铝基板工艺制作流程.ppt

1、铝基板工艺制作流程,目 录,第一部分：前言&单面铝基板工艺流程 第二部分：表面银桥连接工艺流程 第三部分：单面双层铝基板工艺流程 第四部分：铝基双面线路板工艺流程 第五部分：双面多层埋、盲孔铝基板 工艺流程,第一部分前言 & 单面板工艺流程,一、什么是PCB,PCB就是印制线路板（printed circuit board），也叫印刷电路板。,?,狭义上：未有安装元器件，只有布线电路图形的半成品板，被称为印制线路板。,广义上讲是：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。,所采用安装技术，有插入安装方式和表面安装方式。,二、铝基PCB的分类,一

2、般从层数来分为： 单面板 单面双层或单面多层板 双面板或双面多层板 多层埋、盲孔板,什么是单面板、双面板、多层板？,多层印刷铝基线路板： 由三层及以上的导电图形层与绝缘材料加铝板（基板）交替层压粘结在一起制成的印刷电路板。 单面铝基板： 就是只有一层导电图形层与绝缘材料加铝板（基板）。,?,什么是单面板、双面板、多层板？,双面线路铝基板： 有两层导电图形层与绝缘材料加铝板（基板）叠加在一起。,?,按表面处理方式来划分：,沉金板 化学薄金 化学厚金 选择性沉金 电金板 全板电金 金手指 选择性电金 喷锡板 熔锡板 沉锡板 沉银板 电银板 沉钯板 有机保焊 松香板,铝基银桥线路板工艺流程,文字前的

3、工艺制作流程与前面几种工艺制流程相同印刷桥油（热固油墨）高温固化印刷银油高温固化印刷保护油（热固油墨）高温固化印刷文字文字固化后工序制作流程与前面几种工艺制作流程相同,二、流程简介,（一）开料板工序 来料开料焗板 来料：,由导热材料或半固化片与铜箔压合在铝板上而成用於铝基PCB制作的原材料 ，又称铝基覆铜板。,开料：,开料就是将一张大料根据不同拼板要求用机器切成小料的过程。开料后的板边尖锐，容易划伤手，同时使板与板之间擦花，所以开料后再用磨边机磨边。,焗板：,1.焗板目的： .消除板料在制作时产生的内应力。 提高材料的尺寸稳定性. .去除板料在储存时吸收的水份， 增加材料的可靠性。 2.焗板条

4、件： 150焗板4小时，叠板厚度通常50厘 米一叠。,（二)图形转移工序,1.什么是湿膜？什么是干膜？,湿膜（又称感光线路油）、感光干膜它们都是一种感光材料，该材料遇到紫外光后发生聚合反应，形成较为稳定的影像，不会在弱碱下溶解，而未感光部分遇弱碱溶解。,PCB的制作就是利用该材料的这一特性，将客户的图形资料，通过濕菲林(濕膜)转移到板料上。,2. 湿膜和干膜的工艺流程： .湿膜制作： 线路磨板丝印湿膜低温烤板 对位曝光显影 .干膜制作： 线路磨板压干（贴）湿膜对 位曝光显影,3. 工艺流程详细介绍:,线路前處理：,前處理的作用：去除铜面氧化、脏污和粗化 铜面，便于感光線路油附着在铜面上。 前處

5、理的种类：化学磨板和酸性磨板。 .化学磨板工艺：,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。,除油水洗微蚀水洗酸洗压力水洗强风吹干热风干,酸洗水洗刷板水洗压力水洗强风吹干热风干,.化学磨板工艺：,以上关键步骤为酸洗和刷板段，原理是铜表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面。,內層絲印：,絲印的作用： 是絲印機通過絲網印刷將濕膜感光線路油貼在粗化的銅面上。,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。,显影：,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Na

6、2CO3（0.8-1.2%)溶解。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。,蚀刻：,蚀刻的作用： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。,蚀刻的原理： Cu+CuCl2 2CuCl 2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O 2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O,褪膜：,褪膜的原理： 是通过较高浓度的NaOH（3-5%）将保护线路铜面的菲林去掉，NaOH溶液的浓度不能太高，否则容易氧化板面。,去墨液 （ink stripping）,（三）AOI工序,AOI- Automatic Optical Inspection 中文为自动光学检查仪.,该机器原理是利

7、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。,（四）棕化工序,棕化的作用：,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。,棕化前,棕化后,棕化工艺介绍： 棕化工艺原理：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） 。本公司目前采用棕化工藝。,优点：工艺简单、容易控制； 棕化膜抗酸性好， 不会出现粉红圈缺陷。,缺点： 结合力不及黑化处理的表面。 两种工艺的线拉力有较大差异。,（五）排压板工艺,工艺简介：压

8、板就是用半固化片将外层铜箔与内层，以及各内层与内层之间连结成为一个整体，成 为多层板。,工艺原理：利用半固化片的特性，在一定温度下融化，成为液态填充图形空间处，形成绝缘层，然后进一步加热后逐步固化，形成稳定的绝缘材料，同时将各线路各层连接成一个整体的多层板。,什么是半固化片？ Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写。是树脂与玻璃纤维载体合成的一种片状粘结材料。,树脂通常是高分子聚合物，一种热固型材料。目前常用的为环氧树脂FR-4。,它具有三个生命周期满足压板的要求：A-Stage：液态的环氧树脂。又称为凡立水（Varnish）B-Stage：部分聚合反应，成为固体胶片，是半固化片。

9、 C-Stage：压板过程中，半固化片经过高温熔化成为液体，然后发生高分子聚合反应，成为固体聚合物，将铜箔与基材粘结在一起。成为固体的树脂叫做C-Stage。,SEPARATE PLATE(鋼板),排板流程：,压板流程：,工艺条件： 1。提供半固化片从固态变为液态、然后发生聚合反应所需的温度。 2。提供液态树脂流动填充线路空间所需要的压力。 3。提供使挥发成分流出板外所需要的真空度。,（六）銑靶鑽靶及修邊,1.銑靶:用銑靶機將標靶位的銅皮銑開以顯露出鑽靶時所利用的標靶. 2.鑽靶:用鑽靶機通過標靶自動定位鑽出標靶孔為鑽孔時提供定位孔.,修边、,修边：根据MI要求，将压板后的半成品板的板边修整到

10、需要的尺寸,第二部分,外层前工序,一、外层工艺流程图解（前工序）,蚀板,沉銅板面电镀,二、流程简介,(一)钻孔, 在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置 及大小均需满足客户的要求。 实现层与层间的导通，以及将来的元件 插焊。 为后工序的加工做出定位或对位孔,目的：,铝片,基本物料：,管位钉,底板,皱纹胶纸,钻咀,钻机由CNC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需孔的位置。 控制方面分别有X、Y辆坐标及Z轴坐标，电脑控制机台适当的钻孔参数，F、S、 R、 D等，机器会自动按照资料，把所需的孔位置钻出来。,钻机的工作原理：,镭射钻孔 冲压成孔 锣机铣孔,成孔的其他方法：,the dri

11、lled blank,用化学的方法使钻孔后的板材孔内沉积上一层导电的金属,并用全板电镀的方法使金属层加厚,以此达到孔内金属化的目的,并使线路借此导通。,(二)沉銅全板电镀,目的：,磨板 除胶渣沉銅 全板电镀 下工序,流程：,入板 机械磨板 超声波清洗 高压水洗 烘干 出板,（1）磨板：,在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。,作用：,膨胀剂 水洗 除胶渣 水洗 中和 水洗,（2）除胶渣：,化学沉铜（Electroless Copper Deposition），俗称沉铜，它是一种自催化的化学氧化及还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化

12、。化学镀铜在印刷板制造中被用作孔金属化，来完成双面板与多面板层间导线的联通。,（3）孔金属化：,膨脹 水洗 微蚀 水洗 预浸 水洗 活化 水洗 还原 水洗 沉铜 水洗,流程：,（4）全板电镀：,全板电镀是作为化学铜层的加厚层，一般化学镀铜层 为0.02-0.1mil而全板电镀则是0.3-0.6mil在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。,全板电镀的溶液成分 1）、硫酸铜CuSO4 2）、硫酸 3）、氯离子 4）、添加剂,原理 镀铜液的主要成分是CuSO4和H2SO4，直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应：,(三)干菲林,目的： 即在经过清洁粗化的铜面上覆上一层感光材料，通过黑片或棕片曝光，显

13、影后形成客户所要求的线路板图样，此感光材料曝光后能抗后工序的电镀过程。,流程： 上工序前處理貼膜 曝光显影下工序,流程： 上工序酸洗水洗 磨板水洗烘干,(1)、貼膜 功用: 利用貼膜机,使干膜在热压作用下,粘附于经过粗化处理过的板面上. 工艺流程: 板面清洁预 热貼 膜冷 却,(2). 曝光 功用: 通过紫外光照射,利用黃菲林或黑菲林,将客户要求的图形转移到制板上。 曝光流程: 对位曝光下工序,(3). 显影 功用: 通过Na2CO3水溶液的作用,使未曝光的干膜溶解,而曝光部分则保留下来,从而得到后工序所需的图形。 顯影流程: 撕保护膜显 影水 洗烘 干,(四). 图型电镀：,目的： 将合格的

14、，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.,流程： 上板 酸性除油 微蚀 预浸 电镀铜 预浸 电镀锡 烘干 下板,全板鍍金： 作用： 在鍍銅之後加鍍鎳金, 既做為圖形電鍍的抗蝕層, 又可具備良好表面涂敷之特性。,（五）蚀板：,目的： 通过去除干膜后蚀刻液与干膜下覆铜面反应蚀去铜面。电路图形因有抗蚀阻层得以保留，褪去电路图形上覆锡层而最终得到电路图形的过程称为蚀刻（碱性）.,流程： 入板 褪膜 蚀刻 褪锡 下工序,（1）褪膜： 曝光后干膜属于聚酯类高分子化合物，具有羧基（-COOH）的长链立体网状结构。

15、与NaOH或专用退膜水发生皂化反应，长链网状结构断裂，产生皂化反应。 在高压作用下，断裂后的碎片被剥离铜面。,（2）蚀刻： 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： Cu2+ +Cu 2 Cu1+,（3）褪锡： 锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式如下： Sn+2HNO3 Sn（NO3）2+NO2,第三部分,外层后工序,一、外层工艺流程图解（后工序）,褪膜-蚀刻-褪锡,绿油-白字,

16、熔锡,沉金/沉锡/喷锡,外形加工,二、流程简介,（一）绿油/白字,目的：,绿油也叫防焊或阻焊，其作用在于保护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。,（1）板面前处理（Suface preparation） 去除板面氧化物及杂质，粗化铜面 以增强绿油的附着力。 （2） 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。 （3）低温焗板（Predrying） 将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油 初步硬化准备曝光。,（4）曝光（Exposure） 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，沒有遮光区域的 绿

17、油最终将被冲掉裸露出铜面，受紫外光照 射的部分将硬化，并最终附着于板面。 （5）冲板显影（Developing） 将曝光时沒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。,（6）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 （7）字符印刷（Component mark） 按客户要求、印刷指定的零件符号。 （8）高温终焗（Thermal curing） 将绿油硬化、烘干。 铅笔测试应在5H以上为正常,（二）沉金,目的：,沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金 Electroless Nicke

18、l 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。,流程： 除油 微蚀预浸 活化 化学镀镍沉金,（三）喷锡,目的：,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。,(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 喷涂熔融焊料 热风整平,(3) 工艺流程： 贴胶带 前处理 热风整平 后处理(清洗),（五）外形加工 目的： 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。,工艺流程： 收板 DCC发放资料 锣板资料 锣板定位孔 进行锣板 检查 清洗 烘干 下工序(最后检查),其它外形制作： A、啤板 B、斜边 C、手動V坑(數控V坑等),锣板的工作原理,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