PCB流程概要.docx

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PCB流程概要

多层板工艺流程培训

主要内容：

1.PCB的分类

2.PCB流程介绍

PCB的分类

PCB在材料、层数、制程上的多样化以适合不同的电子产品及其特殊需求。

因此其种类划分比较多，以下就归纳一些通用的区别办法,来简单介绍PCB的分类以及它的制造工艺。

A.以成品软硬区分类

　　　a.硬板RigidPCB

　　　b.软板FlexiblePCB

　　　c.软硬结合板Rigid-FlexPCB

　　B.以层次分类

　　　a.单面板

　　　b.双面板

　　　c.多层板

C.以结构分类

　　　a.普通双面板或多层板

　　　b.机械盲孔板

　　　c.HDI板

A.内层线路--开料

•依工程设计规划要求,将基板材料裁切成生产所需尺寸

主要生产物料:

覆铜板，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/HOZ;1/1oz;2/2oz等种类

•注意事项:

1.考虑涨缩影响,裁切板送下制程前进行烘烤。

•2.裁切须注意经纬方向与工程指示一致，以避免翘曲等问题。

内层线路--前处理：

通过磨板的方式,去除铜面上的污染物或氧化，增加铜面粗糙度,以利于后续的压膜及线路制作

内层线路—压膜：

将经处理的基板铜面透过热压方式贴上抗蚀干膜

内层线路—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）

•工艺原理：

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

内层线路—显影：

用碱液作用将未发生化学反应的干膜部分冲掉

工艺原理：

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

•说明：

水溶性干膜主要是由于其组成中含有机酸根，会与弱碱反应使成为有机酸的盐类，可被水溶解掉，显露出图形

内层线路—蚀刻：

利用药液将显影后露出的铜蚀掉,形成内层线路图形

内层线路—退膜：

利用强碱将保护铜面的抗蚀层剥掉,露出线路图形

内层线路—冲孔：

利用CCD对位冲出检验作业的定位孔及铆钉孔

•主要生产物料:

钻刀

内层AOI检验：

全称为AutomaticOpticalInspection，自动光学检测☆

•通过光学反射原理将图像回馈至设备处理，与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较，找出缺点位置

•注意事項：

•由于AOI所用的测试方式为逻辑比较，一定会存在一些误判的缺点，故需通过人工加以确认。

•

•层压工艺—棕化

•

（1）粗化铜面,增加与树脂接触表面积

•

（2）增加铜面对流动树脂的湿润性

•（3）使铜面钝化,避免发生不良反应

•注意事项:

•棕化膜很薄,极易发生擦花问题,操作时需注意操作手势

•层压工艺—打孔铆合

•铆合（四层板不需铆钉）

•先进行熔胶,将每张芯板进行固定,再使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

•主要生产物料:

铆钉;半固化片（P/P）

•P/P（PREPREG）:

•由树脂和玻璃纤维布组成,

•树脂据交联状况可分为:

•A阶（完全未固化）;B阶（半固化）;C阶（完全固化）三类,生产中使用的全为B阶状态的P/P

•层压工艺—叠板：

将预叠合好的板叠成待压多层板形式

•主要生产物料:

铜箔、半固化片

•层压工艺—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

•层压工艺—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的工具孔。

C.钻孔工艺—钻孔介绍（*）：

在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔

•主要原物料:

钻头;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

沉铜工艺—去毛刺除胶渣介绍

☺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：

磨刷

☺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。

♣重要的原物料：

KMnO4（除胶剂）

沉铜工艺—化学铜介绍

♣化学铜之目的:

通过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。

电镀工艺—电镀铜介绍

♣一次铜之目的:

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

外层线路--前处理：

通过磨板的方式,去除铜面上的污染物或氧化，增加铜面粗糙度,以利于后续的压膜及线路制作

外层线路—压膜：

将经处理之基板铜面透过热压方式贴上抗蚀干膜

•主要生产物料:

干膜（DryFilm

外层线路—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）

•工艺原理：

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

外层线路—显影：

用碱液作用将未发生化学反应之干膜部分冲掉

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。

•说明：

水溶性干膜主要是由于其组成中含有机酸根，会与弱碱反应使成为有机酸的盐类，可被水溶解掉，显露出图形

外层线路—图形电镀：

将孔内及板面的铜厚进行加厚,达到客户的要求,同时确保产品的可靠性能要求;

•说明：

在板面及孔内电镀一层铜后,再在铜面上镀上一层锡,锡层主要保护蚀刻过程中的抗蚀阻剂;

外层线路—退膜：

利用强碱（氢氧化纳）将干膜退掉;

外层线路—蚀刻：

同内层蚀刻

外层线路—退锡：

在完成蚀刻后,将抗蚀刻阻剂的锡层进行清洗掉;

•主要生产物料:

退锡水

丝印工艺—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

•目的

•A.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。

•B.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。

•C.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.

阻焊工艺—前处理、丝印介绍

前处理：

去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加强板面油墨附着力。

主要原物料：

火山灰

•印刷：

利用丝网将油墨印写在板子上，主要原物料：

油墨

阻焊工艺—预烘：

赶走油墨内的溶剂，使油墨部分硬化，不致在进行曝光时粘底片。

•制程要点：

温度与时间的设定，须参照供应商提供的条件双面印与单面印的预烤条件是不一样的。

烤箱的选择须注意通风及过滤系统以防异物沾粘。

温度及时间的设定，必须有警报器，时间一到必须马上拿出，否则overcuring会造成显影不尽。

阻焊工艺—曝光显影介绍

•曝光：

影像转移

–主要设备：

曝光机

–制程要点：

•A曝光机的清洁

•B能量的选择

•C抽真空的控制

显影：

将未聚合的感光油墨利用浓度为1％的碳酸钾溶液去除掉。

主要生产物料：

碳酸钾

字符工艺—印刷介绍

•印字符

目的：

利于维修和识别

原理：

丝网印刷的方式

主要生产物料：

文字油墨

字符工艺—固化：

通过高温烘烤让油墨中的环氧树脂彻底硬化。

G、表面工艺的选择介绍

　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。

•优势：

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。

•优点：

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。

　　优点：

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）沉金（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。

•优点：

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。

（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。

•优点：

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。

•优点：

良好的可焊接性、表面平整、相对低的成本。

后工序外形工艺流程介绍

•外形铣板

目的：

让板子裁切成客户所需规格尺寸

原理：

数位机床机械切割

主要生产物料：

铣刀

后工序电测工艺流程介绍

目的：

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：

　　A、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。

B、通用机（UniversalonGrid）测试

•优点：

a治具成本较低

•缺点：

a设备成倍高

C、飞针测试（Movingprobe）

–不需制做昂贵的治具，用两根探针做x、y、z的移动来逐一测试各线路的两端点。

•　　　　　优点:

.不需治具成本低,.

•　　　　　缺点:

效率低。

–

终检/实验室介绍

–目的：

终验/实验室是制程中进行的最后品质查核。

–（１）检验的主要项目：

１外形尺寸OutlineDimension

２各尺寸与板边HoletoEdge

３板厚BoardThickness

４孔径HolesDiameter

５线宽Linewidth/space

６孔环大小AnnularRing

等外观和长度方面的项目☆！

（２）实验室的主要项目：

1.可焊性Solderability

　　　　　2.线路剥离强度Peelstrength

　　　　3.切片MicroSection

　　　　　４.热冲击ThermalShock

　　　　５.离子污染度IonicContamination

　　　　　６.湿气与绝缘MoistureandInsulationResistance

　　　　７.阻抗Impedance

　　　　　等可靠性方面的项目☆。