PCB制作工艺_PCB 制作流程_PCB生产工艺流程_PCB板制作流程.ppt

1、1,Elec & Eltek PCB Division,内层部分,一般线路板制作流程知识,2,目的,对本公司的工艺流程有一个基本了解。 了解工艺流程的基本原理与操作过程,3,内容概要,第一部分：前言 第二部分：多层线路板基本结构 第三部分：制作流程简介 第四部分：内层制作原理阐述 第五部分：外层制作原理阐述,4,第一部分：前言,PCB的定义,PCB就是印制线路板英文的缩写（printed circuit board），也叫印刷电路板,5,第一部分：前言,插件线路板： 在印制线路板上搭载LSI、IC、晶体管、电阻、电容等电子部件，并通过焊接达到电气连通的成品，被称为插件线路板,印制线路板： 未有

2、安装元器件，只有布线电路图形的半成品板，被称为印制线路板。 也就是本公司所生产的产品,6,第一部分：前言,PCB的分类（按层数,单面板印刷线路板- 就是只有一层导电图形层。 双面板印刷线路板- 就是有两层导电图形层。 多层板印刷线路板- 就是指由三层或以上的导电图形层与绝缘材料交替层压粘结在一起制成,7,第二部分：多层线路板基本结构,PCB外观图,8,第二部分：多层线路板基本结构,板料剖析图,以4层板为例,9,第二部分：多层线路板基本结构,基材截面图,玻璃纤维,环氧树脂,10,第三部分：制作流程简介,多层线路板制作，包括两大部分： 内层制作工序 外层制作工序,11,第三部分：制作流程简介,内层

3、制作工序 定义： 利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料及覆铜膜对位，在受控热力的 配合下形成层间叠合，修边处理后完成内层制作流程，为外层线路之间的导通提供依据,12,第三部分：制作流程简介,外层制作工序 定义： 利用已完成的内层工序板料基材，进行钻孔并贯通内层线路，电镀铜层互连及加厚，图形蚀刻，铜面保护等工序，以及相关的可靠性测试，成品测试，检验后完成整个外层制作流程,13,第三部分：制作流程简介,开料（Board Cutting,前处理（Pre-treatment,影像转移（Image transter,线路蚀刻（Circuitry etching,光学检查（AOI,铜面粗化（B.F o

4、r B.O,排板（Lay up,压合（Pressing,钻管位孔（X-Ray,修边（Edge trimming,PCB内层制作流程,14,第三部分：制作流程简介,钻孔（Drilling,除胶渣/孔内沉铜（PTH,全板电镀（Panel plating,图像转移（Image transter,图形电镀（Pattern plating,线路蚀刻（Circuitry etching,防焊油丝印（Solder mask,表面处理-金/银/锡（surface treatment,外形轮廓加工（profiling,最后品质控制（F.Q.C,PCB外层制作流程,15,英文缩写 英文名称 中文名称 1BDC-D

5、 Board Cutting 切板 2IPL-D I/L D/F Pretreat & lam 内层干菲林前磨板 3IDF-D I/L Dry Film 内层干菲林 4IET-D I/L Develop, Etch & Strip 内层显影、蚀刻及退菲林 5AOI-D AOI 光学检查 6ETQ-D QC Inspection After Etching 蚀板后检查 7IBO-D I/L Black Oxide 黑氧化（或棕化） 8ILA-D LAY-UP For Lamination 排板 9PRS-D Pressing 压板 10. XRA-D X-RAY Drilling 钻定位孔 11

6、.PRQ-D QC-Inspection for Pressing 压板后QC检查,第三部分：制作流程简介,PCB基本工序流程实语（内层,16,英文缩写 英文名称 中文名称 12.DRG-D Drilling 钻孔 13.PTH-D Desmear,PTH & Panel Plating 除胶渣、沉铜及全板电镀 14.ODF-D O/L Dry Film 外层干菲林 15.PTS-D Pattern Plating Setup Phase 2 线路电镀SETUP 16.PTP-D Pattern Plating 线路电镀 17.OET-D O/L Etch & Strip 外层蚀刻 18.SD

7、M-D S/M Coating 绿油 19.COM-D Component Mark 白字 20.SCS-D Solder Coating Leveling Setup 喷锡SETUP 21.SCL-D Solder Coating Leveling 喷锡 22.GOP-D Gold Plating 镀金 23.IMG-D Immersion Gold 沉金 24.ROT-D Routing 锣板 25.PUG-D Punching 啤板 26.VSL-D V-Slotting V-坑 27.BEV-D Beveling 金手指斜边 28.ELT-D Electrical Test 电测 29

8、.FIN-D Final Inspection 最后检查 30.ORG-D Organic Coating 有机覆膜 31.PKG-D Packaging 包装,第三部分：制作流程简介,PCB基本工序流程实语（外层,17,第四部分：内层制作原理阐述,开料工序（Board Cutting,定义：将覆铜板裁剪为所需的尺寸,锔料（Baking,切料（Laminate Cutting,锣圆角（ corner Rounting,打字唛（ Mark stamping,锔料：为了消除板料在制作时产生的内应力。令到板料尺寸（涨缩性）稳定性加强。去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性,切料：将一张大料根据

9、不同板号尺寸要求切成所需的生产尺寸,锣圆角：为避免在下工序造成Handling 及品质问题，将板料锣成圆角,打字唛：将生产板的编号资料附印在板边，令各工序能识别与追溯不同的板号,18,第四部分：内层制作原理阐述,开料工序（Board Cutting,来料,laminate，由半固化片与铜箔压合而成，用于PCB制作的原材料 ，又称覆铜板,一般规格,尺寸规格：常用的尺寸规格有37“49”、41“49”等等。 厚度规格：常用厚度规格有：2mil、4.5mil、6mil、7.5mil 8mil、10mil、12mil、14mil、20mil、24mil、 28mil、30mil、32mil、40mil

10、等等,19,第四部分：内层制作原理阐述,前处理工序（Surface Pre-Treatment,定义：将铜面粗化，便于之后工序的干膜有效地附着在铜面上,除油,微蚀,酸洗,热风吹干,除油：通过酸性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去,微蚀：原理是铜表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面,酸洗：将铜离子除去及减少铜面的氧化,热风吹干：将板面吹干,磨板的方式：化学磨板、物理磨板（机械,水洗,水洗,水洗,20,第四部分：内层制作原理阐述,前处理工序（Surface Pre-Treatment,以上关键步骤为微蚀段，原理是铜表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面,基本反应：Cu Cu2,反应机理,21,第四

11、部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter,辘膜（贴干膜,菲林制作,菲林检查,曝光,辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上,菲林制作：根据客户要求，将线路图形plot在菲林（底片）上，并进行检查后投入生产,菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免影像转移出误,曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥架硬化的效果，而完成影像转移的目的,定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形,22,第四部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter,贴膜,曝光,显影,蚀刻,褪膜,23,第四部分：

12、内层制作原理阐述,影像转移（Image transter,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,24,第四部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter,曝光,曝光的作用是曝光机的紫外线通过底片使菲林上部分图形感光，从而使图形转移到铜板上,25,感光层主体树脂组成,第四部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter,26,紫外光能量 光引发剂 R 单体 聚合物 自由基传递 聚合交联反应,感光原理,第四部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter,27,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etchin

13、g,显影,蚀刻,褪膜,显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分,蚀刻：是将未曝光的露铜部份铜面蚀刻掉,褪膜：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林去掉,定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形,冲孔,冲孔：通过设定的标靶，冲出每层统一位置的管位孔，为下工序的排板管位使用,28,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etching,显影的作用： 是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分,显影的原理： 未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3（1.0%)溶解。

14、 而聚合的感光材料则留在板面上，保护下面的铜面不被蚀刻药水溶解,显影的反应式,29,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etching,蚀刻的作用： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉,30,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etching,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,Mn+：Li+，Na+，k+，Ca+ Ki：扩散速度常数 （KaKb干膜碎片小） （KaKb干膜碎片大） 扩散速度：K+Na,31,第四部分：内层制作原理阐述,自动光学检查（Automatic Optical Inspection,自动

15、光学检查的定义： 自动光学检查通常简称为AOI,是利用普通光线或镭射光配合电脑程式，对电路板面进行平面性外观的视觉检查，以代替人工目检的光学设备,自动光学检查的原理及应用： 该机器原理是利用铜面的反射作用使板上的图形可以被AOI机扫描后记录在软件中,并通过与客户提供的数据图形资料进行比较来检查缺陷点的一种机器，如开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过AOI机检查到,32,第四部分：内层制作原理阐述,自动光学检查（Automatic Optical Inspection,光学检查（AOI,目视检查确认,目视检修及分板,光学检查：该机器原理是利用铜面的反射作用使板上的图形可以被AOI机扫描后记录在软

16、件中,并通过与客户提供的数据图形资料进行比较来检查缺陷点的一种机器，如开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过AOI机检查到,目视检查确认：对一些真，假缺陷进行确认或排除,目视检修及分板：对确认的缺陷进行修补或报废，以及对不同层数进行配层归类,自动光学检查工序的工作流程,33,黑氧化/棕化的作用,黑氧化或棕化工序的作用就是粗化铜表面，增大结合面积，增加表面结合力,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide,34,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide,棕化流程,微蚀,除油,预浸,棕化,除

17、油：通过碱性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去,微蚀：增加铜面附着力，达至粗化铜面的效果,预浸：为棕化前提供缓和及加强药物的适应性前处理,热风吹干：将板面吹干,水洗,水洗,水洗,干板,水洗,棕化：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（通常形成铜的络合物,35,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up,排板的定义： 多层板或基板在压合前，需将内层板，半固化片与铜皮等各种散材与钢板，牛皮纸垫料等，完成上下对准/落齐，或套准之工作，待送入压合机进行热压，这种事前的准备工作称之为排板,36,排板压合的种类： 大型排压法。（Mass Lam) 将各内层以及夹心的半固

18、化片，先用铆钉予以管位铆合，外加铜皮后再去进行高温压合，这种简化快速又加大面积之排压法，还可按基板式的做法增多“开口数”（Opening)，既可减少人工并使产量增加的方法，称之为大型排压法。 梢钉压板法。（Pin Lam) 将各内层板，半固化片以及铜皮，先用梢钉予以管位，预叠后再去进行高温压合，这种小面积之排压方法，称之为梢钉压板法,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up,37,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up,排板流程（Mass Lam,板材打鸡眼钉,钢板清洁处理,预叠,压板,半固化片冲定位孔,切半固化片,剪裁铜皮,牛皮纸剪裁,剪裁铜皮：将铜皮剪为所需的尺寸,切半固化片

19、：将半固化片剪为所需的尺寸,半固化片冲定位孔：根据预叠使用的管位孔的距离，数量，位置及大小冲孔,板材打鸡眼钉：在预叠使用的管位孔位置进行层间管位,钢板清洁处理：通过机械研磨方法，清除预叠前使用的钢板表面胶渍，轻微花痕,牛皮纸剪裁：通过剪床剪为所需的尺寸,预叠：将内层板，半固化片，铜皮，钢板，牛皮纸按顺序的要求管位，逐层叠合,38,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up,预叠方法图示,39,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing,压合流程定义： 将已管位预叠的排板料，通过高温高压条件的作用下，将各内层板，半固化片以及铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序，将称之为热压合法,工艺条件：