PCB入门知识PPT

1、1,印制电路板入门培训教材,2,第一部分 概述,3,一、 PCB定义：,定义：在绝缘基板上，有选择性的加工孔和制造出导线图形，以实现元器件间电气连通的组装板。 作用： A. 支承作用：安插电子元件 B. 导电作用：用线路将电子元件之接脚接通。 C. 连接作用：如用金手指或连接器以供连接其它线路版。 优点是： A. 可控制其电气参数，保持电路的可靠性； B. 少布线的空间和重量； C. 节省总装的时间和金钱。,4,通孔板,埋孔板,盲孔板,碳油板,OSP板(ENTEK),硬度性能,结构,喷(纯)锡板,镀金板,沉锡板,沉银板,金手指板,沉金板,阻抗控制,阻抗板,表面处理,非阻抗板,HDI板,孔的导通

2、状态,二、 PCB分类,5,A. 以结构分 * 根据线路层的数量区分,单面板- 仅单面线路,双面板- 双面线路,多层板- 三层以上线路,6,B. 以硬度性能分 * 根据成品板的软硬程度区分,硬板：也称刚性板,软板：也称柔性板,软硬板：刚性与柔性结合,7,C. 以孔的导通状态分 * 根据孔的导通类型区分,盲孔,通孔,盲孔,盲孔,埋孔,8,D. 以阻抗与非阻抗分 * 根据阻抗及非阻抗区分,盲孔,阻抗板 (白色示为阻抗线),9,盲孔,非阻抗板,10,E. 以表面处理分 * 根据表面工艺区分,盲孔,Hot Air Levelling (HAL) 喷锡 非阻焊覆盖铜面(含锡圈)喷锡(含铅) Lead F

3、ree HAL 喷纯锡 非阻焊覆盖铜面(含锡圈)喷锡(无铅) Gold finger board 金手指板G/F 提供连接其它线路板的通道 Carbon oil board 碳油板 部分按键露铜位丝印碳油以获得良好的接触性能 Au plating board 镀金板 整块板的线路及绿油露出部分镀镍金 Tin/Ce plating board 镀锡铈 整块板的线路及非阻焊覆盖铜面镀锡铈 OSP 防氧化板 非阻焊覆盖铜面镀有机保焊剂 ，防铜面氧化及维持良好焊锡性 Immersion Au (EING) 沉金板 非阻焊覆盖铜面沉镍金，也称化金板 Immersion Tin 沉锡板 非阻焊覆盖铜面沉锡

4、，也称化锡板 Immersion Sliver 沉银板 非阻焊覆盖铜面沉银，也称化银板 Bare Copper 裸铜板 整块板包括锡圈均为铜一种金属，即不作任何表面处理 Naked Board 光板 整块板双面无铜，主要起承载元器件作用,11,三、PCB之相关概念,Circuit/Line 线路 线路板上连接各孔之间的金属层 通电作用 Annular ring 锡圈 围绕各孔之金属层（PAD位） 焊接作用 Solder Mask 阻焊 防止线路上锡，保护线路 保护线路及阻止焊接 Component Mark 字符 指出零件位置，便于安装及日后维修。 指示标示作用 Gold Finger 金手指

5、 连接其它线路版之插头 连接导通作用 PTH 零件孔 安装零件的孔 通电、焊接 Via 连接孔 接通零件面与焊接面，亦称导电孔 通电 Tooling Hole(NPTH) 工具孔 安装螺丝或定位的孔 安装、定位、散热 Component Side 零件面： （板面）零件安放面 Solder Side 焊接面： 零件安插后过锡面 Solder Bask bridge 绿油桥 焊接位置之间阻焊 Etching 蚀刻 用化学方法(酸或碱)除去覆铜箔的非线路部分，形成印制图形。,12,Material Type 材料类型 Inner core 芯板/内层板料 Base material 基材 Comp

6、arative Tracking Index 比较漏电痕迹指数CTI Glass Transition Temperature 玻璃态转化温度 Tg Max Operation Temperature 最大操作温度 Decomposition Temperature 分解温度 Td Dielectric constant 介电常数 Er Base Copper 底铜/基铜 Flammability 可燃性(阻燃) Lay-up structure 压板结构 PP - Prepreg 半固化片 Laser via hole 激光穿孔 External layer 外层线路 Internal la

7、yer 内层线路,13,Top side/ layer 顶层 Bottom side/layer 底层 Primary side 首面 Secondary side 第二面 Power plane 电源层 Ground 接地层 Liquid Photo-Imaginable (LPI) 液态光固化剂 Ball Grid Array (BGA) 球栅阵列 Solder mask on bare copper (SMOBC) 裸铜覆盖阻焊膜 Via Plugging 封孔 Bow and twist 板弯曲Per IPC-A-600G, Max. 0.75% with SMD and 1.5% w

8、ithout SMD Max. X-out 坏板上限/最大允许报废板数,14,基材： Base material 介电层+ 高纯度的导体 ( 铜箔 ) 1) 介电层（树脂 Resin ，玻璃纤维 Glass fiber ） 2) 高纯度的导体 (铜箔 Copper foil ),Copper Foil 铜箔,Prepreg 介质层,我司常用铜箔类型：1/3oz；1/2oz；1oz；2oz；3oz 我司用PP片类型 ：106、1080、2113、2116、7628,Copper Foil 铜箔,15,树脂 Resin 目前已使用于线路板之树脂类别很多,如酚醛树脂（ Phenolic ）、环氧树脂

9、（ Epoxy ）、聚亚醯胺树脂 （ Polyimide ）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE或称TEFLON），B一三氮 树脂 （Bismaleimide Triazine 简称 BT ）等皆为热固型的树脂（Thermosetted Plastic Resin）。 我司用的比较多的是环氧树脂（ Epoxy Epoxy Resin） 环氧树脂 Epoxy Resin 是目前印刷线路板业用途最广的底材。 在液态时称为清漆或称凡立水（Varnish) 或称为 A-stage，玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现粘着性而用于双面基板制作或多层板之压合用

10、称B-stage prepreg ,经此压合再硬化而无法回复之最终状态称为 C-stage。 玻璃纤维 是一种混合物，它是一些无机物经高温融熔合而成，再经抽丝冷却而成一种非结晶结构的坚硬物体。 玻璃纤维的制成可分两种：连续式(Continuous)的纤维 和 不连续式(discontinuous)的纤维 我们常用的FR4为连续式(Continuous)的纤维，CEM-3为不连续式(discontinuous)的纤维 铜箔分类 电解铜箔：涂胶箔（用于纸基板） 表面处理箔（用于玻纤布板） 压延铜箔：用于挠性板,16,PCS定义 即客户单元板. Set定义： 即客户成品板，内含一个或多个单元板(PC

11、S)，如下图1示， 1SET中包含96个单元板(PCS) PANEL: 简称PNL，即我司生产板. 拼版时内含一个或多个SET，以锣板 (啤板)或V-CUT分割成一个或多个客户成品板(SET). 如下图2示，1PANEL包含18个成品板(SET) SHEET: 即大料尺寸，供应商提供的板料. 开料时根据MI指示要求分割 成多个生产板(PANEL)。如图3示1SHEET=4PANEL,图1,图2,图3,17,第二部分 印制板加工流程,18,二.单面板：,Packing 包装,FA 抽查,Hot Air Levelling 喷锡,Profiling 外形加工,Component Mark 文字,F

12、QC 终检,注：此为基本流程，因表面工艺及特殊流程或控制会有所不同,E-TEST 测试,19,二.双层板,Board Cutting 开料,Solder Mask 阻焊 / 湿绿油,Middle Inspection 中 检,PTH/Panel Plating 沉铜/板电,Dry Film 外光成像 D/F,Drilling 钻 孔,Pattern Plating /Etching 图镀/ 蚀刻,Packing 包 装,FA 抽查,Hot Air Levelling 喷 锡,Profiling 外形加工,Component Mark 文字,FQC 终检,注：1. 此为基本流程，因表面工艺及特殊

13、流程或控制会有所不同 2. 双面板在单面板流程基础上增加 沉铜/板电 工序,E-TEST 测试,20,三.多层板,Laying- up/ Pressing 排板/层压,Inner Dry Film 内光成像D/F,Inner Etching (DES) 内层蚀刻,Inner Board Cutting 内层开料,AOI 自动光学检测,Solder Mask 阻焊 / 湿绿油,Middle Inspection 中 检,PTH/Panel Plating 沉铜/板电,Dry Film 外光成像 D/F,Drilling 钻 孔,Pattern Plating /Etching 图镀/ 蚀刻,Pa

14、cking 包 装,FA 抽查,Hot Air Levelling 喷 锡,Profiling 外形加工,Component Mark 文字,FQC 终检,注：1.此为基本流程，因表面工艺及特殊流程或控制会有所不同 2.在双面板流程基础上增加 内光成像D/F、内层蚀刻、黑氧化(棕化）排板/层压,E-TEST 测试,21,一.开料 (BOARD CUTTING) 将大料敷铜板切割成我司内部生产制作适用的尺寸 我司常用大料尺寸如下： 37x49 940 x1245mm 41*49 1241x1245mm 43*49 1092x1245mm 1).烘板 (PRE-BAKING) 在高过Tg的温度下进

15、行烘板，目的是赶走水蒸气和有机挥发物，释放内应力，并进一步完成固化，增加尺寸的 稳定性、化学稳定性和机械强度 2).磨边 用机械的方法去除开料后的毛边及铜丝等，防止生产过程中毛边及铜丝刮伤铜面. 3).圆角 用机械的方法将开料后四外角做成圆角，防止生产过程中刮伤铜面. 4).利用率 一张大料中所含客户成品板的比率. 利用率=Sset x Nset x Mpnl / S大料 x100% Sset： 单个SET的面积 Nset： 一个生产板(Panel)中的SET个数 Mpnl： 一张大料中的Panel个数 Sset： 一张大料的面积,四.流程名称,22,利用率计算举例：如下图示意 成品Set尺寸

16、: 116.6mm X 145mm Panel尺寸：609.4mm X 458.2mm 1Panel=15Set 纬向：116.6*5+1.6*4+20.0=609.4mm 经向：145.0*3+1.6*2+20.0=458.2mm 大料SIZE: 1231.9mm X 927.1mm 1 Sheet = 4Panel = 60Set 利用率：116.6 X 145X15X4 / 1231.9 X 927.1=88.8%,23,二.内光成像( Inner Dry Film ) 也称内层D/F. 1). 除胶(DESMEAR) 用高锰酸钾溶液除去板上原有的和磨边后留下的固化环氧树脂。 2).内层

17、感光膜的制作(INNERLAYER IMAGE TRANSFERRING) 通过压感光膜,曝光及显影将母片菲林上的图像转移到感光膜上,其 形成的图像是负性的。举例如下图示，黑色部分为有效图形，由 感光膜保护，蓝色部分为非有效图形，无感光膜保护，露出铜面. 红色为钻孔.,无铜(无感光膜保护),线路铜(感光膜保护),24,三.内层蚀刻(INNER ETCHING) 也称DES 用化学的方式(酸或碱)去掉非有效图形铜，留下有效线路图形， 从而形成内层线路. 举例如下图示，红色部分为有效图形，即成 品内层线路，黑色部分为非有效图形，即基材. 四.内层黑化/棕化( Black Oxide (Oxide

18、Replacement) ) 使内层板图像表面的铜氧化(黑色的氧化铜或棕色的氧化亚铜或 两者的混合物),增大其表面积 加强其与半固化片的粘附力 经过处理的黑化层具有抗酸侵蚀的能力, 黑化有粉红圈，棕化无粉红圈。 五.自动光学检查(AOI) (AUTOMATIC OPTICAL INSPECTION ) 用自动光学设备检查板上的线是否与客户设计一致,线路铜（有效图形，感光膜保护）,无铜（非有效图形）,25,六. 排板/层压 (Laying- up/Pressing) 将做好内层线路、PP片和铜膜以一定的顺序排列固定，在 高温高压下使PP片熔化，使线路、PP片和铜膜结合，冷却 后形成的多层板. 1

19、).排板(LAY-UP) 先将经过黑化后的内层板与半固化片排列并加以固定, 再 将其与铜膜和薄钢片排在一起。 常用排板定位有以下几种 销钉定位PIN LAM ，俗称铆合. 热熔定位法 无销钉定位 MASS LAM X射线打靶定位法 2). 压板(PRESSING) 将内层板、半固化片和铜膜在钢片的界定下，高温高压下制成多层板。,表示基板 CORE,表示PP片 PREPREF,排板/层压 ( 以6层板为例 ）,1,2,3,4,5,6,A,B,表示铜箔 COPPER ( FOIL ),26,七.钻孔 (Drilling) 用机械或激光的方式在覆盖板上按客户要求加钻孔. 1). 单面或双面板的制作都

20、是在开料之后直接进行非 导通孔或导通孔的钻孔, 2). 多层板则是在完成压板之后钻孔。 机械钻孔:应用于孔径 0.15mm的互连板 激光钻孔:应用于孔径 0.15mm的高密度互连板,27,八.沉铜/板电 ( PTH/Panel Plating ) 完成钻孔后即进行镀通孔(Plated Through Hole , PTH)步骤， 其目的使孔壁上非导体部份树脂及玻纤束进行金属化 ( Metalization ), 以化学的方式使铜粒依附在孔壁上，通过 板面电镀加厚孔避铜，以达到导通或便于焊接. 1).磨板(DEBURRING) 利用磨板、超声振荡和高压喷水除掉钻孔披锋和胶渣。 2).除胶(DES

21、MEAR) 用高锰酸钾溶液除去孔内胶渣,使孔壁相对平直,并微量粗 化孔壁，因此增加沉铜结合力。 3).沉铜(P. T. H ) 用化学反应使钻出的孔壁沉积出一层铜,从而使各层之间 可以导通讯号。 4).板面电镀(PANEL PLATE) 对于薄沉积的孔内铜,进行板面电镀,使之加厚和巩固,对于 厚沉积的孔内铜,可以不进行板面电镀,而直接电镀线路有利 于制造幼线路高密度幼线板。 5).幼磨(SCRUBBING) 只用于板面电镀之后,除去及减少板面铜粒。 6).砂磨(PUMICE SCRUB) 清洁铜面,除去表面氧化及粗化板面,增加菲林与铜面的结 合力。,28,八.二次板面电镀 ( Plating

22、) 以电镀的方式加厚孔内及表面铜，以满足客户对于孔铜及 表铜的要求 1).仅负片流程及假负片流程需要二次板面电镀 2).正片流程无需二次板面电镀,29,九.外光成像(Dry Film) D/F 通过压感光膜,曝光及显影将母片菲林上的图像转移到 感光膜上,其形成的图像是正性(正片流程)和负性(负片 流程). 举例如下图1示，正片流程 红色部分为有效图形，无感光膜保护 黑色部分为非有效图形，感光膜保护 举例如下图2示，负片流程 红色部分为无有效图形，无感光膜保护 黑色部分为有效图形，感光膜保护.,正片流程,负片流程,线路铜（有效图形感光膜保护）,无铜（非有效图形）,线路铜（有效图形感光膜保护）,无

23、铜（非有效图形）,30,十.图镀(Pattern Plating) 分两步如下： 1).用电镀的方式加厚孔铜及表铜，以满足客户对于孔铜及表铜的要求 2).用电镀的方式在表铜上加镀锡，用于蚀刻时保护线路 1).仅正片流程需图镀 2).负片流程无需图镀 3).假负片流程仅需加镀锡，无需加镀孔铜及表铜,31,十一.蚀刻 (Etching) 用酸或碱与铜化学反应方式去掉非有效的图形，形成完整的线路. 正片流程： 1).退膜 2).蚀刻 3).退锡 负片流程： 1).蚀刻 2).退膜,32,十二.阻焊 / 湿绿油 Solder Mask 用感光油墨印制在外层板部份图像上(非表面处理部分), 以防止焊接时

24、发生桥通短路，防潮防腐、保护线路防止 刮伤或氧化。在非阻焊区域线路部份做表面处理,形成焊 接层。 如下图示，红色示为非阻焊区域,即裸铜区域，其它位置 均为阻焊/湿绿油区域,阻焊/湿菲林,裸铜,33,十三.文字 COMPONENT MARK 印上用于识别与区分的标记或字样 如下图黄色示为文字,文字,34,十三.表面处理 Surface finish 在非阻焊区域裸铜面覆盖保护物， 增强其可焊性， 金手指需在手指位加镀厚镍及厚金 同时防止裸铜氧化 1).镀金、镀锡铈工艺在蚀刻前做表面处理 2).喷锡、沉金、金手指工艺在字符后做表面处理 3).OSP、沉锡、沉银工艺在终检后做表面处理,35,十四.外

25、形 Profiling/ROUT 将板啤(冲)或锣(铣)成客户要求的成品形状(含内槽或孔)。,锣/铣/啤,36,十五.V-CUT: 用线性切割机制造V型坑(单面或双面)，方便客户后续分成单元板,V-CUT,37,十六. 测试E-TEST 用机测试内外层线路有无短路或开路 十七.最后检查/终检 FQC 用目测或十倍镜检查板面是否有刮痕、脱油、线路异常等. 十八.抽查FA 对已终检的成品板进行抽查 十九.包装Packing 将合格的板按客户要求进行包装，然后装箱出货,38,第三部分 公司生产型号等的表述及其意义,常用度量衡单位术语及换算,39,1) .公司内部产品生产编号格式为： 2).正负片代码

26、定义:第1位字母 正片流程：P 负片流程：N 假负片流程：J 3).层数代码定义：第2、3位数字 层数代码除十层板、二十层板以外，均按客户实际层数定义，如： 单面板：10 双面板：20 六层板: 60 十二层板: 12 十层板：11 二十层板：21 4).订单类型：第4位字母 订单类型分为：样板（S）、批量板（L）、资格认证板（Q ）、重要样板（M） 5).工艺类型：第五位字母 工艺类型定义如下（括号内为工艺类型代码）: 有铅喷锡（H） 闪金（G） 沉金（I） 金手指（F） OSP（E） 沉银（A） 镀锡铈（C） 沉锡（B） 镀镍（U） 光板(S) 无铅喷锡（N） 有铅喷锡+金手指(X) 无铅

27、喷锡+金手指（Y） 沉金+金手指（Z） 7).成品型号流水号码：第6-11位数字 客户Project在厂内的生产顺序编号：000000；000001；999999。 8).客户版本：第12位字母 客户版本以客户实际更改次数或我司联系客户同意更改的次数为准。 新单为A版本，之后按英文字母顺序递增，依次为B，C，Y，Z。 9).公司内部版本：第13位字母 内部版本变更次数以我司内部更改次数为准。新单为0版本，按数字大小顺序递增依次为1，2， 3，8，9。如果内部版本超过了9，则通知市场部下新的生产编号。 6). 特殊板命名 阻抗板（生产编号前+R）、机械盲、埋孔板（生产编号前+M）、 激光盲孔板（

28、生产编号前+H）、盲孔+阻抗（生产编号前+T）、汽车板(生产编号前+A）,一、公司产品生产编号,40,1). 线路菲林命名 顶层线路 生产编号 CS 内层线路1 生产编号 L2 内层线路2 生产编号 L3 . 内层线路N 生产编号 LN+1 底层线路 生产编号 SS 2). 阻焊菲林命名 顶层阻焊 生产编号 TS 底层阻焊 生产编号 BS 顶层挡油菲林 生产编号 DYT 底层挡油菲林 生产编号 DYB 顶层二次阻焊 生产编号 CSM2 底层二次阻焊 生产编号 SSM2 3). 字符菲林命名 顶层字符 生产编号 TO 底层字符 生产编号 BO 顶层二次字符 生产编号 TO2 底层二次字符 生产编

29、号 BO2 顶层三次字符 生产编号 TO3 底层三次字符 生产编号 BO3 4). 蓝胶菲林命名 顶层蓝胶 生产编号 LJT 底层蓝胶 生产编号 LJB 5). 碳油菲林命名 顶层碳油 生产编号 TYT 底层碳油 生产编号 TYB 6). 点图命名 1-2层盲孔 生产编号 .D1-2(哪几层盲孔,就以首尾层命名) 通孔点图 生产编号 .D 二次钻孔 生产编号 .D2(N次钻孔为生产编号 .DN) 锣非金属化槽 生产编号 .SLOT 锣金属化槽 生产编号 .PTHSLOT,二、公司内部生产菲林（Gerber文件）和钻带的命名规则,7). 钻带命名 通孔（贯穿整个层） 生产编号.drl 钻孔0 生产编号.drl0 1-3层盲孔 生产编号.drl1-3(哪几层盲孔,就以首尾层命名) 二次钻孔 生产编号.drl2 CS往SS面钻 生产编号.DRLCS-SS（钻半孔时使用） SS往CS面钻 生产编号.DRLSS-CS（钻半孔时使用）