PCB工艺流程设计规范

1、 主要内容主要内容 1、PCB的角色 晶圓 第0層次 第1層次 (Module) 第2層次 (Card) 第3層次 (Board) 第4層次 (Gate) 1.1.早於早於19031903年年Mr. Albert HansonMr. Albert Hanson（阿尔伯特（阿尔伯特. .汉森）汉森）首首创创利用利用“线线路路 ”(Circuit)(Circuit)观观念念应应用用于电话交换系统上于电话交换系统上。它是用金。它是用金属属箔切割成箔切割成线线路路导体导体， 将将之之粘于粘于石石蜡纸蜡纸上，上面同上，上面同样粘样粘上一上一层层石石蜡纸蜡纸，成了，成了现现今今PCBPCB的的构造雏形构造

2、雏形。 如下图：如下图： 2. 2. 到到19361936年，年，Dr Paul EisnerDr Paul Eisner（保罗（保罗. .艾斯纳）艾斯纳）真正真正发发明了明了PCBPCB的的制制作作 技术技术，也，也发发表多表多项专项专利利。而而今天的加工工艺今天的加工工艺“图形转移技术（photoimagephotoimage transfer) transfer) ，就是，就是沿袭沿袭其其发发明明而来而来的。的。 图 2、PCB的演变 PCBPCB在材料、层数、制程上的多样化以适合不同的电子产品及其特殊需求。在材料、层数、制程上的多样化以适合不同的电子产品及其特殊需求。 因此其种类划分比

3、较多，以下就归纳一些通用的区别办法因此其种类划分比较多，以下就归纳一些通用的区别办法, ,来简单介绍来简单介绍PCBPCB的的 分类以及它的制造工艺。分类以及它的制造工艺。 A. 以材料分 a. a. 有机材料有机材料 酚醛树脂、玻璃纤维酚醛树脂、玻璃纤维/ /环氧树脂、环氧树脂、PolyimidePolyimide、BTBT等皆属之。等皆属之。 b. b. 无机材料无机材料 铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之，主要取其散熱功能。铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之，主要取其散熱功能。 B. 以成品软硬区分 a. a. 硬板硬板 Rigid PCB Rigid PCB b. b. 软板软板 Flex

4、ible PCB Flexible PCB 见图见图1.3 1.3 c. c. 软硬结合板软硬结合板 Rigid-Flex PCB Rigid-Flex PCB 见图见图1.41.4 C. 以结构分 a. a. 单面板单面板 见图见图1.5 1.5 b. b. 双面板双面板 见图见图1.6 1.6 c. c. 多层板多层板 见图见图1.71.7 3、PCB的分类的分类 圖1.3圖1.4 圖1.5 圖1.6 圖1.7 圖1.8 4、PCB流程介绍 我们以多层板的工艺流程作为我们以多层板的工艺流程作为PCBPCB工艺介绍的引线，选择其中的工艺介绍的引线，选择其中的图形电图形电 镀工艺镀工艺进行流程

5、说明，具体分为八部分进行介绍，分类及流程如下进行流程说明，具体分为八部分进行介绍，分类及流程如下： A、内层线路、内层线路C、孔金属化、孔金属化D、外层干膜、外层干膜 E、外层线路、外层线路F、丝印、丝印 H、后工序、后工序 B、层压钻孔、层压钻孔 G、表面工艺、表面工艺 A、内层线路流程介绍、内层线路流程介绍 前处理前处理 压膜压膜曝光曝光DESDES开料开料冲孔冲孔 内层线路内层线路-开料介绍开料介绍 铜箔铜箔 绝缘层绝缘层 前处理后前处理后 铜面状况铜面状况 示意图示意图 内层线路内层线路-前处理介绍前处理介绍 干膜干膜 压膜前压膜前 压膜后压膜后 内层线路内层线路压膜介绍压膜介绍 压膜

6、压膜 UV光光 曝光前曝光前 曝光后曝光后 内层线路内层线路曝光介绍曝光介绍 显影后显影后 显影前显影前 内层线路内层线路显影介绍显影介绍 蚀刻后蚀刻后 蚀刻前蚀刻前 内层线路内层线路蚀刻介绍蚀刻介绍 去膜后去膜后 去膜前去膜前 内层线路内层线路退膜介绍退膜介绍 内层线路内层线路冲孔介绍冲孔介绍 内层检查工艺内层检查工艺 LONG WIDTH VIOLATION NICK S PROTRUSI ON DISHDOW N FINE OPEN SURFACE SHORT WIDE SHORTFINE SHORT SHAVED PAD SPACING WIDTH VIOLATION PINHOLE

7、NIC K OVERETCHE D PAD COPPER SPLASH MISSING PAD Missing Junction Missing Open B、层压钻孔流程介绍、层压钻孔流程介绍 棕棕 化化 铆铆 合合 叠叠 板板 压压 合合 后处理后处理钻钻 孔孔 层压工艺层压工艺棕化介绍棕化介绍 2L 3L 4L 5L 铆钉 层压工艺层压工艺铆合介绍铆合介绍 Layer 1 Layer 2 Layer 3 Layer 4 Layer 5 Layer 6 层压工艺层压工艺叠板介绍叠板介绍 2L 3L 4L 5L 钢板 压力 牛皮纸 承载盘 热板 可叠很多层可叠很多层 层压工艺层压工艺压合介绍

8、压合介绍 层压工艺层压工艺后处理介绍后处理介绍 钻孔工艺钻孔工艺钻孔介绍钻孔介绍 铝盖 板 垫板 钻头 墊木 板 鋁板 流程介流程介绍绍 去毛去毛刺刺 (Deburr)(Deburr) 去去胶胶渣渣 (Desmear) 化化学铜学铜 (PTH)(PTH) 一次一次铜铜 Panel platingPanel plating 目的目的: : 使孔璧上的非导体部分之树脂及玻璃纤维进行金属化 方便进行后面的电镀制程,提供足够导电及保护的金属孔璧。 C、孔金属化工艺流程介绍、孔金属化工艺流程介绍 去毛去毛刺刺(Deburr):(Deburr): 毛毛刺刺形成原因形成原因: :钻钻孔孔后孔边缘后孔边缘未切

9、未切断断的的铜丝铜丝及未切及未切断断的玻璃布的玻璃布 去毛刺的去毛刺的目的目的: :去除孔去除孔边缘边缘的的毛刺毛刺, ,防止防止镀镀孔不良孔不良 重要的原物料：磨刷重要的原物料：磨刷 沉铜工艺沉铜工艺去毛刺除胶渣介绍去毛刺除胶渣介绍 去去胶胶渣渣(Desmear):(Desmear): 胶渣胶渣形成原因形成原因: : 钻钻孔孔时时造成的高造成的高温的过玻璃化转变温度温的过玻璃化转变温度 ( (TgTg值值) ), ,而而形成融熔形成融熔态态, ,产生胶渣产生胶渣 去胶渣的去胶渣的目的目的: :裸露出各裸露出各层层需互需互连连的的铜环铜环，另膨松，另膨松剂剂可可 改善孔壁改善孔壁结构结构，增，

10、增强电镀铜强电镀铜附著力。附著力。 重要的原物料：重要的原物料：KMnOKMnO4 4( (除胶剂除胶剂) ) 化化学学銅銅(PTH)(PTH) 化化学铜学铜之目的之目的: : 通通過過 化化学沉积学沉积的方式的方式时时表面沉表面沉 积积上厚度上厚度为为20-4020-40微英寸微英寸 的化的化学铜学铜。 孔壁变化过程：如下图孔壁变化过程：如下图 化学铜原理：如右图化学铜原理：如右图 PTH 沉铜工艺沉铜工艺化学铜介绍化学铜介绍 一次一次铜铜 一次一次铜铜之目的之目的: : 镀镀上上 200-500200-500微英寸微英寸的厚度的的厚度的铜铜 以保以保护仅护仅有有20-40 micro 20

11、-40 micro inchinch厚度的化厚度的化学铜学铜不被不被后后制制 程破程破坏坏造成孔破。造成孔破。 重要生产物料重要生产物料: : 铜球铜球 一次銅 电镀工艺电镀工艺电镀铜介绍电镀铜介绍 流程介绍流程介绍: 前处前处理理压膜压膜曝光曝光显影显影 目的目的: : 经过钻经过钻孔及通孔孔及通孔电镀后电镀后, ,内外层已经连通内外层已经连通, ,本制程本制程制作制作外外 层干膜层干膜, ,为外层线路的制作提供图形。为外层线路的制作提供图形。 D、外层干膜流程介绍、外层干膜流程介绍 前处前处理理: : 目的目的: :去除铜面上的污染物，去除铜面上的污染物，增加增加铜铜面粗糙度面粗糙度, ,

12、以利以利于压于压膜制程膜制程 重要原物料：磨刷重要原物料：磨刷 外层干膜外层干膜前处理介绍前处理介绍 压压膜膜(Lamination):(Lamination): 目的目的: : 通通过热压过热压法使法使干干膜膜紧紧密附著在密附著在铜铜面上面上. . 重要原物料：干膜重要原物料：干膜(Dry film)(Dry film) Photo Resist 曝光曝光(Exposure):(Exposure): 目的目的: : 通通过图形转移技术过图形转移技术在在干干 膜上曝出所需的膜上曝出所需的线线路路。 重要的原物料：底片重要的原物料：底片 乾膜 底片 UV光 外层干膜外层干膜曝光介绍曝光介绍 V

13、V光光 显显影影(Developing):(Developing): 目的目的: : 把尚未把尚未发发生聚合反生聚合反应应的的 区区域用域用显显像液像液将将之之冲冲洗掉洗掉, ,已感已感 光部分光部分则则因已因已发发生聚合反生聚合反应应而洗而洗 不掉而留在不掉而留在铜铜面上成面上成为蚀为蚀刻或刻或电电 镀镀之阻之阻剂剂膜膜. . 主要生产物料：弱碱主要生产物料：弱碱(K(K2 2COCO3 3) ) 一次銅 乾膜 外层干膜外层干膜显影介绍显影介绍 流程流程介绍介绍: : 二次二次镀铜镀铜退膜退膜线路蚀刻线路蚀刻退锡退锡 目的目的: : 将铜将铜厚度厚度镀镀至客至客户户所需求的厚度所需求的厚度。

14、 完成客完成客户户所需求的所需求的线线路外形路外形。 镀锡镀锡 E、外层线路流程介绍、外层线路流程介绍 二次二次镀铜镀铜: : 目的目的: :将显影将显影后的裸露后的裸露 铜铜面的厚度加面的厚度加后后, ,以以达达到客到客 户户所要求的所要求的铜铜厚厚 重要原物料：铜球重要原物料：铜球 乾膜二次銅 外层线路外层线路电镀铜介绍电镀铜介绍 镀锡镀锡: : 目的目的: :在镀完二次铜的在镀完二次铜的 表面镀上一层锡保护，做为表面镀上一层锡保护，做为 蚀刻时的保护剂。蚀刻时的保护剂。 重要原物料：锡球重要原物料：锡球 乾膜二次銅 保護錫層 退退膜膜: : 目的目的: :将将抗抗电镀电镀用途之用途之干干

15、膜以膜以药药 水剥除水剥除 重点生产物料：退膜液重点生产物料：退膜液(NaOH)(NaOH) 线线路路蚀刻蚀刻: : 目的目的: :将将非非导体导体部分的部分的铜蚀铜蚀掉掉 重要生产物料：蚀刻液、氨水重要生产物料：蚀刻液、氨水 二次銅 保護錫層 二次銅 保護錫層 底板 外层线路外层线路碱性蚀刻介绍碱性蚀刻介绍 退锡退锡: : 目的目的: :将导体将导体部分的起保部分的起保护护 作用之作用之锡锡剥除剥除 重要生产物料重要生产物料: :HNO3HNO3退锡液退锡液 二次銅 底板 外层线路外层线路退锡介绍退锡介绍 流程流程介绍介绍: : 阻焊阻焊字符字符固化固化 目的目的: : 外层线路的保护层，以

16、保证外层线路的保护层，以保证PCBPCB的绝缘、护板、防焊的目的的绝缘、护板、防焊的目的 制作字符标识。制作字符标识。 火山灰磨板火山灰磨板 F、丝印工艺流程介绍、丝印工艺流程介绍 显影显影 丝印工艺丝印工艺阻焊介绍阻焊介绍 阻焊工艺流程图阻焊工艺流程图 预烘烤 印刷第一面 前处理 曝光 显影 固化 S/M 预烘烤 印刷第二面 阻焊工艺阻焊工艺前处理介绍前处理介绍 印印 刷刷 目的：利用丝网将油墨印写在板子上，如右图：目的：利用丝网将油墨印写在板子上，如右图： 主要原物料：油墨主要原物料：油墨 常用的印刷方式：常用的印刷方式： A A 印刷型（印刷型（Screen Printing)Scree

17、n Printing) B B 淋幕型淋幕型 (Curtain Coating)(Curtain Coating) C C 喷涂型喷涂型 (Spray Coating)(Spray Coating) D D 滚涂型滚涂型 (Roller Coating)(Roller Coating) 阻焊工艺阻焊工艺预烘介绍预烘介绍 制程要点制程要点 温度与时间的设定，须参照供应商提供的条件双面印温度与时间的设定，须参照供应商提供的条件双面印 与单面印的预烤条件是不一样的。与单面印的预烤条件是不一样的。 烤箱的选择须注意通风及过滤系统以防异物沾粘。烤箱的选择须注意通风及过滤系统以防异物沾粘。 温度及时间的设

18、定，必须有警报器，时间一到必须马温度及时间的设定，必须有警报器，时间一到必须马 上拿出，否则上拿出，否则over curingover curing会造成显影不尽。会造成显影不尽。 阻焊工艺阻焊工艺曝光显影介绍曝光显影介绍 显影显影 目的：将未聚合之感光目的：将未聚合之感光 油墨利用浓度为油墨利用浓度为1 1的碳的碳 酸钾溶液去除掉。酸钾溶液去除掉。 主要生产物料：碳酸钾主要生产物料：碳酸钾 S/M A/W 字符工艺字符工艺印刷介绍印刷介绍 烘烤 印一面文字 印另一面文字 S/M 文字 文字 R10 5 WWEI 94V-0 字符工艺字符工艺固化介绍固化介绍 G、表面工艺的选择介绍、表面工艺的选择介绍 流程流程介绍