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1、材 料 制 程 简 介,PCB 介绍,印刷电路板的种类,以层数区分 :,铜箔,玻璃纤维布,铜箔,以线路(铜箔)层数为区分标准.,A.单面板,B.双面板,C.多层板,四层板 - 基板剖面图,印刷电路板的种类,以主要材料别区分 :,A. Paper Phenolic ( XPC ; FR-1 ; FR-2 ) - 苯酚树脂,B. Polyester ( GPO-1 ; GPO-2 ) - 聚脂树脂,C. Composite ( CEM-1 ; CEM-3 ),D. Glass Epoxy ( G-10 ; FR-4 ; FR-5 ) - 玻璃纤维 + 环氧树脂,E. Bismaleimide Tr
2、azine (BT) - 双顺丁烯二酸酰亚铵,F. Polyimide ; Teflon (PTFE) . Etc. -聚珗铵,以挠曲强度区分 :,Rigid ( 单面板 ; 双面板 ; 多层板 ) - 硬板,Flexible ( 通常为单面或双面板 ) - 软板,印刷电路板的种类,印刷电路板种类的示意简图,印刷电路板,硬板,软板,纸基材,复合基材,玻璃纤维基材,其它特殊基材,Polyester,Polyimide,软硬板,单面板,双面板,多层板,印刷电路板制造流程图,单面板,裁切,表面处理,线路印刷,打孔,文字印刷,蚀刻,抗焊印刷,整面,冲床成型,抗氧化剂涂布,包装出货,检查,印刷电路板制造
3、流程图,多层板之内层制作,裁切,表面处理,内层线路印刷,蚀刻,剥膜,内层检查,黑化 (棕化),迭合,压合,外层基准孔钻孔,成型,检查,外层投入,印刷电路板制造流程图,裁切,钻孔,化学铜,电镀铜(I),表面处理,感光膜覆盖,曝光,显影,Desmear,电镀铜(II) + 锡铅,蚀刻,剥膜,表面处理,抗焊膜涂布,曝光,显影,烘烤,文字印刷,焊接面处理,成型,电气测试,成品检查,包装出货,双面板及多层板之外层制作,印刷电路板主要制程简介,1. 裁切 ( Thin Core Cutting ),将整张基材板裁切成加工用版面.一般而言,以客户需求决定 Thin Core 的厚度.,照片 :,印刷电路板主
4、要制程简介,2. 内层显影 ( Developing ),将已曝光完成的基板,利用碳酸钠水溶液(NaCO3)去除未曝光部份之感光阻剂.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,3. 内层剥膜 ( D/F Strip ),将已电镀完成之基板,利用苛性钠 ( NaOH ) 水溶液,来剥除留在铜面上之感光阻剂.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,4. 黑化 ( Black Oxide ),将已蚀刻完成之基板,为加强内层基板的铜线路与胶片(Prepreg) 间之结合强度,必需将铜箔线路做粗化之处理. 其处理方式称为黑化(Black Oxide) 或棕化 (Brown Oxide),照片 :,印刷电路板主要制
5、程简介,5. 迭合 ( Lay up ),将黑化完成之基板,与铜箔,胶片(Prepreg) 依设计之层次将他们迭合起来准备压合.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,6. 压合 ( Press Lamination ),将迭合完成之基板,送进压合机内施以高温,高压及真空作业,使其融合在一起.因各种厂牌与材料别间的树脂含量(Resin Content),树肢流量(Resin Flow),胶化时间(Gel Time),玻璃转化点(Glass Transition Temperature, Tg ) 等并不一样,控制不良会影响到压合后成品质量.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,7. 钻孔 (CNC
6、Drilling),使用计算机化数值控制多轴自动钻孔机及钻针,将铜箔及积层板贯穿,提供内外层接续及插件使用.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,8. 化学前处理 (Desmear),板材经过钻孔后,孔内残留胶渣及金属屑.此制程用于清除表面油污,孔内胶渣及微蚀孔径表面,并活化孔径表面,以利化学铜沉积.,图示 :,表面铜箔,处理后,玻璃纤维,印刷电路板主要制程简介,9. 化学铜 (Electrodless Copper Deposition),将化学处理完成的基板放入含有硫酸铜,酒石酸钾钠或EDTA(Chelating Agent),甲醛(Reducing Agent),氢氧化钠(PH Maint
7、aining Agent)和安定剂(Stabilizer) 之混合槽液中反应. 完成后表面会型成厚度约 0.1 mil 的化学铜,以做为后续电镀导通孔及零件孔之基础.,反应式为 : Cu+2 + HCHO+ OH- - Cu + HCOO- +2H2O,图示 : ( 纵切面 ),表面铜箔,化学铜,印刷电路板主要制程简介,10. 电镀铜 (Copper Electroplating ),将完成前制程的半成品板,利用整流器输出直流电到槽液(一般为硫酸铜槽液)中的阳极(使用钛篮装铜块或铜球)与阴极(基板挂架),让槽液内产生氧化还原反应.阳极会将铜块或铜球融解,反应式为 Cu - Cu+2 + 2e
8、, 阴极的被镀件上会沉积出金属铜层,其反应式为 Cu+2 + 2e - Cu.,一般而言,电镀的厚度与被镀件的面积,电镀时间和电流有关.,在电镀铜(I)时,镀上的厚度约在 0.3 mil.,在电镀铜(II)时,镀上的厚度约在 0.60.8 mil.,阴极- 被镀件,阳极- 铜块 or 铜球,印刷电路板主要制程简介,照片 : Cu(I),印刷电路板主要制程简介,线路形成 ( Image Transfer ),利用油墨或感光材料,用网版印刷(Screen Print),喷涂(Spray Coating),帘幕涂布(Curtain Coating) 或 压膜 (Laminating) 等方式涂布于基
9、板表面,经过干燥或曝光方式,将所要的线路转移到铜箔上,使其经过显像(Developing),蚀刻(Etching),油膜剥离(Stripping)后形成线路.,11. 曝光 ( Exposing ) :,将已涂怖感光材料的基板,使用底片(Artwork)对准孔位密合贴平于板面,在利用UV光垂直照射,使感光材料做光化学反应,已达到影像转移目的.,印刷电路板主要制程简介,12. 外层显影 ( Developing) :,将已曝光完成的基板,利用碳酸钠水溶液(NaCO3)去除未曝光部份之感光阻剂.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,13. 电镀铜 Cu(II) - ( Copper Electrop
10、lating ),将显影完成之基板,再镀上一层铜箔让孔壁厚度达到 min. 0.8mil 以上.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,14. 干膜剥离 ( Stripping ) :,将已电镀完成之基板,利用苛性钠 ( NaOH ) 水溶液,来剥除留在铜面上之感光阻剂.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,15. 外层蚀刻 ( Etching ) :,将已剥离完成之基板,利用酸性蚀刻液 - 氯化铜(CuCl2) 或 碱性蚀刻液 - Cu(NH3)4Cl2 ,将非线路需要之铜箔咬蚀干净,留下所需之线路. 经此步骤后,亦完成了影像转移的工作,也决定了 PCB 好坏.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,
11、16. 外层锡铅剥离 ( Tin Stripping ) :,将线路上残流的锡铅阻剂利用化学药剂予以剥除.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,抗焊阻剂之形成 ( Solder Resist Coating ),在线路完成的板子上,利用网版印刷(Screen Print),喷涂(Spray Coating),帘幕涂布(Curtain Coating) 或 真空压膜 (Vacuum Laminating) 等方式,将防焊阻剂涂布于线路和基板表面,经过干燥或曝光方式,将成品装配所需要的焊锡垫(Solder Pad / Land),零件孔及测试点经过影像转移 曝光 (Exposure),显像(Deve
12、loping),烘烤(Baking) 后形成焊点(Solderable Open) 与永久性的保护膜.,防焊用油墨一般可分为两种, 一 , 为干膜型 ( Dry Film Type ). 二 , 为液态型 ( Liquid Type ).,液态型 ( Liquid Type ) 依加工特性又可区分为热硬化型和光聚合热应化型.目前业界大部份采用后者. 现行台湾较常使用之厂牌为 Taiyo , Tamura ,.等,印刷电路板主要制程简介,17. 绿漆涂怖 & 预烤 (Solder mask Coating & Pre-Cure ),将已蚀刻完成的基板涂布上绿漆并做预烤以方便曝光时使用.,照片 :
13、,印刷电路板主要制程简介,18. 曝光与显影 ( Image Exposure & Developing ),将预烤完成之基板施以曝光和显影,将焊垫,零件孔和测试点显露出来.,照片 :,印刷电路板主要制程简介,19. 文字符号印刷 (Nomenclature/Legend/Symbol Screen Printing),在防焊完成的板子上,利用网版印刷方式,将客户只定的文字符号转印在基板上,供后续之装配和以后的故障检修用.其使用的油墨亦为永久性油墨.,文字印刷用油墨一般可分为两种, 一 , 为紫外线干燥型 ( UV Curable Type ). 二 , 为热烘烤型 ( Thermal Cur
14、able Type ).,照片 :,印刷电路板主要制程简介,20. 最终保护层涂布 ( Finish Coating ),最终保护层一般是为了保护焊点免于污染养化,及提供良好的焊锡性或于高密度装配时提供平坦的零件接触点,减低插件(Insertion)之不良率 ,或是为了提高耐磨性等等的目的而涂布.现行之加工方法大致上有喷锡(Hot Air Solder Leveling),有机保护膜(Organic Solderability Preservative) ,化学镍金( Electroless Nickel / Gold Deposition ), 端子镀金 (Gold Finger Plati
15、ng) .等.,印刷电路板主要制程简介,照片 :喷锡处理,印刷电路板主要制程简介,21. 成型 ( Outward Process ),依照客户所提供的图面(Drawing)数据或是Gerber File Data 的外形数据,将以完成 Finish Coating 的基板,利用 CNC 外形加工机 (Routing Machine) 或是冲床模具(Press Punching)加工出指定尺寸.,印刷电路板主要制程简介,22. 电器测试 ( Electric Testing ),利用测试探针(Test Probe),导电橡胶(Conductive Rubber)等治具,配合具有可设定式的外加电
16、压,绝缘阻抗(Insulation Resistance) 与导通阻抗 (Continuity Resistance).等设备,进行成品板测试.依一般测试设备可分为泛用型(Universal Type),专用型(Dedicated Type) 和 飞针测试型 等三种,测试成品板是否有短,断路,藉已区分良品与不良品.,印刷电路板主要制程简介,23. 最终成品检查 ( Final Inspection ),把通过电气测试的基板依据客户之检验规范,IPC-A-600F 与PCB业界泛用的制造规格,如IPC-6011,IPC-6012.等,对产品的外观实施100%检查.原则上,以客户规格为第一优先 ( First Piority ).,介绍完毕,谢谢 !,
