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1、PCB制作工艺,目录,一 PCB分类 二 工艺流程,一 PCB分类,PCB就是Printed Circuit Board三个开头字 母的简写，中文译为印刷线（电）路板。 1. 以材质分 a. 有机材质 如酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂（FR-4）、聚酰胺（Polyimide）等。 b. 无机材质 如铝、陶瓷（ceramic）等。主要取其散热功能,一 PCB分类,一 PCB分类,一 PCB分类,二 工艺流程,PCB 是怎样做成的 PCB制作总体上分为“内层与外层”制作， 下面将详细介绍相关内容。,？,二 工艺流程,客户资料接受,客户资料转换与审核,Manufacturing Instruction
2、,流程设计： 生产流程 生产资料 客户要求 钻孔资料 底片修改说明 生产图纸,CAD/CAM： 客户排板图 底片 钻带 锣带 AOI 电测程序,二 工艺流程（内层工艺）,二 工艺流程（内层工艺）,来料与切板 将来料加工成生产要求尺寸。 来料 锔板 切板 磨圆角 打字唛 检查,二 工艺流程（内层工艺）,图形转移/显影/ 蚀刻/ 褪膜 利用感光材料，将线路图形资料，通过干菲林转移到板料上，再通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。,二 工艺流程（内层工艺）,二 工艺流程（内层工艺）,贴干膜： 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。,二 工艺流程（内层工艺）,曝光： 曝
3、光机的紫外线通过底片使菲林上的图形感光，产生一种不溶于弱碱Na2CO3的聚合物，从而使图形转移到铜板上。,二 工艺流程（内层工艺）,显影： 是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3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。,二 工艺流程（内层工艺）,蚀刻： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。 蚀刻的原理： Cu+CuCl2 2CuCl 2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O 2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O,二 工艺流程（内层工艺）,蚀刻因子的表述： 蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之
4、外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷，即为蚀刻品质的一种指标（Etch Factor)。,二 工艺流程（内层工艺）,褪膜的原理： 是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。,二 工艺流程（内层工艺）, AOI：Automatic Optical Inspection 利用自动光学检查仪，通过 与Master（客户提供的数据图形 资料）比较，对“蚀刻”后的板 进行检查，以确保制板无缺陷 （如开路、短路、曝光不良等） 再进入下一工序。,二 工艺流程（内层工艺）,棕化： 在铜表面通过反应产生一种均匀，有良好粘合特性及粗化的有机金属层
5、结构（粗化铜表面，增大结合面积，增加表面结合力）。,二 工艺流程（内层工艺）,压板： 将铜箔、半固化片与氧化处理后的内层线路板，压合成多层基板。,二 工艺流程（内层工艺）,排板结构：,二 工艺流程（外层工艺）,二 工艺流程（外层工艺）,钻孔： 1.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。 2.实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊。 3.为后工序的加工做出定位或对位孔。,二 工艺流程（外层工艺）,三合一： 包括除胶渣、沉铜、全板电镀,二 工艺流程（外层工艺）,除胶渣： 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）
6、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，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。,二 工艺流程（外层工艺）,除胶渣流程：,二 工艺流程（外层工艺）,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。,二 工艺流程（外层工艺）,沉铜流程：,二 工艺流程（外层工艺）,全板电镀： 全板电镀是作为化学铜层的加厚层，一般化学镀铜层为0.02-0.1mil而全
7、板电镀则是0.3-0.6mil在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。一般生产板经过沉铜后电阻为0.10.5欧姆,经过全板电镀后电阻为0.0欧姆。,二 工艺流程（外层工艺）,镀铜液的主要成分是CuSO4和H2SO4，直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应：,二 工艺流程（外层工艺）,影像转移（贴膜、曝光、显影工艺同内层）,二 工艺流程（外层工艺）, 图形电镀： 在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上用电镀方法加厚铜层,再镀上一层锡作为该线路的保护层。,二 工艺流程（外层工艺）,图形电镀的流程,二 工艺流程（外层工艺）,褪膜/蚀刻/褪锡： 前工序所做出有图形的线路板通过退膜蚀刻将未受保护的非导体部分
8、铜蚀刻去，形成线路。,二 工艺流程（外层工艺）,绿油/白字： 绿油：一种保护层，涂覆在制板不需焊接的线路和基材上。防止焊接时线路间产生桥接，并提供永久性的电气环境和抗化学保护层。 白字：也叫字符，提供黄、白或黑色标记，给元件安装和今后维修印制板提供信息。,二 工艺流程（外层工艺）,绿油/白字流程：,二 工艺流程（外层工艺）,制网流程：,二 工艺流程（外层工艺）,其他丝印技术（塞孔） ： 1.0.65MM通孔,采用丝印兼塞,即丝印时,塞孔位不设挡油垫,一般要求连续拖印2-3次, 以保证孔内绿油塞至整个孔深度的2/3以上。 2.0.65MM通孔,一般采用二次塞孔方式,即丝印表面绿油时,孔位设置挡油
9、垫,在曝光显影后或喷锡加工之后,再进行二次塞孔。,二 工艺流程（外层工艺）,表面处理：,沉镍金,喷锡,沉锡,沉银,抗氧化,二 工艺流程（外层工艺）,沉镍金： 沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金，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。,二 工艺流程（外层工艺）,喷锡（无铅喷锡和有铅喷锡）： 热风整平又称喷锡（是将印制板浸入熔融的焊料中，再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得一个平滑，均匀光亮的焊料涂覆层。,二 工艺流程（外层工艺）,沉锡： 用化学的方法沉积薄层纯锡以保护铜面，同时保持良好的焊接性能
10、。沉锡一般含铅，所以可以用水平工艺制作，由于,二 工艺流程（外层工艺）,沉银： 沉银作为一种新的环保型表面处理工艺,是在铜的表面沉积一层6-18um”厚度的银,以确保电子器件在线路板上的可靠的焊接。沉银能提供无铅焊接所需要的优越可焊;沉银有较好的抗腐蚀性和低离子污染;沉银板平整的表面适宜生产高密度的线路板;沉银比喷锡的板面更加平整，比沉镍金工艺成本更低。,二 工艺流程（外层工艺）,贾凡尼效应：,二 工艺流程（外层工艺）,二 工艺流程（外层工艺）,贾凡尼效应（咬脖子）产生原理： 绿油边缘处溶液无法交换，无法提供足够的Ag 离子。但是在电解质溶液中Cu 不断的失去电子变成Cu 离子，而与此同时溶液
11、中的Ag 离子又不断的得到电子，沉积在裸露的铜面。直至溶液中Ag 离子得到电子与Cu 失去电子水平达到平衡，反应才会终止。,二 工艺流程（外层工艺）,贾凡尼效应应对方案：,二 工艺流程（外层工艺）,抗氧化（OSP） 抗氧化是绿油后裸铜板待焊面上以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等），使用字母OSP表示。,二 工艺流程（外层工艺）,喷锡：无法满足细小焊盘间距，厚度不均匀，不环保（含铅），盲埋孔覆盖性差，理论保存时间18个月， OSP：无法目测品质好坏，储存时间短，受温度影响大，对放置环境敏感），耐热次数低，理论保存时间6个月，开封后须在24小时内试用，硬度低，容易刮花，尤其在电测和飞针时容易破坏氧化膜。 沉镍金：成本高，对阻焊膜有选择性，制程复杂，界面易破裂，理论保存时间24个月， 沉锡：快速形成界面合金共化物，储存时间短，会产生锡须，储存一段时间或多次回流后润湿性下降快，高温下极易氧化，理论保存时间6个月， 沉银：对S，Cl较敏感，易刮伤等，产生咬脖子效应，制作复杂理论保存时间12个月,二 工艺流程（外层工艺）,外形加工： 通过锣、V-CUT、冲及斜边的加工方 式将线路板加工成客户需求的外形。,二 工艺流程（外层工艺）,FQC：,thanks,
