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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2. 以成品软硬区分 a. 硬板 Rigid PCB b.软板 Flexible PCB c.软硬板 Rigid-Flex PCB3. 以结构分 a.单面板 b.双面板 c.多层板 d.HDI板:结构复杂,有盲孔和埋孔(孔径0.1mm、孔环0.25mm、导线
2、宽/间距0.10mm)。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)来料与切板来料与切板 将来料加工成生产要求尺寸。将来料加工成生产要求尺寸。 来料来料 锔板锔板 切板切板 磨圆角磨圆角 打字唛打字唛 检查检查二 工艺流程(内层工艺)图形转移图形转
3、移/显影显影/ 蚀刻蚀刻/ 褪膜褪膜 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:曝光: 曝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: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
4、不被蚀刻药水溶解。二 工艺流程(内层工艺)蚀刻:蚀刻:是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。蚀刻的原理:蚀刻的原理:Cu+CuCl2 2CuCl2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O二 工艺流程(内层工艺)蚀刻因子的表述:蚀刻因子的表述: 蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之外,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: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)
5、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:棕化: 在铜表面通过反应产生一种均匀,有良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结构(粗化好粘合特性及粗化的有机金属层结构(粗化铜表面,增大结合面积,增加表面结合力)。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:压板: 将铜箔、半固化片与氧化处理后的内层将铜箔、半固化片与氧化处理后的内层线路板,压
6、合成多层基板。线路板,压合成多层基板。二 工艺流程(内层工艺)排板结构:排板结构:二 工艺流程(外层工艺)二 工艺流程(外层工艺)钻孔: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)三合一:三合一: 包括除胶渣、沉铜、全板电镀包括除胶渣、沉铜、全板电镀二 工艺流程(外层工艺)除胶渣:除胶渣: 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)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
7、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:除胶渣流程:二 工艺流程(外层工艺)沉铜: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:沉铜流程:二 工艺流程(外层工艺)全板电镀: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而全板电镀则是0.3-0.6mil在直接电镀中全
8、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)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: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)图形电镀的流程图形电镀的流程二 工艺流程(外层工艺)褪膜褪膜/蚀刻蚀刻/褪锡: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
9、护的非导体部分铜蚀刻去,形成线路。二 工艺流程(外层工艺)绿油绿油/白字: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)绿油绿油/白字流程:白字流程:二 工艺流程(外层工艺)制网流程:制网流程:二 工艺流程(外层工艺)其他丝印技术(塞孔)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
10、二次塞孔方式,即丝印表面绿油时,孔位设置挡油垫,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:表面处理: 沉沉镍镍金金喷喷锡锡沉沉锡锡沉沉银银抗抗氧氧化化二 工艺流程(外层工艺)沉镍金: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):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。
11、二 工艺流程(外层工艺)沉锡: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。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: 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
12、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(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,OS
13、P: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: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