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xxxx科技股份有限公司 PCB基础知识学习教材 工艺部2013 07版 2019 12 29 PCB制造专家 PCB基础知识培训教材 一 什么叫做PCB二 PCB印制板的分类三 PCB的生产工艺流程四 各生产工序工艺原理解释 2019 12 29 PCB制造专家 一 什么叫做PCB 印制电路板 PCB PrintedCircuitBoard 亦称印制线路板 简称印制板 英文称为PCB 所谓印制电路板是指 在绝缘基板上 有选择地加工安装孔 连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘 以实现元器件间的电气连接的组装板 2019 12 29 PCB制造专家 二 分类 1 按用途可分为 A 民用印制板 电视机 电子玩具等 B 工业用印制板 计算机 仪表仪器等 C 军事用印制板 2019 12 29 PCB制造专家 2 按硬度可分为 A 硬板 刚性板 B 软板 挠性板 C 软硬板 刚挠结合板 2019 12 29 PCB制造专家 3 按板孔的导通状态可分为 A 埋孔板B 肓孔板C 肓埋孔结合板D 通孔板 埋孔 盲孔 导通孔 十六层盲埋孔板 2019 12 29 PCB制造专家 4 按层次可分为 A 单面板B 双面板C 多层板 2019 12 29 PCB制造专家 5 按表面制作可分为 1 有铅喷锡板2 无铅喷锡板3 沉锡板4 沉金板5 镀金板 电金板 6 插头镀金手指板7 OSP板8 沉银板 2019 12 29 PCB制造专家 6 以基材分类 纸基印制板玻璃布基印制板合成纤维印制板陶瓷基底印制板金属芯基印制板 环氧树脂 线路板基材结构 2019 12 29 PCB制造专家 三 多层PCB板的生产工艺流程 开料内层压合钻孔一铜干膜二铜阻焊文字表面处理成型电测试FQCFQA包装成品出厂 2019 12 29 PCB制造专家 材料 材料仓 材料标识 材料结构 材料货单元 SHEET 我司使用包括生益 KB 联茂 南亚在内等主流厂家的PCB基板和PP 2019 12 29 PCB制造专家 四 各生产工序工艺原理解释 1 开料 根据MI要求尺寸 将大料覆铜板剪切分为制造单元 Panel PNL Sheet 采购单元 Panel 制造单元 Set 交给外部客户单元 Piece 使用单元 大料覆铜板 Sheet PNL板 2019 12 29 PCB制造专家 A 生产工艺流程 来料检查剪板磨板边圆角洗板后烤下工序B 常见板材及规格 板材为 FR 4及CEM 3 大料尺寸为 36 48 40 48 42 48 41 49 48 72 C 开料利用率 开料利用率为开料面积中的成品出货面积与开料面积的百分比 双面板一般要求达到85 以上 多层板要求达到75 以上 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 开料机 开料后待磨边的板 磨边机 磨边机及圆角机 洗板机 清洗后的板 2019 12 29 PCB制造专家 2 内层图形 将开料后的芯板 经前处理微蚀粗化铜面后 进行压干膜或印刷湿膜处理 然后将涂覆感光层的芯板用生产菲林对位曝光 使需要的线路部分的感光层发生聚合交联反应 经过弱碱显影时保留下来 将未反应的感光层经显影液溶解掉露出铜面 再经过酸性蚀刻将露铜的部份蚀刻掉 使感光层覆盖区域的铜保留下来而形成线路图形 此过程为菲林图形转移到芯板图形的过程 又称之为图形转移 2019 12 29 PCB制造专家 生产工艺流程 前处理压干膜 涂湿膜 对位曝光显影蚀刻退膜QC检查 过AOI 下工序 2019 12 29 PCB制造专家 A 前处理 化学清洗线 用3 5 的酸性溶液去除铜面氧化层及原铜基材上为防止铜被氧化的保护层 然后再进行微蚀处理 以得到充分粗化的铜表面 增加干膜和铜面的粘附性能 2019 12 29 PCB制造专家 B 涂湿膜或压干膜 先从干膜上剥下聚乙稀保护膜 然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上 干膜中的抗蚀剂层受热后变软 流动性增加 再借助于热压辘的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜 2019 12 29 PCB制造专家 C 干膜曝光原理 在紫外光照射下 光引发剂吸收了光能分解成游离基 游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应 反应后形成不溶于弱碱的立体型大分子结构 2019 12 29 PCB制造专家 D 显影原理 蚀刻与退膜 感光膜中未曝光部分的活性基团与弱碱溶液反应 生成可溶性物质溶解下来 未曝光的感光膜与显影液反应被溶解掉 曝光的感光膜不与弱碱溶液反应而被保留下来 从而得到所需的线路图形 蚀刻退膜 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 1 前处理线 涂膜线 曝光机组 显影前的板 显影缸 显影后的板 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 AOI测试 完成内层线路的板 退曝光膜缸 蚀刻后的板 蚀刻缸 AOI测试 2019 12 29 PCB制造专家 棕化 棕化的目的是增大铜箔表面的粗糙度 增大与树脂的接触面积 有利于树脂充分扩散填充 固化后的棕化液 微观 2019 12 29 PCB制造专家 3 层压 根据MI要求将内层芯板与PP片叠合在一起并固定 按工艺压合参数使内层芯板与PP片在一定温度 压力和时间条件搭配下 压合成一块完整的多层PCB板 生产工艺流程 棕化打铆钉预排叠板热压冷压拆板X RAY钻孔锣边下工序 2019 12 29 PCB制造专家 A 热压 冷压 热压将热压仓压好之板采用运输车运至冷压仓 目的是将板内的温度在冷却水的作用下逐渐降低 以更好的释放板内的内应力 防止板曲 2019 12 29 PCB制造专家 B 拆板 将冷压好之板采用人手工拆板 拆板时将生产板与钢板分别用纸皮隔开放置 防止擦花 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 1 棕化线 打孔机 棕化后的内层板 叠板 叠板 熔合后的板 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 盖铜箔 压钢板 放牛皮纸 压大钢板 进热压机 冷压机 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 3 计算机指令 烤箱 压合后的板 磨钢板 2019 12 29 PCB制造专家 4 钻孔的原理 利用钻机上的钻咀在高转速和落转速情况下 在线路板上钻成所需的孔 生产工艺流程 来板钻定位孔上板输入资料钻孔首板检查拍红胶片打磨披峰下工序 2019 12 29 PCB制造专家 A 钻孔的作用 线路板的钻孔适用于线路板的元件焊接 装配及层与层之间导通之用1和2层之间导通 2019 12 29 PCB制造专家 B 铝片的作用 铝片在钻孔工序起作导热作用 定位作用 减少孔口披峰作用及预防板面刮伤之作用 2019 12 29 PCB制造专家 C 打磨披峰 钻孔时因板材的材质不同 造成孔口边出现披峰 钻孔后须用手动打磨机将孔口披峰打磨掉 2019 12 29 PCB制造专家 D 红胶片 钻孔钻首板时同红胶片一起钻出 然后用孔点菲林检查钻孔首板是否有歪钻及漏钻问题 首板检查合格 可用红胶片对批量生产板进行检查是否有歪钻及漏钻问题 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 1 打定位孔 锣毛边 待钻板 钻机平台 上板 钻前准备完毕 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 工作状态的钻机 红胶片对钻后的板检测 钻孔完毕的板 工作状态的钻机 检验钻孔品质的红胶片 2019 12 29 PCB制造专家 多层PCB板的生产工艺流程 开料内层图形层压钻孔电镀外层阻焊表面处理成型电测试FQCFQA包装成品出厂 2019 12 29 PCB制造专家 5 沉铜 原理 将钻孔后的PCB板 通过化学处理方式 在已钻的孔内沉积 覆盖 一层均匀的 耐热冲击的金属铜 生产工艺流程 磨板整孔水洗微蚀水洗预浸活化水洗速化水洗化学铜水洗下工序 2019 12 29 PCB制造专家 A 沉铜的作用 在已钻出的孔内覆盖一层金属铜 实现PCB板层与层之间的线路连接及实现客户处的插件焊接作用 B 去钻污 主要通过高锰酸钾溶液在一定的温度及浓度条件下 氧化孔内已溶胀的树脂 来实现去除钻污 钻污为钻孔时孔内树脂残渣 2019 12 29 PCB制造专家 6 全板电镀 在已沉铜后的孔内通过电解反应再沉积一层金属铜 来实现层间图形的可靠互连 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 沉铜线 高锰酸钾除胶渣 板电 沉铜 除胶渣后的板 板电后的板子 2019 12 29 PCB制造专家 7 外层图形 将经过前处理的板子贴上感光层 贴干膜 并用菲林图形进行对位 然后将已对位的PCB板送入曝光机曝光 再通过显影机将未反应的感光层溶解掉 最终在铜板上得到所需要的线路图形 生产工艺流程 前处理压膜对位曝光显影QC检查下工序 2019 12 29 PCB制造专家 A 前处理 超粗化 将板电完成之板送入设备内 在喷淋 温度 药水 速度的共同作用下 形成高粗糙度的铜面 增加干膜与铜面的结合力 B 贴干膜 先从干膜上剥下聚乙稀保护膜 然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上 干膜中的抗蚀剂层受热后变软 流动性增加 再借助于热压辘的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜 2019 12 29 PCB制造专家 C 曝光 在紫外光照射下 光引发剂吸收了光能分解成游离基 游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应 反应后形成不溶于弱碱的立体型大分子结构 D 显影 感光膜中未曝光部分的活性基团与弱碱溶液反应 生成可溶性物质溶解下来 未曝光的感光膜与显影液反应被溶解掉 曝光的感光膜不与弱碱溶液反应而被保留下来 从而得到所需的线路图形 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 1 板电后的板 暴光 贴干膜 类似 干膜 洗板 前处理及微蚀 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 显影 洗板线 蚀刻后的板 2019 12 29 PCB制造专家 8 图形电镀 A 电镀定义 电镀是利用电流使金属或合金沉积在工件表面 以形成均匀致密 结合力良好的金属层的过程 B 电镀目的 增加导线和孔内镀层厚度 提高孔内镀层电性能和物理化学性能 其中镀铅锡工序的作用是提供保护性镀层 保护图形部分的铜导线不被蚀刻液腐蚀 2019 12 29 PCB制造专家 9 蚀刻 A 原理 用化学方法将未保护的铜溶解掉 留下已保护的铜 再将线路层上的保护层 锡层 退掉 最终在光铜板上得到所需要的线路图形 B 生产流程 放板退膜水洗蚀刻水洗退锡水洗烘干QC检查下工序 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 1 图形电镀 蚀刻后退锡前的板 蚀刻缸 退暴光后膜缸 蚀刻线 镀锡后的板 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 蚀刻后退锡前的板 剥锡缸 剥锡后的板 2019 12 29 PCB制造专家 10 阻焊 原理 将前处理后的PCB板 通过丝网将阻焊油墨印刷到板面 并在一定的温度 时间及抽风量的条件下 使油墨中的溶剂初步挥发 再用菲林图形将客户所需焊盘及孔保护住进行曝光 显影时将未与UV光反应的油墨溶解掉 最终得到客户所需要焊接的焊盘和孔 2019 12 29 PCB制造专家 阻焊的作用 1 美观2 保护3 绝缘4 防焊5 耐酸碱生产流程 磨板丝印阻焊预烤曝光显影PQC检查后固化下工序 2019 12 29 PCB制造专家 11 文字 原理 在一定作用力下 把客户所需要的字符油墨透过一定目数的网纱丝印在PCB板表面形成字符图形 给元件安装和今后维修PCB板提供信息 2019 12 29 PCB制造专家 生产流程 查看LOT卡确定是否须丝印字符及字符制作要求按LOT卡要求选择字符油墨开油检查字符网是否合格并用网浆进行修补根据MI要求涂改周期将网版锁紧在手动丝印机台上对位印首板首板OK后批量印刷收油清洗网版从机台上拆下网版暂放到相关区域 2019 12 29 PCB制造专家 字符油墨类型 字符油墨为热固型油墨 当其热固后就算是用强酸强碱都很难将其清洗干净 常见缺陷 字符上PAD 字符膜糊 字符不下油 板面粘字符等 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 1 前处理 绿油房 火山灰打磨 微蚀缸 水洗 超声波水洗 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 丝印绿油后的板 烤箱 暴光 显影 水洗 水洗后的板 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 3 待丝印文字板 丝印文字 丝印文字后的板 2019 12 29 PCB制造专家 12 表面处理 A 我司常见表面处理 有铅喷锡无铅喷锡沉金沉锡沉银抗氧化 OSP 电金插头镀金手指 2019 12 29 PCB制造专家 A 生产流程 微蚀水洗涂助焊剂喷锡气床冷却热水洗水洗烘干PQC检查下工序B 合金焊料熔点比较 有铅焊料熔点为183 Sn63 Pb37 无铅焊料熔点为227 Sn Cu Ni 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 金板 1 待上金板 镀金手指板 沉金后的板 沉金线 磨板 包边 2019 12 29 PCB制造专家 实物组图 2 待喷锡板 磨板 喷锡 喷锡板 2019 12 29 PCB制造专家 13 成型 A 原理 将资料 锣带 输入数控铣床 把拼版后的PNL板分割 锣板 成客户所需要的外型尺寸 B 生产流程 钻定位孔上板输入资料锣板清洗成品