《【精编】印刷电路板工艺流程培训教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精编】印刷电路板工艺流程培训教材（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020 4 22 印刷电路板工艺流程培训教材 制作人 火龙果 PCB生产工艺流程 主要内容 1 PCB的角色2 PCB的演变3 PCB的分类4 PCB流程介绍 五彩缤纷的PCB工艺 PCB的解释 Printedcircuitboard 简写 PCB中文为 印制板 1 在绝缘基材上 按预定设计 制成印制线路 印制元件或由两者结合而成的导电图形 称为印制电路 2 在绝缘基材上 提供元 器件之间电气连接的导电图形 称为印制线路 3 印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板 亦称印制板 PCB的角色 PCB是为完成第一层次的元件和其它电子电路零件接合提供的一个组装基地 组装成一个具特
2、定功能的模块或产品 所以PCB在整个电子产品中 扮演了连接所有功能的角色 也因此电子产品的功能出现故障时 最先被怀疑往往就是PCB 又因为PCB的加工工艺相对复杂 所以PCB的生产控制尤为严格和重要 1 PCB的角色 2 PCB的演变 1 早於1903年Mr AlbertHanson 阿尔伯特 汉森 首创利用 线路 Circuit 观念应用于电话交换系统上 它是用金属箔切割成线路导体 将之粘于石蜡纸上 上面同样粘上一层石蜡纸 成了现今PCB的构造雏形 如下图 2 1936年 DrPaulEisner 保罗 艾斯纳 真正发明了PCB的制作技术 也发表多项专利 而今天的加工工艺 图形转移技术 ph
3、otoimagetransfer 就是沿袭其发明而来的 3 1967年 美国人Beadles R L 提出了多层板生产制造工艺 MLB 将印刷电路板推上了更高一层楼 4 1984年 日本人PCB专家项冢田裕尝试在多层板上采用埋孔结构 HDI HighDensityInterconnection 技术兴起 5 2006年中国大陆印制电路板产值超过日本 韩国跃居世界第一 约占世界总产值470亿美元的20 3 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 以层次分a 单面板
4、 b 双面板 c 多层板 以成品软硬区分a 硬板b 软板c 软硬结合板 以产品结构分a 普通多层板b HDI板c 机械盲埋孔板 以产品用途分a 金手指卡板 b 通信系统板 系统板 背板 系统HDI板 c IC载板d 高频 高速板 e 其它消费电子产品 如手机板 电脑主板 电源板 金属基板等 双面板 软硬复合板 4 PCB流程介绍 我们以多层板的工艺流程作为PCB工艺介绍的引线 具体分为八部分进行介绍 分类及流程如下 A 内层线路流程介绍 微影 流程介绍 目的 1 利用图形转移 原理制作内层线路2 DES为显影 蚀刻 去膜连线简称 内层线路 开料介绍 开料 BOARDCUT 目的 依工程设计所规
5、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 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 化学前处理 PRETREAT 目的 通过微蚀液 去除铜面上的污染物 增加铜面粗糙度 以利于后续的压膜及线路制作 铜箔 绝缘层 前处理后铜面状况示意图 内层线路 前处理介绍 压膜 LAMINATION 目的 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 工艺原理 干膜 压膜前 压膜后 内层线路 压膜介绍
6、曝光 EXPOSURE 目的 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 UV光 曝光前 曝光后 内层线路 曝光介绍 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 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 显影后 显影前 内层线
7、路 显影介绍 蚀刻 ETCHING 目的 利用药液将显影后露出的铜蚀掉 形成内层线路图形主要生产物料 蚀刻药液 CuCl2 蚀刻后 蚀刻前 内层线路 蚀刻介绍 去膜 STRIP 目的 利用强碱将保护铜面之抗蚀层剥掉 露出线路图形主要生产物料 NaOH 去膜后 去膜前 内层线路 退膜介绍 冲孔 目的 利用CCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔主要生产物料 钻刀 内层线路 冲孔介绍 AOI检验 全称为AutomaticOpticalInspection 自动光学检测 目的 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
8、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 内层AOI 内层线路 微影 内层线路 微影工序 简介说明 在铜箔基板上 压上感光阻剂 利用曝光机透过底片将所需之图像转移至感光膜 铜箔基板上 再经由化学药品将聚合后的感光膜经显影 蚀刻 去膜出所需之图像 线路 最后利用AOI作线路之检修 完成线路之制作 内层线路 微影工序 主要流程 内层线路 微影 压膜前 压膜后 曝光后 显影后 蚀刻后 去膜后 内层线路 微影 实物图 B 层压流程介绍 流程介绍 目的 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 棕化 黑化 目的 1 粗化铜面 增加与树脂接触表面积
9、 2 增加铜面对流动树脂之湿润性 3 使铜面钝化 避免发生不良反应注意事项 棕化膜 黑化绒毛很薄 极易发生擦花问题 操作时需注意操作手势 层压 压合 工艺 棕化 黑化介绍 水平棕化线 铆合目的 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 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 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 2L 3L 4L 5L 铆钉 层
10、压工艺 熔胶铆合介绍 叠板 目的 将预叠合好之板叠成待压多层板形式主要生产物料 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 层压工艺 叠板介绍 2L 3L 4L 5L 压合 目的 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 钢板 压力 牛皮纸 承载盘 热板 可叠很多层 层压工艺 压合介绍 层压 压合 流程 层压 压合 工序 简介说明 依设计之叠构所需 将PP胶片 铜箔及经过黑化处理的内层板进行叠合 然后使用压合机在高温 高压之环境下进行压合 使得各层之间产生强力的黏合 以保证客
11、户所需要的板厚及介层规格 并扩增出上 下铜面 以供布线所需 层压 压合 工序 主要流程 黑化前 黑化后 组合 预叠 压合后 打靶成型后 压合制作实物流程图 压合工序 实物 C 钻孔流程介绍 流程介绍 目的 在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔或所有非导通孔 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 高速钻机 钻孔流程介绍 钻孔工序 简介说明 依客户要求的孔径需求 在板材上钻出相对应的孔径 便于组装时插件 还可
12、起到层与层之间的导通 散热 固定等作用 钻孔工序 主要流程 流程介绍 去毛刺 Deburr 去胶渣 Desmear 化学沉铜 PTH 电镀铜Panelplating 目的 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 D 沉铜电镀工艺流程介绍 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 沉铜工艺 去毛刺除胶渣介绍 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
13、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 化学铜 PTH 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 孔壁变化过程 如下图化学铜原理 如右图 PTH 沉铜工艺 化学铜介绍 电镀铜一次铜之目的 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 电镀铜层 电镀工艺 电镀铜介绍 F 外层线路流程介绍 流程介绍 外层图形转移 负片 酸蚀工艺 流程介绍 同内层线路工艺 正片 碱蚀工艺 流程介绍 流程介绍 目的 外层线路的保护层 以保证PCB的绝缘 护板
14、防焊的目的 制作字符标识 G 湿膜字符 防焊 工艺流程介绍 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 丝印工艺 阻焊 防焊 介绍 前处理目的 去除表面氧化物 增加板面粗糙度 加强
15、板面油墨附着力 主要原物料 火山灰 湿膜工艺 前处理 丝印介绍 印刷目的 利用丝网将油墨印写在板子上 如右图 主要原物料 油墨 预烤目的 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 湿膜工艺 预烘介绍 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 曝光目的 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 湿膜工艺 曝光显影介绍 显影目的 将未聚合之感光油墨利用浓度为1 的碳酸钾溶
16、液去除掉 主要生产物料 碳酸钾 S MA W 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 印刷介绍 烘烤 印一面文字 印另一面文字 S M 文字 文字 字符丝印机 固化 后烤 目的 通过高温烘烤让油墨中的环氧树脂彻底硬化 字符工艺 固化介绍 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 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 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 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
