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1、,目 錄,第一章 印制電路概述 第二章 印制電路的設計原理與方法 第三章 印制板用基板材料 第四章 印制板鑽孔及成型加工 第五章 圖形轉移 第六章 蝕刻和抗蝕膜剝離 第七章 孔金屬化流程 第八章 電器性能測試,第一章 印制電路概述,1、發展簡述 印制電路工業的確立是從20世紀40年代開始，到目前的高密度互連板(HDI)和積層多層板(BUM) 只不過幾十年時間. 印制電路這個概念首先由英國的Eisler博士在1936年提出,1942年正式使用紙質層壓絕緣基板粘結銅箔,絲網印刷導電圖形,再用蝕刻法把不需要的銅箔腐蝕掉,制造出了收音機用印制板.在二戰時期美國人將這種印制工藝用於軍事電子裝置中獲得成功

2、.並引起電子制造商們的重視,到50年代初銅箔腐蝕法成了最實用的印制板制造技術.開始廣泛的應用,1953年出現了雙層板並采用電鍍工藝使用兩面導線互連,1960出現多層板,到60年代未期聚洗亞胺軟性板問世.隨著電子整機產品的新要求、新工藝、新材料、新設備等不斷出現,印制板工業水平也有不斷的提高.,2、印制板的特點 2.1可高密度化、集成化(可實現輕量化、小型化 與大規模集成電路及新穎封裝器件相配合形成便攜式現代化電器) 2.2高可靠性 (確保產品的一致性,減少布線錯誤,提高整機裝配質量) 2.3可設計性(能夠實現設計標准化和建立數據庫, 簡化了設計手續提高了設計水平) 2.4可生產性(實現整機裝配

3、過程自動化,尤其采用自動插件機和貼片機組成的自動裝配線更加提高了整機裝配效率.適合大批量生產,降低產品成本) 2.5可測試性(可以通過測試鑒定,建立完整的系統測試方法、測試標准、測試設備與儀器) 2.6可組裝性(應用不需要專業的技術工人,減少了對操作者的培訓,印制板上除印制有阻焊層外,還印有字符標記,操作者插件、焊接非常方便,容易掌握也為整機維修提供了方便) 2.7可維護性(在整機中根據功能利用印制板上的標識劃分為若干功能塊便於機器的使用、檢修).,3、印制板的分類和用途 印制板的分類沒有統一的方式,但習慣上有三種方式、即為用途分類、基材分類、結構分類.,3.1 以用途分類,3.2 以基材分類

4、,印制板,紙基材料板,玻璃纖維基材料板,環氧玻璃布印制板,聚四氟乙烯玻璃布印制板,復合材料基材料板,環氧合成纖維印制板,特殊材料基材板,陶瓷基底印制板,金屬芯基印制板,3.3 以結構分類,非金屬化孔雙面板,印制板,剛性印制板,多層板,撓性印制板,剛撓結合印制板,單面板,雙面板,金屬化孔雙面板,銀(碳)貫孔雙面板,四層板,單面板,雙面板,多層板,六層板,埋盲孔基板,4、典型的工藝流程,4.1 單面印制板制造流程(適合大批量生產),檢查、包裝,CAD數據或原圖,覆銅箔板,表面塗覆助焊劑或防氧化劑,照相底版,制絲網版,開料,清洗、干燥,印制導體圖形、固化,腐蝕,去除印料、清洗干燥,印刷阻焊圖形、固化

5、,印刷焊接面標記圖形、固化,印刷元件面標記圖形、固化,鑽沖模定位孔,沖孔落料,電路檢查,開制沖孔 落料模具,開制電路 檢查夾具,鑽印制定位孔,4.2 雙面金屬化孔印制板制造流程,印(塗)阻焊劑、印字符,4.3 多層印制板制造流程,CAD或 設計原圖,內層覆箔板,外層覆箔板或銅箔,照相制版,開料,沖鑽定位孔,清洗、干燥,光化法或印刷法制圖形,蝕刻,去膜、清洗、干燥,電路檢查,黑/棕 氧化處理,定位、疊層,壓制,數控鑽孔,去毛刺、清洗,去鑽污,孔金屬化,（以下流程同雙面板）,半固化粘結片,及,開料,內層微通孔加工,孔多屬化、電鍍,第二章 印制電路的設計原理與注意事項,1.1印制電路(PCB)設計屬

6、於電路的物理設計(又稱工程設計)范疇.它要解決的問題是,在給定的電路元器件描述,連接關系描述,電路電性能參數描述等各種前提下,根據印制板制造工藝規則,將電路描述轉換為印制電路板所需的光繪圖形,供數控鑽孔,裸板測試,器件組裝等數據驅動文件. 1.2 早期的PCB設計是依靠人工進行的. 在60年代才有稱之為迷格法的自動布線算法.即計算機輔助設計(CAD) 1.3 90年代後由於高速高密度的印制板需求日趨增多,新工藝也不斷地 快速發展.印制板的設計不再局限於線網的互連,必須考慮印制線的延遲,串擾,阻抗,波形失真,印制板的熱效應引起從工作點源移影響整個電路的電氣性能. 1.4 高密度表面安裝元器件大量

7、引入,雙表面組裝技術,盲埋孔工藝,埋入式電阻,無盤工藝等先進工藝的采用使PCB設計變得復雜. 1.5 PCB設計一次成功的要求越來越重要.,1、概述,2、PCB設計系統及主要軟件,Protel,GC-CAM,CEM-350,Power PCB,CAD,將設計資料轉化為Gerber file,3、PCB的設計流程大致可分為以下幾個步驟:,線路板廠通常不設及設計,只負責按轉出資料做生產.,4、印制電路板及其數據庫描述:,印制電路板上的基本元素是很簡單的.它只包含導線、連接盤、導通孔、銅箔、安裝孔、線寬、節距、符號、文字結果線、影印線、尺寸線、圖形等，其中最重要的是前面五項,它們經合適組合構造成元件

8、,信號線網絡電地平面,實現電路預期的功能.雖然這些基本元素非常簡單,但是要完成這樣的設計需要大量的設計數據,並賦予相關的物理屬性,例如信號線網、元件、過渡孔盤等等.這些數據可分為兩大類.一類是許多設計者公用的數據.例如元器件、工藝規則等,一般置於中心數據庫中.另一類是各設計者私有的數據,例如線網表,元件表等.以及在設計過程中產生的數據,一般置於設計數據庫中,為該設計私有.下面按數據的物理屬性對於各類數據進行討論.,4.1 元器件 4.2 線網聯結規則及端接網絡 4.3 連接盤間隔距離 4.4 布局設計,自動布局的原理 4.5 設計優化 4.6 後處理.光繪.數控鑽孔資料等 4.7 設計驗證,印

9、制電路板及基本數據庫描述(略),5、本廠制作能力規格,5.1 板料:,5.1.2:纖維板最厚2.0mm最薄0.25mm,5.1.1:紙質板最厚1.6mm最薄0.8mm,5.2 線路:,最小線寬:0.1mm(感光) 最小線寬:0.2mm(絲印),最小線距:0.1mm(感光) 最小線距:0.2mm(絲印),自動線:最大500X600mm 最小245X245mm,非自動線:最大500X400mm,線到板邊或V-CUT邊0.5mm 線到啤空位0.5mm,線粗0.2以下,感光線路加粗0.02-0.03mm作補償,CNC最小焊環0.15mm 啤板最小焊環0.25mm(啤孔需考慮啤針加大的銅箔補償),5.6

10、.1 碳線最小寬度:0.4mm;碳線最小間距:0.35mm;碳到其它銅皮的間距0.35mm以上,5.6.3 碳油到啤空處及V-CUT處邊0.5mm,5.3 綠油:,5.3.1 綠油與焊盤最小空隙,5.3.2 綠油開窗離線路的最小距離,5.3.3 綠油負字印刷,最小字劃寬0.25mm,5.3.4綠油間隔油寬0.18mm 感光綠油間隔油寬0.125mm,5.4 文字:,5.5 橋油:,5.6 碳油:,5.6.4 碳油比銅手指接觸盤單邊0.15mm,R,W,L,25,5.7 銀,碳油貫孔:,5.7.1:銀油貫孔孔徑:0.5-0.6mm;碳油貫孔孔徑0.7-0.8mm,5.7.2:銀油孔PAD位單邊比

11、孔大0.15-0.25;碳油貫孔PAD位比孔單邊大0.25-0.35mm,5.7.3:PNL最大尺寸:400X500mm,5.7.4:銀油貫孔阻抗每個孔可以控制在100m以下,5.7.5:碳油墨孔阻抗每個孔可以控制在100以下,5.8 CNC,5.8.1:最小孔徑0.3;最大鑽孔孔徑6.5;干膜封孔孔徑4.5,5.8.2:最大PNL尺寸:550X700mm,5.8.3:銷釘釘板位寬度8mm;不釘板位5mm,5.8.4:鑼板最大為:480X340mm,5.8.5:最小鑼糟0.8mm,5.8.6:每疊厚度6.4mm(1.6mm板厚疊4塊),5.8.7:孔壁之間距0.2mm,5.8.8:鑽孔孔徑公差

12、0.05,P.T.H的成品孔徑公差0.075mm,5.9 啤,5.9.1:最大單片尺寸:350X550mm,5.9.2:最小啤孔0.7mm,5.9.3:啤孔孔徑公差0.1mm,5.9.4:孔邊到板邊2倍板厚,5.9.5:排線孔與孔中心之間距1.75mm,5.9.6:零件孔孔壁之間距:,板厚1.0 間距0.8mm,板厚1.0 間距0.6mm,5.9.7:最小方槽:0.7X1.0mm,5.9.8:最小異形孔或槽間間隙2倍板厚,5.10 V-CUT,5.10.1:最小PNL：40X70X0.8mm;V-CUT方向70mm,5.10.2:最大尺寸:寬度(V-CUT方向)450mm,5.10.3:最薄料

13、V-CUT為:0.8mm,5.11 蘭膠,5.11.1:到啤空處1.0mm,5.11.2:蘭膠厚度公差0.05mm,5.12 電測:,5.12.1 最高電壓300V;,5.12.2 最多點數:6048,5.12.3 最小焊盤:0.2X0.2mm,5.13 表面處理:,5.13.1 過松香:PNL尺寸40X70mm,5.13.2 過抗氧化:PNL尺寸80X120mm,5.14 電鍍:,電鍍銅厚可以達到2安士.鍍厚3m,鍍金厚0.025m,5.15 環保:,可以確保無鎘、無鉛、無汞、無六價鉻、無PBB、無PBDE等,國際環境保護法律法規禁止使用的物質(客戶指定的噴錫板含鉛,除外),第三章 印制板用

14、基板材料,1、基板材料的分類與標准,單、雙面PCB用基板材料(覆銅板),多層PCB用基板材料(內芯薄覆銅板、半固化等,主要作用是:導電、絕緣、支撐等三個方面的功能.,一般剛性CCL 是用增強材料,浸以樹脂粘合劑,通過烘干、裁剪、疊合成坯料,然後覆上銅箔,用網板做模具,在熱壓機中高溫高壓加工而制成的.,1.1按用途區分,1.2基板材料的作用:,1.3基板材料的制造原理:,1.4 按板的增強材料不同,可劃分為紙基、玻璃纖維基、復合基(CEM系列)特殊材料基(陶瓷、金屬芯基)等四大類.,1.5按CCL的阻燃性能分類,紙基,XPC(低酚醛樹脂),FR-1,FR-2,復合基,CEM-1(低芯玻纖面),C

15、EM-3(玻纖無織布芯,玻纖面),玻纖,FR-4(玻纖.環氧樹脂),特殊型,1.6 按對地球環境的影響,又分為含鹵素阻燃劑的常用材料與不含鹵素、銻類等對環境有害的物質,環保“綠色型”材料.,1.7 從CCL的性能分類,又分為一般性能CCL,低介電常為()高粒電路用CCL;高耐熱性的CCL(高Tg材料)低熱膨脹系為(a)性的CCL(一般用於封裝基板材料)等.,BS標准,UL標准,IPC標准,JIS標准,德國DIN VDE標准,2、單雙面PCB用基板材料覆銅箔層壓板,2.1 浸漬纖維紙,作為紙基覆銅箔板的主要增強材料 浸漬纖維紙,常用的有種類有浸漬漂白棉纖維紙和浸漬漂白木纖維紙.紙的足量.密度、吸

16、水性、抗法強度、益傷含量、水份、濕強度、縱橫向抗張比等指標對基板的平整度(尺寸穩定性、低吸濕性、密集沖孔性及高介電性)等均有影響.,2.2 銅箔,銅箔是印制板不缺少的原材料,它分為:壓延銅箔及電解銅箔.,銅箔的主要性能指標:厚度、標准質量、外觀、抗張強度、剝離強度、抗高溫氧,化性、表面粗糙度、蝕刻性、可焊性、UV油墨的附著性、銅箔的色相等.,常用銅箔的標准厚度一般為18um、35um和70um三種.,2.3 玻璃纖維布,用玻璃纖維紡織而成的電子級的,主要成份是鉛硼硅酸鹽類,分有E型、A型、Q型、S型、H型等.PCB用材料用平紋布.玻璃纖維經過表面處理之後.表面的偶聯劑與樹脂成份形成化學鍵聯絡.

17、因而得到良好的界面粘接,因此玻璃纖維材料板的耐濕、耐老化、機械性能和絕緣性能等均相當優良。,2.4紙基露銅板的種類與特性,2.5玻璃布基覆銅板的種類與特征,G10,低溴環氧樹脂.PI樹脂、BT-PPE-PPO-等 高Tg型高介電性玻璃化溫度.Tg值.,2.6復合基覆銅箔板的種類與特征,表面和芯部的增強材料,由於同材料構成的剛性覆銅箔板可稱之CEM(Composite Epoxy Material),CEM-1,CEM-3,環氧紙基芯料,環氧玻纖無紡布芯料,3、多層PCB用基板材料半固化片,半固化片(Prepreg 又稱粘結片)是由樹脂和增強材料構成的一種予浸材料.其中樹脂是處於B階段結構.在溫

18、度和壓力作用下,具有可流動性並能很快地固化和完成粘結過程.它與增強材料一起構成絕緣層,它是多層印制板制造過程中不可缺少的層壓材料.隨著多層板生產量迅速發展,它的需要量不斷增加.在PCB行業發達的國家(地區),它的年增長率已高於FR-4板.在目前國內外所使用的半固化片材料中,絕大多數為FR-4型半固化片.,4、撓性覆銅箔層壓板材料(略),聚洗亞胺薄膜,第四章 印制板鑽孔及成型加工,4.2.3.1: 一步加工、分步鑽加工、預定鑽孔加工、埋盲孔加工、鑽孔原經比5：1,4.2.3.2: 基板定位、銷釘定位.,4.3 鑽孔品質檢驗和分析,4.3.1品質檢驗:IQC、IPQC、FQC、FQA、OQA,4.

19、3.2品質問題分析:斷鑽頭、產生毛刺、孔徑錯誤、堵孔、缺孔、燒焦、孔擴大、多孔、孔偏、未貫穿等,4.4銑切加工:銑切機、銑刀、襯墊板、銑切加工參數,5、沖切加工,對於批量較大且其孔和外形較為復雜的單面印制板和部分雙面板的加工,一般可視各廠的加工手段、沖壓設備能力等情況采用沖孔模、外形落料模及復合模等多種模具進行沖切加工.其中采用復合模沖切是較為理想的,可保證孔與孔、孔與外形之間的相對尺寸位置准確,達到所需精度要求,可減少模具的制造費用和印制板的加工步驟,從而可大大縮短大批量印制板的制造周期和提高生產效率.,5.1:沖切設備(1)沖床(2)模具,5.2:安裝模具注意事項,5.3:沖切時的基板預熱

20、,5.4:沖切中常見的一些問題,6、模具的結構(略),第四章 印制板鑽孔及成型加工,4.1鑽孔設備和工具、材料,鑽孔機,鑽頭,套環,蓋板與熱板,4.2銑切加工,4.3沖切加工,第五章 圖形轉移,5.1網印法,網材與制網版,絲網漏印工藝,印料，刮板，干固化,5.2干膜成像法：,干膜、貼膜、曝光、顯影,第四章 印制板鑽孔及成型加工,4.1鑽孔設備和工具、材料,鑽孔機,鑽頭,套環,蓋板與熱板,4.2銑切加工,4.3沖切加工,第五章 圖形轉移,5.1網印法,網材與制網版,絲網漏印工藝,印料，刮板，干固化,5.2干膜成像法：,干膜、貼膜、曝光、顯影,5.3液態感光法,優點,技能,工藝流程,膜厚,第六章 蝕刻和抗蝕膜剝離,6.1:蝕刻液的種類 反應方程式,6.2:有機抗蝕膜剝離,6.3:,第七章 孔金屬化流程,PTH前處理流程:,基材,PTH