一般线路板制作流程知识(外层).ppt

1、1,Elec 2. 避免板上的露铜面氧化; 3. 使制板在硫酸溶液中预先浸润,为下一步酸铜电镀作好准备.,图形电镀的硫酸预浸：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),52,硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积成铜镀层，硫酸铜的浓度一般控制在55-100克/升，提高硫酸铜的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区 烧焦；但是，硫酸铜（CuSO4)浓度过高，会降低镀液的分散能力。,图形电镀的硫酸铜（CuSO4） ：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),53,硫酸的主要作用是增加溶液的导电性. 硫

2、酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响: 1. 若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降； 2. 若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，但是，镀层的延展性会降低.,图形电镀的硫酸（H2SO4） ：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),54,为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时， 1.阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），使其阳极电流效率接近阴极电流效率； 2.可以避免大量的Cu+进入溶液，形成铜粉或Cu2O，而导致镀层粗糙，产生节瘤； 3.避免生成大量的阳极泥。所以，使用的铜球阳极必须为磷铜阳极。但是，磷铜中的含磷量要有一定值，若含磷量过

3、高，会导致阳极膜过厚，阳极屏蔽性钝化，使溶液中的铜离子减少。,图形电镀的铜球（角）阳极 - 磷铜阳极 ：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),55,1.任何硫酸盐镀铜液，如果没有添加剂，都不能镀出满意的镀层； 2.添加剂所包含的整平剂能强烈地吸附在微观的凸起部位，从而对电沉积有抑制作用，达到电镀整平性； 3. 注意，只有在Cl-与添加剂的协同作用下，才能达到添加剂预期的作用效果，也才能够使镀层的内部应力减至最小。,图形电镀的铜光亮剂：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),56,图形电镀的磺酸预浸：,目的及作用： 使制板在磺酸溶

4、液中预先浸润，为下一步电镀锡做好准备， 同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。,目的及作用： 在镀铜层上加镀一薄层锡（约 0.2-0.4mil），来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。,图形电镀的镀锡：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),57,1.循环过滤；2.打气；3.摇摆；4.阳极袋 .,图形电镀的辅助设施（机械部分）：,图形电镀的镀锡直接物料：,1.磺酸锡；2.磺酸；3.锡球阳极（钛篮）；4.锡光亮剂 .,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),58,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

5、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+,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),59,外层蚀刻的作用： 是将露铜的铜面蚀刻掉，被锡覆盖的铜面被保留。,外层蚀刻的原理：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter), Cu2+4 NH3+2Cl- Cu（NH3）4Cl2 Cu （NH3）4Cl2+Cu 2 Cu（NH3）2Cl 2 Cu（NH3）2Cl+2 NH4Cl+1/2O2 Cu（ NH3）4Cl2+H2O 蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应

6、： Cu2+ +Cu 2 Cu1+,60,蚀刻因子的表述： 蚀铜除了要做正面向下的溶蚀（Downcut)之外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷，即为蚀刻品质的一种指标（Etch Factor)。,Etch Factor: r=2H(D-A) r=H/(B-),第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),61,褪锡的原理：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式： Sn+2HNO3 Sn（NO3）2+NO2,62,丝印也叫防焊或阻焊，其作用在于保

7、护PCB表面的线路。 白字也叫字符，其作用在于标识PCB表面粘贴或插装的元件。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印的表述：,63,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝网印刷（Screen Print) ：,在已有负性图案的网布上，用刮刀刮挤出适量的绿油油墨，透过网布形成正形图案，印在基面或铜面上。,涂布印刷（Curtain Coating) ：,即将已调稀的非水溶性绿油油墨，以水帘方式连续流下，在水平输送前进的板面上均匀涂满一层绿油，待其溶剂挥发半硬化之后，再翻转做另一面涂布的施工方式。,64,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solde

8、r Mask),喷涂印刷（Spray Coating) ：,利用压缩空气将调稀绿油以雾化粒子的方式喷射在板面的绿油印制方式。绿油印制技术已由早期手工丝网印刷或半自动丝印发展为连线型（In-Line)涂布或喷涂等施工方式，但丝网印刷技术以其成本低，操作简便，适用性强特点，尤其能满足其他印刷工艺所无法完成的诸如塞孔、字符印刷，导电油印刷（碳油制作）等制作要求，故而仍为业界广泛采用。,65,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印流程(Process flow) ：,66,第五部分：外层制作原理阐述,显影,曝光,丝印,UV紫外,UV紫外：使印由进一步的表面固化。,显影：通过药

9、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。,板面处理：通过酸洗，除油，清除铜面的氧化。,字符：按客户要求、印刷指定的零件符号。,丝印（Solder Mask),板面处理,低温锔,字符,高温锔,丝印：通过印机的作用，涂刮上印油于板面保护PCB表面的线路。,低温锔：通过锔炉的处理，将印油进行半固化的状态。,曝光：利用紫外光的作用，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部硬化的效果，而完成影像转移目的。,高温锔：将绿油硬化、烘干 。,67,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),68,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),6

10、9,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),板面前处理：,去除板面氧化物及杂质，粗化铜面以增强绿油的附着力。,板面前处理方式：,- 机械磨板。（如：刷辘+火山灰磨板） - 化学处理。（如：CZ8100）,70,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),绿油的印制（Screen print） ：,通过丝印方式按客户要求，绿油均匀涂覆于板面。,丝印的方式 ：,丝网，涂布，涂喷。,71,一般来讲，T数过低，则绿油丝印后厚度不平均，板面 直观效果极差；T数过高，绿油透过网眼的量很少，厚 度偏薄，不足以保护板面。,网纱T数:43T、51T ：,丝印速度：通常在1.6

11、-5.5m/min：,胶刮硬度：通常在65-70度,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),72,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),网纱工具的制作：,丝印网版 制网流程：,73,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝网的选择：,网目表示丝网的孔密度，即每平方单位的网孔数量，通常采用欧制，即每平方厘米的网孔数。 一般网目越大，网纱厚度越薄，其丝印精度，均匀性越好，但透墨量越差。 常用网纱使用 : 43T，51T孔点网及线路网制作 90T，120T字符网的制作,74,将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油初步硬化，为准备曝光提供条件。

12、,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),低温锔板：,低温锔板方法：,采用隧道锔炉的方式。温度一般设定在7075度。,75,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),操作区间温、湿度控制：温度-202; 湿度50-60%.,操作间温、湿度控制很重要，温度低于18搅好的绿油粘度会越来越低，高于22。网上的绿油极易风干，给印板造成困难，而且板面也极易氧化。湿度低于50%时，绿油易干网；而当湿度高于60%时，绿油粘度越来越低，难以控制。,76,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),根据客户要求制作特定的曝光底片贴在板面上，在紫外光下进行曝光

13、，设有遮光区域的绿油最终将被冲掉裸露出铜面，受紫外光照射的部分将硬化，并最终着附于板面。,曝光（Exposure） ：,曝光的要求 ：,每种绿油有不同的曝光能量及时间要求，一般由21格曝光尺进行检验 Z26K7-9格 EMP110-13999-12格 SD-24678-10格 PSR4000MP10-12格,77,通过Na2CO3（1.0%)溶解的作用下，未曝光部分的感光材料发生聚合反应。将曝光时设有遮光区域的绿油冲洗掉，显影后板面将完全符合客户的要求：盖绿油的部位盖绿油，要求铜面裸露的部位铜面裸露。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),冲板显影（Developing）

14、 ：,冲板显影的主要测试项目 ：,显影露铜点的测试。一般范围：5060%,78,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),UV 固化（UV Bumping） ：,将板面绿油初步硬化，避免在后续的字符印刷等操作中擦花绿油面。,UV 固化主要控制项目：,光的能量大小，速度。,79,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),字符印刷（Component mark） ：,按照客户要求在指定区域印制元件符号和说明。,字符印刷控制要素 ：,对位准确度。 丝印前应仔细检查网，以避免定位漏油或漏印。,80,将绿油硬化、烘干。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder

15、Mask),高温终锔（Thermal curing） ：,高温终锔控制要素：,硬度：铅笔测试应在5H以上为正常。,81,1.0.65MM通孔,采用丝印兼塞,即丝印时,塞 孔位不设挡油垫,一般要求连续拖印2-3次, 以保证孔内绿油塞至整个孔深度的2/3以上. 2.0.65MM通孔,一般采用二次塞孔方式,即丝 印表面绿油时,孔位设置挡油垫,在曝光显影 后或喷锡加工之后,再进行塞孔.二次塞孔油 墨一般采用SR1000热固型油墨.,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),其他丝印技术（塞孔） ：,82,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印一般工艺要求 ：

16、,绿油厚度 线路绿油厚度： 0. 4MIL 0. 8MIL 基板绿油厚度： 0. 8MIL 1. 2MIL 绿油桥 SMT方垫 ：3MIL ， 其他：5MIL 其他：生产板边缘至少应留0.20“宽,保证板能放在插板车（如下图）。,83,沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金Electroless Nickel Immersion Gold。 是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层方法的一种工艺。其目的是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金，以保护铜面及良好的焊接性能。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工艺,沉镍金定义：,84,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工艺,沉镍金基本流程：,85,活化,预浸,除油

17、,化学镀镍,化学镀镍：化学镀镍层的镍磷层能起到有效的阻挡作用,防止铜的迁移,以免渗出金面,氧化后导致导电性不良。,活化：其作用是在铜面析出一层钯，作为化学镍起始反应之催化晶核。,沉金：是指在活性镍表面通过化学置换 反应沉积薄金。,微蚀,沉金,除油：用于除去铜面之轻度油脂及氧化物，使铜 面清洁及增加润湿性。,微蚀：酸性过硫酸钠微蚀液用于使铜面微 粗糙化，增加铜与化学镍层的密着性。,预浸：维持活化缸的酸度及使铜面在新鲜状态（无氧化物）的情况下，进入活化缸。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,86,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,87,在钯的催化作用下，Ni2+在NaH2PO2的还原条

18、件下沉积在裸铜表面。当镍沉积覆盖钯催化晶体时，自催化反应将继续进行，直至达到所需之镍层厚度。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,化学镀镍原理：,88,Ni2+ +2H2PO2- +2H2O Ni+2HPO32+4H+H2 副反应： 4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H2,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,化学镀镍化学反应原理：,89,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,化学镀镍反应机理：,90,作用：是指在活性镍表面通过化学置换反应沉积薄金。 化学反应： 2Au+Ni 2Au+Ni2+,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,沉金：,91,由于金和镍的标准电极电位

19、相差较大，所以在合适的溶液中会发生置换反应。镍将金从溶液中置换出来，但随着置换出的金层厚度的增加，镍被完全覆盖后，浸金反应就终止了。一般浸金层的厚度较薄，通常为0.1m左右,这既可达到降低成本的要求,也可提高后续钎焊的合格率。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,沉镍金工艺特性：,92,热风整平又称喷锡，是将印制板浸入熔融的焊料中，再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得一个平滑，均匀光亮的焊料涂覆层。,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡工艺：,93,(1) 热风整平可分为两种： a、垂直式 b、水平式 (2) 热风整平工艺包括： 助焊剂涂覆 浸入熔融焊料 喷涂熔

20、融焊料 热风整平,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡方式：,94,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡基本流程：,（预涂）,95,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,后处理,喷锡,前处理,干板,干板：热风吹干。,后处理：通过热水刷洗，毛辘擦洗，循环水洗。,热风整平,前处理：主要起清洁、 微蚀的作用。,热风整平：预热后涂抹松香及整平。,喷锡：高温高压的作用下，风刀的平均喷涂。,96,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,97,主要起清洁、微蚀的作用。除去表面的有机物和氧化层、粗化表面通常微率要求在1-2um左右。,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡前处理作用：,热风整平（

21、预涂助焊剂）：,采用辘压方式，即第一对毛辘涂抹松香，第二（三）对硅胶辘除去多余的助焊剂。,98,热风整平、焊热温度： - Sn63/Pb37共熔点183 。C。 - 183 。C -221 。C 间，其与铜生成金属间化合物的能力低。 - 过高焊热温度可能破坏基材或使阻焊剂点燃。温度过低，可能导致金属孔堵塞。,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡主要要素：,99,第五部分：外层制作原理阐述,沉锡工艺,沉锡：,用化学的方法沉积薄层纯锡以保护铜面，同时保持良好的焊接性能。,100,第五部分：外层制作原理阐述,沉锡工艺,沉锡基本流程：,水洗,除油,水洗,沉锡,水洗,干板,微蚀,101,沉锡,除油

22、,干板,干板：热风吹干。,微蚀,除油：主要起清洁铜面的作用。,微蚀：主要起粗化铜面的作用。,沉锡：通过化学作用，沉上锡层。,第五部分：外层制作原理阐述,沉锡工艺,+水洗,+水洗,+水洗,102,在一块制作完成的线路板上，按客户要求的轮廓外形大小，把外形加工制作出来。,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,外形加工：,103,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,外形加工工艺流程：,锣板或啤板,资料确认,检查,清洗,干板,定位孔,V坑,斜边,104,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,105,由DNC数控电脑系统控制机台移动,按所输入电脑的资料,制作出客户所要求的轮廓及外形。控制方面分别有X.Y轴坐标及Z轴坐标，电脑控制机台XY轴移动及Z轴锣头带动的锣刀,通过输入锣板资料及适当的参数,F.N.D.R.C等