多加入对眼睛有帮助的绿色颜料，其实防焊漆了绿色之外尚有黄色、白色、黑色等颜色

●防焊：

留出板上待焊的通孔及其焊盘，将所有线路及铜面都覆盖住，防止波焊时造成的短路,并节省焊锡的用量。

●护板：

防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性能，并防止外來的机械伤害以维持板面良好的绝缘。

●绝缘：

由於板子愈来愈薄,线宽距愈来愈细,故导体间的绝缘问题日形突显,也增加防焊漆绝缘性能的重要性。

2）显影

✓目的：

将未聚合之感光油墨利用浓度为1％的碳酸钾溶液去除掉。

碳酸钾

3）印字符

利于维修和识别

✓原理：

丝网印刷的方式

文字油墨

4）固化（后烤）

通过高温烘烤让油墨中的环氧树脂彻底硬化。

7.表面工艺

常规的印刷电路板（PCB）在板上都有铜层，如果铜层未受保护将氧化和损坏，直接影响后续的焊接。

有多种不同的保护层可以使用，最普遍的有：

热风整平（HASL）、有机涂覆（OSP）、电镀镍金（platinggold）、化学沉镍金（ENIG）、金手指、沉银（IS）和沉锡（IT）等。

1）热风整平（HASL）:

板子完全覆盖焊料后，接着经过高压热风将表面和孔内多余焊料吹掉，并且整平附着于焊盘和孔壁的焊料；

分有铅喷锡和无铅喷锡两种。

●优点：

成本低，在整个制造过程中保持可焊接性。

2）有机涂覆（OSP）:

在PCB的铜表面上形成一层薄的、均匀一致的保护层。

在成本上与HASL具有可比性、好的共面性、无铅工艺。

3）电镀镍金（platinggold）：

通过电镀的方式在铜面上电镀上镍和保护层金。

良好的可焊接性，平整的表面、长的储存寿命、可承受多次的回流焊。

4）化学沉镍金（ENIG）：

通过化学反应在铜面上置换上镍磷层，再在镍层上置换一层金。

5）金手指：

通过电镀的方式在同面上电镀上镍和金，因为镀金中含有其他金属区别（3）。

6）沉银（IS）:

银沉浸在铜层上0.1到0.6微米的金属层，以保护铜面。

好的可焊接性、表面平整、HASL沉浸的自然替代。

7）沉锡（IT）:

锡沉浸在铜层上0.８到１.２um的金属层，以保护铜面。

良好的可焊接性、表面平整、相对低的成本。

8.后工序

✓根据客户外形完成加工。

✓根据电性能的要求进行裸板测试。

✓出货前做最后的品质审核。

1）外形

让板子裁切成客户所需规格尺寸

数位机床机械切割

2）电测

对PCB的电性能即开短路进行裸板测试，以满足客户要求。

✓电测的种类：

●专用机（dedicated）测试

优点：

产速快

缺点：

测试针不能回收使用，治具成本高。

●通用机（UniversalonGrid）测试

治具成本较低

设备成倍高

●飞针测试（Movingprobe）

优点:

.不需治具成本低,.

缺点:

效率低。

3）终验/实验室

终验/实验室是制程中进行的最后品质查核。

✓检验的主要项目：

●外形尺寸OutlineDimension

●各尺寸与板边HoletoEdge

●板厚BoardThickness

●孔径HolesDiameter

●线宽Linewidth/space

●孔环大小AnnularRing

✓实验室的主要项目：

●可焊性Solderability

●线路剥离强度Peelstrength

●切片MicroSection

●热冲击ThermalShock

●离子污染度IonicContamination

●湿气与绝缘MoistureandInsulationResistance

●阻抗Impedance