《印制电路工艺培训》PPT课件.ppt

印制电路工艺基础知识,单面板工艺流程,蚀 刻,开 槽,电测试,检 验,包 装,双面板工艺流程,客户文件,文件检查,工程处理,下 料,钻 孔,退 膜,孔金属化,图形转移,图形电镀,蚀 刻,退铅/锡,印 阻 焊,镀金手指,吹 锡,印 字 符,外形处理,开 槽,电 测,检 验,包 装,多层板工艺流程,客户文件,文件检查,工程处理,内层下料,图形转移,蚀 刻,退 膜,黑 化,PP片、铜箔下料,内层叠合,压 板,数控钻孔,孔金属化,图形转移,图形电镀,退 膜,蚀 刻,退铅/锡,印阻焊,喷 锡,印文字,外形处理,检 验,包 装,盲、埋孔多层板流程,客户文件,文件检查,工程处理,内层下料,内层图形转移,蚀 刻,退 膜,黑 化,PP片、铜箔下料,内层叠合,压 板,数控钻孔,孔金属化,外层图形转移,图形电镀,退 膜,蚀 刻,退铅/锡,印阻焊,喷 锡,印文字,外形处理,检 验,包 装,内层钻孔,生产各工序说明,1）钻孔 钻头：采有硬质合金材料制造，硬质合金材料是一种钨钴类 合金，是以碳化钨（WC）粉未为基体，以钴作为粘合剂，经加 压烧结而成的。 原理：在正确设定好各钻孔参数后利用高速旋转的钻头对 PCB 板进行钻孔。 钻孔参数设计良好与否会对产品的质量和生产效率有很大的影 响。（比如：转数、进刀速度、起刀速度等） 参数的选择是跟PCB材料有关的。 使用上、下垫板的主要目的： 上垫板：钻孔时起到散发热量与钻头清洁的作用； (铝箔) 可引导钻头进入板的轨道作用，以提高钻孔精确度； 防止板面产生毛刺与刮伤； 下垫板：充分贯穿PCB板；抑制毛刺的产生；保护机床平台。 (木浆纤维板) 钻头的直径范围：0.256.50mm 板厚孔径比：8,2) 孔金属化 A、目的：在孔壁截面上覆盖一层均匀的、耐热冲击的金属铜。 B、流程：去除钻污 调整剂 微蚀 水洗 预浸 活化 水洗 速化 水洗 沉铜 板镀 C、检验沉铜和板镀效果的方法： a)背光测定：与样板对照如果发现背光级数7 级的认为沉铜效果合格。 b)热冲击实验：检查覆铜层结合力情况 c)金相微切片实验：检查铜层厚度是否符合要求并检验板镀铜层的均匀性。 3) 图形转移：将客户设计的线路图形通过激光光绘成菲林。然后将经过板镀的板表面贴上一层感光膜，用菲林对好位、曝光、显影，就可以将客户设计的图形转移到PCB板面上。线路部分露出铜，非线路部分覆盖干膜。（通过实物演示，加深员工的印象）。 元件孔焊环：7mil 导通孔焊环: 6mil 网格间距: 88mil 线间距： 5mil ,4) 图形电镀,通过电流效应对板面露出铜的图形部分进行铜层加厚，让孔内铜厚和线路上的铜厚满足IPC标准或客户的要求。同时在有用图形部分镀上一层保护蚀刻的锡层。 检验办法：金相微切片检验或使用孔内铜厚测试仪。一般要求孔内总铜厚20m,退膜、蚀刻和退铅/锡,退膜原理：将板面非图形区的干膜退掉，露出铜层。 蚀刻原理：将退膜后裸露的铜层蚀刻掉，露出基材，剩下的即为覆盖有保护蚀刻层的客户所需的图形。 退锡原理：退掉保护图形的锡层露出所需要的图形（铜层）。 常见现象：侧蚀(x) 照相底片上导线宽度 抗蚀层 h x 蚀刻系数h/x,蚀刻系数越大越好，一般在2 3 要求基铜厚度越薄好，适合于高精度、高密度板的加工。 对于高密度、高精度板一般都需要基铜厚度为：1218 m 线宽4mil 线间距4mil,印阻焊和印字符,阻焊：防止导体之间在焊接时或使用时引起短路，影响电性能，需在不需焊接的导体表面覆盖一层防焊漆（绿油层，也叫阻焊膜）。 以不漏电为标准，一般厚度12.5 m 检测：用行业规定的3M测试胶带进行检测漆附着力，以基材面和铜面的阻焊膜不脱落为接受。 印阻焊流程：前处理（刷板） 丝网印刷 预烘 曝光 显影 检 查 后烘 印字符流程：晒 网 印字符 后 烘 字符大小：355mil（45*7） 镀铜层厚度不能太厚； 网格间距不能过小；,喷锡（热风整平）,原 理：对Solder Mask 层涂覆一层铅/锡，保证焊接性能良好，同时也起 到保护板面的作用。 在不影响电性能的情况下，一般要求对过孔孔径0.4mm都进行过孔盖绿油(尤其是BGA处的过孔) 。 板厚4.5mm 如果要对线路层的某一部分需要设计成阻焊层时注意： 线路层比阻焊层(Solder Mask)两边各大40mil ，否则容易出现阻焊脱落或者允许补油。 如： 线路层 阻焊层(Solder Mask),外 形 处 理,外形处理的方法： 数 控 铣：适合于外形尺寸精度较高的，外形尺寸也比较大； V-CUT： 小板外形为方形的（要求外形精度不太高的） 冲 模：要求外形精度不太高的； 由于机器本身的原因 ，加工成品板的外形很难保证外形尺寸完全符合客户所 需的尺寸，而是有一定的外形公差值。,金手指倒角,倒角深度：1.350.15mm 倒角度数：20、 30 、45 、 60 、 70 如图： 倒角度数 倒角深度 倒角度数和深度不能太大，否则金手指尖头太大，也容易出现金起翘。,电性能测试,测试的原理：对电路板的开路、短路进行检测，检验印制电路板成品板的网络 状态是否符合原印制电路板设计的要求。 实际上是如同一台万用表分别测试导线的导通情况（边续性测试） 和相关网间的 绝缘情况（绝缘测试） 目前世界上广泛使用的光板测试机主要有三大类： 通用测试机、专用测试机、移动探针测试机（飞针测试机）,电路板设计注意事项,一、焊盘、过孔 1.1 单面焊盘金手指不要用填充块来表示，因为填充块默认为上阻焊（绿油）不可焊接， 而加工时焊盘默认是上铅锡或金的。 1.2 单面焊盘一般都不钻孔，所以一般将孔径设置为“0”，如确定需要钻孔，则要标注。 1.3 过孔尽量不用焊盘来代替，反之亦然。否则当过孔需要掩盖绿油时,尤其是该过孔跟元件孔大小相似时将无法识别哪些是真正的过孔。 1.4 不要放置重叠的焊盘与过孔，在多层板中两个重孔，如一个孔对GND层为连接盘（热焊盘），而另一个孔对同一GND层为隔离盘，此二义性孔将导致出错。 1.5 表面贴装元件焊盘一般应与其相邻孔之间保留一定的阻焊隔离，否则表贴元件焊接后容易歪斜，也增加加工的难度。 二、字符 2.1 字符的标注应尽量避免上焊盘，否则给印制板的通断测试及元件的焊接带来不便，一般情况下我们会切除上焊盘的字符部分，造成字符完整性的欠缺，所以设计时 应考虑到这一点。 2.2 字符的尺寸不应太小，因为字符是用丝网印刷的，其分辨率有限，请参照工艺参数 表设计。（35mil5mil ） 2.3 设计过程中将不需要的字符设置为隐含，不要把字符搬到板外而导致文件转换有困难。 2.4 字符放置不应有重叠现象，否则影响字符的清晰度。特别注意：在Bottom overlayer 层字符应为镜像字符 （即反的）。,三、阻焊（绿油） 3.1 电路板设计时，如果有某些填充块、线条、大铜面不需要掩盖阻焊，而要上铅锡 或镀金，则应该用实心图形（可用Fill铺实心铜）在相应阻焊层上（PROTEL中 顶层、底层阻焊分别为TOP SolderMask 和Bottom Solder Mask）来表达不需上 阻焊的区域。 四、大面积网格及铺铜 4.1 构成大面积网格的线与线之间的净空(网格中无铜的小方块)尺寸应10mil10 mil(0.254mm0.254mm)，否则在加工过程中细小感光膜附着力差，容易脱落而 造成线路断线。 4.2 大面积铺铜：在设置线宽时，不要设置得太小，否则数据量会大增，屏幕刷新较 慢，文件大、光绘速度慢、加工难（建议将Grid size设为24 mil，Track Width设 为 12 mil）。 4.3 铺网格及铺铜时，应注意隔离环的间隙，不要太小，一方面焊接时容易短路，另 一方面，加工难度也将增加，这对多层板尤为重要。请参阅工艺参数表。 4.4 在铺网格处不需上阻焊的(要喷锡的)请将此处网格改成实心，以免在网格上喷锡造 成喷锡不平整，也达不到焊接的要求。 五、加工层的定义 5.1 在绘制单面板时线路层应画在Bottom层，并且要按从元件面看向焊接面的透视方 向画图，其相应的字符画在TOP Overlayer 层，为正视的效果。否则必须声明视 图方向，以免加工的板与设计原意相反，无法使用。,5.2 多层板需要定义好叠层顺序，文件中不能反映设计顺序时应另附说明。电源 地层的放置应该尽量对称，分布均匀可提高产品的量如六层板：顶层、电源（地）、中间 1、中间2、地层（电源层）、底层。 六、表面贴装IC焊盘不能太短 当IC焊盘太密时，焊盘应保证足够长度，以便在做光板通断测试时，测试 针可以交错排列。 七、内层电源层、地层、花焊盘、电源分隔线 7.1 内层电源和地应该用Plane层绘制(除非电源、地层中有信号线)，Plane层图形与其它层图形是不同的，Plane层有图形处表示无铜，与普通层图形正好相反。 7.2 热焊盘不可放在隔离带上，否则热焊盘与内层可能连接不良甚至开路；也 不可用隔离盘充当隔离带,因生产时会根据我司生产的能力加大或缩小。 八、外形边框及板内方槽、方孔、异形孔 8.1 外形边框应该用指定层绘制，Protel中用Mech1层（机械1层）不要用Keep out layer 或 Top overlayer 来充当，以免当这几层外框线不重合时，无法判断以哪个为准。,8.2 板内方槽、方孔、异形孔应该用Mech1层（机械1层）来绘制轮廓 （Protel设计时），绘制时要考虑端点的铣刀加工半径R，如图所示 方槽加工后为 R 而不是： 方孔加工后应为 R 而不是： ： 其中：R:表示所用铣刀半径。 加工时将不超出轮廓，所以请考虑好加工后有效尺寸与工件装配尺寸，以 免无法装配。铣刀直径一般为1.22.4(mm)。,九、孔径及孔的金属化 9.1 将你需要的孔径值设置在焊盘属性Hole Size 中，尽量减少孔径种类并预留 足够的焊环，详见技术指标参数表。钻头标注值（以公制为单位）直径在 0.253.15mm中，每0.05mm为一档，3.20mm以上的，每0.1mm为一档。另外孔径越小，钻孔和孔金属化难度越大。 9.2 通常情况下焊盘、过孔均默认为金属化（单面板除外），当设置孔径值 焊盘直径，我们默认为非金属化孔，如有例外或其它表示方法的请注明，但是非金属化孔请单独标注为好，以免该通的不通，不该通的却短路，影响整板的连接性能。 十、线路及大面积铜箔距板外框距离 线路及大面积铜箔距板边间距应0.3mm，否则容易造成板边露铜，铜箔 起翘及边缘阻焊剂脱落。 十一、外形尺寸及板厚公差 11.1 如无特殊需要请不要随意提高外形尺寸公差要求，使加工难度上升， 加工效率下降，一般情况下按美国IPC标准0.15 mm来加工。 11.2 板厚公差 多层板可控制在0.1mm0.15 mm，如有厚度要求请注明。,十二、铜箔厚度与线宽、线间距的关系 一般高密度的板（间距8mil）考虑到腐蚀工序中的侧蚀问题，需要18m厚的铜 箔（0.5OZ）加工；36m厚的铜箔(1OZ)可加工线间距9mil的线路；72m厚的铜箔(2OZ)可加工线间距12mil线路。 十三、金手指插头附近的过孔 金手指镀金部分的最上端距其附近的过孔应保留1 mm以上为垂直距离否则热风整平铅锡时金手指镀金处的顶端容易沾上少许铅锡。 十四、过孔焊盘和孔径的设置 一般情况过孔孔径大小没有要求的我公司将按客户所设置过孔的焊盘大小来确定 钻孔而不是以孔径大小来钻，所以在设置过程中请注意过孔焊盘的大小（最小过 孔焊盘为24 mil），当然还要考虑板厚的问题如有特别要求请说明。 十五、特性阻抗板： 影响特性阻抗板的主要因素有：（一）介质常数、(二)介质厚度、 (三)导线宽度、(四)导线厚度 常见的特性阻抗线为微带线（包括单端信号线和差分信号线）。其计算公 式为： 其中：r:介质常数 H:介质厚度W:线宽 T：线铜厚,在设计过程中，由于已知阻抗值Z0、W、T、可代入公式计算出相应的介质 厚度。 注：r是跟板材有很大影响的，不同的板材有不同的r，而我司的r一般 为4.9。 参数选取正确与否对所要求的阻抗值有很大的影响，由于在设计该文件时， 客户了解该文件所适用的范围，因此必须提供相关的参数值和所允许的误差 范围，如不提供误差范围则按我司的技术指标公差要求加工。另外，由于不 同的类型的信号线（单端和差分）需要检测的方法有所不一样，则须附加说 明信号的类别，否则会影响产品的结果。 如有疑问可向我司咨询。另外，如想具体了解不同类型的阻抗线的计算方法 ，可进入：网站，其将为您具体讲解不同阻抗线的计算方法。 十六、铝基板 由于该板材的特点，一般只能加工单面图形的电路板。另外，铝基板外形加工的方法一般冲模（样板用剪床或铣边）处理，这样才能保证产品质量符合IPC标准。 十七、聚四氟乙烯高频板（PTFE） 高频板对线宽、线间距等各参数的要求特别严格。因此在设计的过程中要考虑到线宽、线间距的大小要符合我司的生产能力，另外，所要求的铜厚不能太大，否则很难保证达到产品的标准。,十八、盲、埋孔多层板： 客户有时为了需要将将低层数高密度的板设计成高层数低密度的盲、埋孔板，但是由于生产设备的限制，并不是所有的盲、埋孔都可简单生产。比如：对四层板来说， TOP mid1 mid2 Bot 对于TOPmid1，TOPmid2，TOPBot可生产但是如果增加mid2Bot或mid1Bot则需要用到激光钻孔机，但是就目前来讲，国内除了很有名气的大公司仅有一两台该设备外其它公司是没法买到这种昂贵的设备，而且加工起来成本是非常高，因此在设计盲、埋孔时不要以组合的方式来设计，例如：对盲孔：从TOP来说，则可是TOPmid1，TOPmid2，TOPBot来设计；从BOT来说：Botmid2，Botmid1，BotTOP来设计；从TOP和Bot来说，则是TOPmid1和Botmid2来设计；对埋、盲孔结合：mid1mid2和TOPmid2或Botmid1来设计；对四层以上的盲