工艺流程-印制电路板工艺流程简介(ppt 52页)

印制电路板工艺流程简介 一、基础知识 1.印制电路板（ Printed Circuit Board简称为 PCB） 通常把在绝缘材上，按预定设计 ，制成印制线路、印制元件或两 者组合而成的导电图形称为印制 电路。而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。这样就把印制电路 或印制线路的成品板称为印制线 路板，亦称为印制板或印制电路 板。 2.印制电路板的分类： 印制电路板包括刚性、挠性 、和刚挠结合的单面、双面 和多层印制板。 3.单面印制板： 是指仅在一面上有导电图形 的印制板。 4.双面印制板： 是指在两面都有导电图形的 印制板。 5.多层印制板 :（ Multi-layer Printed Board） 是由多于两层导电图形与绝 缘材料交替粘合在一起，而 且层间导电图形按设计要求 实现互连的印制板。 6.覆铜板： 将增强材料浸以树脂，一面或两面 覆以铜箔，经热压而成的一种板状 材料，称为覆铜箔层压板（ Copper Clad Laminate，简称 CCL或覆铜板 ）。通常所用的覆铜板为环氧玻璃 纤维布基覆铜层压板（ FR-4）。 7.多层印制板的主要材料： 覆铜板（又称基材；基本尺寸有 36.5 *48.5 、 40.5 *48.5 、 42.5 *48.5 ）、铜箔（刚性板 用的是电解铜箔，采用电镀的方 式形成，其铜微粒结晶状态为垂 直针状；挠性板用的是压延铜箔 ；）、半固化片。 8.半固化片 预浸渍材料是由树脂和载体构成的的一 种片状材料。其中树脂处于 B-阶段，在 温度和压力作用下，具有流动性并能迅 速地固化和完成粘结过程，并与载体一 起构成绝缘层。俗称半固化片或粘结片 。根据其 Tg值的不同可区分为普通 Tg（ 130 160 ）和高 Tg（ 170 ）半固 化片；以玻璃纤维布的型号区分，最常 见的型号有 7628、 2116、 1080。其外观 要求表面光滑、无杂质、无皱褶、无鱼 眼。 9.半固化片的特性指标 1）树脂含量（ resin content 简称 R/C）：是 指半固化片中除了玻璃纤维布以外的树脂所占 的重量比。 2）树脂流动量（ resin flow 简称 R/F）：是 指半固化片在加热加压时树脂成液态流动的情 况。 3）胶化时间（ gel time 简称 G/T）：是指半 固化片中的树脂在加热的过程中从固态变成液 态之后再回到固态所需要的时间。 4）挥发物含量（ volatile content 简称 V/C）： 是指半固化片中可挥发的低分子物的含量。 10.玻璃化化温度（ Tg） 是指树脂达到某一温度点后 ，分子形态由玻璃态转变为 橡胶态，达到此点的温度称 为玻璃化温度。 11.MI 生产制作指示（ Manufacture indication 的缩写） 12.DI水 又称去离子水、纯水或深度脱盐 水。一般是指将水中的强电解质 （ Mg+2、 Ca+2） 去除以外，还将 水中难以去除的硅酸、 CO2等弱 电解质去除到一定程度的水。 13.洁净度 是以每尺 3的空气中所含大于 0.5 微米的尘粒之数目作为等级来划 分，其中 10000级无尘室的洁净 度是指 每 ft3的空气中所含大于 或等于 0.5微米的尘粒之数目小 于等于 10000个。 二、多层板工艺流程简介 1.常规多层板工艺流程 制前设计、生产工具制作 开料 前处理 内层干膜 DES（显影、 蚀刻及去抗蚀膜） AOI 黑 /棕 化 层压 钻孔 PTH 外层干膜 图形电镀 外层蚀刻 外层 AOI 绿油（阻焊图形） 印字符（白字 印刷） 表面处理 外形加工 电 测试 FQC 包装 出货 2.各流程工艺简介 1） 制前设计、生产工具制作： 创建元件库：保证元件能焊接到多层 板上，实现元器件之间互连的几何图形 ，也包括多层板本身的几何特性。 建立电原理图与印制板上元件和连线 之间的对应关系。 布局与布线。 提取印制板生产使用数据。提取贴装 生产使用的数据。 2） 开料 工艺说明：按 MI要求将大料 切成所需的尺寸。 洗板：去除板面树脂粉末。 烘板 : 去除水分，稳定板尺寸。 温度： 1455 ；时间： 5 hrs 3） 前处理 清洗方式：机械清洗：刷辊式磨板， 火山灰磨板、化学清洗： 流程：上板 除油（酸性清洁剂） 四段水洗 微蚀（酸性微蚀剂、 H2O2） 四段水洗 烘干（ 55-70 ） 出板 目的：去除铜表面的油污、指印及其 它有机污物。粗化铜表面，增大干膜与 铜面的接触面积，增加粘附性能。 品质控制项目：水裂点 30sec；微蚀量 ： 0.8-1.6 m。 4） 内层干膜 工 艺说 明：就是将在 经过处 理 的 铜 面上 贴 上一 层 干膜（或湿膜），在 紫外光的照射下，将照相底版上的 线 路 图 形 转 移到 铜 面上，形成一种抗 蚀 的掩 膜 图 形，那些未被抗 蚀剂 保 护 的不需要 的 铜 箔，将在随后的化学 蚀 刻工 艺 中被 去掉， 蚀 刻后去掉抗 蚀层 ，得到所需要 的裸 铜电 路 图 形。 流程：贴干膜 /涂湿膜 曝光 贴 干膜：先从干膜上剥下聚乙 烯 保 护 膜，然后在加 热 加 压 条件下将干膜抗 蚀剂 粘 贴 在覆 铜 箔板上。 好的 贴膜应是表面平整、无皱折、无气泡、无灰尘颗粒等 夹杂，同时为保存工艺的稳定性，贴膜后应停置 15分 钟后再进行曝光。 贴膜后板子须停留时间 15分钟以上， 24小时以内。如 果停留时间不够，干膜中所加入的附着力促进剂没有 与铜完全发生作用而黏结不牢，造成菲林松；若停留 时间太久就会造成反应过度附着力太强而显影剥膜困 难。 涂湿膜：流程：入板 涂布 1 涂布 2 烘干 出 板 曝光：即在紫外光照射下，光引发剂吸收光能分 解成自由基，自由基再引发光聚合单体进行聚合交联 反应，形成不溶于稀溶液的体型大分子结构。 环境控制 除设置无尘室外，还要控制 室内温、湿度：温度： 202 ；湿度： 505RH% 。以及干膜区的照明必须为 黄色光源以避免对干膜于正 式曝光前感光。 5） DES 流程：显影 水洗 蚀刻 水洗 褪膜 水洗 烘干 冲孔 显影：利用碳酸钠的弱碱性将干膜上未经紫 外线辐射的部分用碳酸钠溶液溶解，已经紫外 线辐射而发生聚合反应的部分保留。 蚀刻：将溶解了干膜（湿膜）而露出的铜面 用酸性氯化铜溶解腐蚀，此过程叫蚀刻。 褪膜：去除抗蚀层，得到所需的电路图形。 冲孔：冲出预排板所需的定位孔（包括热熔 合与铆合所用的定位孔）。 6）内层 AOI 自动将 PCB进行通过光学部分获 得需要检测的图像并进行数字化 处理，然后与预存的 模板 图像 进行比较，经过分析、处理和判 断，发现缺陷并进行位置提示， 同时生成文件传送到覆检机。 7）棕化 流程：上板 酸洗 市水洗 1、 2 、 3、 4 碱洗 市水洗 5、 6、 7 、 8 活化 棕化 DI水洗 9、 10 、 11、 12 烘板 检板 加强 DI水洗 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19 烘板 下板。 棕化工艺说明：在棕化缸内，由于 H2O2的作用， 使内层板的表面形成凹凸不平的粗糙结构，同时 在板 面沉 积 上一 层 均匀的、有良好粘合特性的有机金属 薄 膜 。由于有机金属膜与 铜 面的化学 键结 合，形成棕色 的毛 绒 状 结 构，使它与半固化片的粘合能力大大提高 。 酸洗：清除板面氧化物，使内层芯板表面干净。 碱洗：清洁除去板面上的油污。 活化：中和从碱洗缸带来的碱，且板面经活化剂的 清洁调整，可防止杂质带入棕化缸，以确保棕化缸各 组分的稳定及板进入棕化缸后能被均匀涂覆。 棕化：进一步粗化铜表面，增加铜面的表面积，同 时 在板面沉 积 上一 层 均匀的、有良好粘合特性的有机 金属 薄膜 ,以提高铜面与半固化片之间的结合力。 加强：使表面形成一层致密的铜锡合金薄膜。 8)层压 层压流程（ Masslam）：切半固 化片 半固化片冲孔 热熔合 / 铆合 切铜箔排板 压板 拆 板 切板 X-RAY钻靶 锣板 边 打字唛 清洗 烘板 压板方式： Masslam（无销压板 ）； Pinlam(有销压板 )。 加热方式：蒸汽加热、油加热、 电加热。 层压工艺说明：利用高温高压 后半固化片受热固化而将经氧化 处理后的一块或多块内层线路板 以及铜箔粘合成一块多层板。其 中包括半固化片的切割及冲孔、 铜箔的切割、压前预排、排板、 压合后的多层板进行钻管位孔及 外形加工。 常见的四层板结构 常见的六层板结构 压机 opening示意图 压机工装模具的作用 载盘、盖板：供均匀传热用。 镜面钢板：因钢板钢性高，可防止 表面铜箔皱折凹陷及拆板容易。 牛皮纸：因纸质柔软透气，传热系 数低，可达到缓冲受压和均匀施压 的效果；而且可防止镜面钢板滑动 ；可延迟热量传递、均匀传热。 9)钻孔 钻孔工艺说明：利用机械切削、激光烧蚀方法给 PCB 板不同层上需要连接的线路提拱连接通道并给后续生 产流程提拱定位、安装孔。 钻孔方式：钻孔孔径在 0.2mm以上的孔多用机械切削 方法进行钻孔； 钻孔孔径在 0.2mm以下的孔多用激光烧蚀方法钻孔。 多层板钻孔流程：输资料 打 Pin钉 上板（底板、 多层板、铝片、贴胶纸） 钻孔 下板 检查（测孔 径、拍红胶片、 X-RAY检查） 钻刀：是由碳化钨、钴粉、有机粘着剂高温烧结而 成。具有硬度高、耐磨性能好、适于高度切削、但其 韧性差，较脆。 10） PTH（沉铜电镀） 沉铜目的：使孔壁上的非导体部份的树脂及玻璃纤 维进行金属化，以进行后来的电镀铜制程 ,完成足够导 电及焊接之金属孔壁。 PTH流程：磨板 沉铜 板面电镀 烘干。 磨板：即去除钻孔后的毛刺。 流程：磨板 超声波水洗 高压水洗 烘干 收板。 沉铜流程： 上板 膨胀 三级水洗 除胶 三级水 洗 中和 二级水洗 除油 二级水洗 微蚀 二级 水洗 预浸 活化 二级水洗 加速 一级水洗 化 学沉铜 下板 板面电镀流程：上板 除油 水洗 酸浸 镀铜 水洗 下板 炸辊 水洗 下板 11）外层干膜 目的：经钻孔及通孔电镀 后 , 内外层已连通 , 本制程为 制作外层线路 , 以达导电性 的完整。 12)图形电镀 目的：加厚线路及孔内铜厚， 使产品达到客户要求；并在铜面 上镀上一层锡，以便在外层蚀刻 时保护铜面。 流程：上板 除油 水洗 微 蚀 水洗 酸浸 镀铜 水洗 酸浸 镀锡 水洗 下板 炸辊 水洗 下板 13）外层蚀刻（碱性氯化铜蚀 刻液 目的：蚀掉非线路底铜，获得成品线路 图形，使产品达到导通的基本功能。 流程：褪膜 水洗 蚀刻 水洗 褪锡 水洗 烘板。目的：蚀掉非线路底铜 ，获得成品线路图形，使产品达到导通 的基本功能。 流程：褪膜 水洗 蚀刻 水洗 褪锡 水洗 烘板。 14）外层 AOI 与内层 AOI原理一样 15）绿油（阻焊图形） 工艺说明：使用液态光致阻焊剂，通 过曝光显影，达到保护过孔，线路，以 及图形的目的。防止焊接时线路桥搭， 并提供长时间的电气环境和抗化学保护 ，形成印制板漂亮的 “外衣 ”。通常为绿 色，亦有黑色，黄色，白色，蓝色阻焊 。 流程：丝网准备 网版制作 开油（ 油墨搅拌） 前处理 丝印 A面 预烘 丝印 B面 预烘 对位 曝光 显影 检查 固化 检查 16）印字符（白字印刷） 工艺说明：在板面上印上一层文 字，作为各种元器件代码、客户 标记、制造商标记、周期标记等 。给元件安装和今后维修印制板 提供信息。 流程：网版制作 开油 丝印 烘板 17）表面处理 工艺说明：通过不同的表面处理工艺 达到对线路板的外观、可焊性、耐蚀性 、耐磨性的要求。 表面处理方式： 热风整平（喷锡）、插头镀镍 /金、化 学镀金、板面镀金、化学镀银、化学镀锡 、有机助焊保护膜等。 热风整平：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 ,从而得到一个平 滑、均匀又光亮的焊料涂覆层。 热风整平流程： 无金手指板：微蚀 水洗 烘干 预热 涂覆松香 热风整平 冷却 热水洗 磨板 热水洗 高压水洗 水洗 烘干 有金手指板：贴红胶带 热压 微蚀 水洗 烘干 预热 涂覆松香 热风整平 冷却 热水洗 水洗 烘干 除红胶带 插头镀镍 /金：俗称金手指 在印制板的插头上镀上一层 合金镀层，用于高稳定、高 可靠的电接触的连接，具有 高度耐磨性。 插头镀镍 /金流程：除油 微蚀 活化 镀低应力镍 预镀金 镀耐磨金 化学镀镍 /金：化学沉镍金是随着表面贴装 技术的发展而发展出来的一种表面涂覆工艺 。现代复杂的印制板其成品的表面应具备多 种作用 ,故在生产过程中 ,不仅要求细线、小孔 、平整的焊垫 ,同时要求良好的表面结合性、 可焊性及低的接触电阻 ,化学沉镍金是一种能 满足大多数的组装要求的可行的表面涂层 ,不 仅具备抗氧化功能 ,并有平整的 PAD表面 ,在通 讯领域有十分广泛之用途。 化学镀镍 /金流程：除油 水洗 微蚀 水 洗 酸浸 活化 DI水洗 沉镍 DI水洗 沉金 回收金水 DI水洗 热 DI水洗 烘干 18）外形加工 外形加工包括： 锣板：将半成品线路板铣成客户所需要的尺寸 的外形成品线路板。 啤板：将半成品线路板通过冲床冲切成客户所 需的尺寸外形的成品线路板。一般使用 20、