PCB__制程講解

1、PCB PCB 制程講解制程講解PCB 其全稱為（Printing Circuits Board)中文為印刷線路板）PCB（線路板）是用來(lái)承載電子元件，提供電路聯(lián)接各元件的母版。單面板單面板雙面板雙面板多層板多層板硬板硬板軟板軟板軟硬板軟硬板明孔板明孔板暗孔板暗孔板盲孔板盲孔板噴錫板噴錫板碳油板碳油板金手指板金手指板( (等等）等等）鍍金板鍍金板沉金板沉金板ENTEKENTEK板板HardnessHardness硬度性能硬度性能PCB Classy PCBPCB Classy PCB分類分類Hole DepthHole Depth孔的導(dǎo)通狀態(tài)孔的導(dǎo)通狀態(tài)Fabrication andFabri

2、cation and Costomer Requirements Costomer Requirements生產(chǎn)及客戶的要求生產(chǎn)及客戶的要求ConstructureConstructure結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)PCB 基板的造成PrepregCopper Foil銅箔類型：銅箔類型：1/41/4OZOZ；1/3OZ1/3OZ；1/2OZ1/2OZ；1OZ1OZ；2OZ2OZ；3OZ3OZPCB 成品圖如圖所示：Wet Film/綠油Annual ring 錫圈Screen Marks 白字PAD/焊錫盤Production Number 生產(chǎn)型號(hào)3C6013C6013C60112658Golden Fing

3、er/金手指雙面板與多層板區(qū)別 從工序上講，多層板與雙面板的區(qū)別：1.雙面板的壓板材料只有P片和Cu箔；多層板的壓板材料既有P片和最外層的兩個(gè)Cu箔，還有P片之間的內(nèi)層板。 2.多層板的生產(chǎn)多了內(nèi)層板的生產(chǎn)制造。內(nèi)層板的制造與外層板大體相似。下面介紹雙面板的制作：PCB所用板料概述所用板料概述目前目前PCBPCB內(nèi)層所用板材按照內(nèi)層所用板材按照TGTG點(diǎn)分類有三種：點(diǎn)分類有三種： a、TG點(diǎn)為130，樹脂體系由兩個(gè)官能團(tuán)組成； 特性：TG點(diǎn)低，耐熱性能相對(duì)較差。 b、TG點(diǎn)為140，樹脂體系由四個(gè)官能團(tuán)組成； 特性：耐熱性能良好，材料穩(wěn)定性較好，是PCB常用材料。 c、高TG（ TG點(diǎn)通常大于

4、150，樹脂體系由多個(gè)官能團(tuán)組成）。 特性：TG點(diǎn)較高，耐熱性較優(yōu)，單價(jià)較高，流程制作工藝相對(duì)復(fù)雜。按照材料的相關(guān)成分分類可三種：按照材料的相關(guān)成分分類可三種： a、鹵素材料；PCB所用板料概述所用板料概述特性：目前用于生產(chǎn)的大多數(shù)板材為鹵素材料，對(duì)人體有害,主要是燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二惡英（dioxides，戴奧辛TCDD，二氧環(huán)環(huán)己烷），奔呋喃 （Benz furan）等，發(fā)煙量大、高毒性、致癌，人體攝入后無(wú)法排除，影響身體健康。b、無(wú)鹵素材料；特性：含鹵素比例較少，JPCA-ES-01-2003標(biāo)準(zhǔn)，日本人的定義：CL、Br、I含量小于0.09%（重量比）稱為無(wú)鹵素，鑒于鹵素對(duì)人體存在較大危害，

5、相關(guān)法律法規(guī)推動(dòng)禁止使用鹵素材料用于板料中（WEEE，ROHS），1982年瑞士發(fā)現(xiàn)在鹵化物燃燒后存在二惡英，后20世紀(jì)90年代在日本后生省焚爐廢氣中發(fā)現(xiàn)二惡英。 a、與FR4材料相比，吸水性低，TG約高，DK值約小一點(diǎn)，適用于PCB阻抗板生產(chǎn)，單價(jià)較貴； b、主要應(yīng)用于電腦、手機(jī)、通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、儀表、攝象機(jī)、平面液體濕顯示器等領(lǐng)域中PCB所用板料概述所用板料概述按照焊錫流程可分為兩種：按照焊錫流程可分為兩種： a、有鉛制程材料，目前所用的FR4板料均有鉛材料，特點(diǎn)：有毒性，對(duì)人體有害，體現(xiàn)在智力下降、惡心、頭痛、失眠、食欲不振等；典型的是貧血、中樞神經(jīng)混亂； b、無(wú)鉛材料，主要范圍：焊

6、錫中、元件半導(dǎo)體引腳涂覆層、PCB金屬花孔及焊盤上、相關(guān)物質(zhì)中所含穩(wěn)定劑中（鹵化樹脂、導(dǎo)線、涂料、染料、玻璃 黏結(jié)材料等）。定義：歐盟稱物質(zhì)中鉛含量0.1%為無(wú)鉛，日本0.2%為無(wú)鉛 。特點(diǎn)： 1）、對(duì)人體的毒害較小； 2）、焊料的熔點(diǎn)升高（越217）； 3）、對(duì)板材的耐熱性要求提高； 4）、板料要求低DK值、低CET（Z軸膨脹系數(shù)tg點(diǎn)前50PPM/，tg后250PPM / ），普通板材的為TG點(diǎn)前80PPM/，TG點(diǎn)后300PPM /PCB所用板料概述所用板料概述 按照增強(qiáng)材料可分為四種：按照增強(qiáng)材料可分為四種： 1）、CEM系列材料，如CEM-1、CEM-3材料等，特點(diǎn)：TG點(diǎn)低，耐熱性

7、較差等； 2）、玻璃布材料，如FR4等。特點(diǎn)：尺寸穩(wěn)定較好，耐熱性較好等； 3）、陶瓷材料；我司咱未用過(guò)； 4）、鐵氟龍材料。特點(diǎn)：成本高，尺寸穩(wěn)定較差，對(duì)流程生產(chǎn)工藝要求較高（如壓合、鉆孔、沉銅等）；PCB所用板料概述所用板料概述常用板料常用板料FR4FR4相關(guān)特性介紹：相關(guān)特性介紹： 1）、板料成分組成：由玻璃布、環(huán)氧樹脂、銅箔組成； 2）、玻璃布分為：普通板料用玻璃布（即玻璃布成圓柱形的）及LDPP用玻璃布（即玻璃布為橢圓形的，便于激光打孔時(shí)孔壁質(zhì)量的改進(jìn)）。目前存在類型有：7629、7628、2116、1506、1500、2113、2112、1080、106、3313等類型，他們的區(qū)別

8、主要是在厚度、樹脂含量、經(jīng)緯向玻璃布的數(shù)量、大小等區(qū)別。 3）、樹脂體系分為：含鹵素同不含鹵素兩種環(huán)氧樹脂（通常普通FR4含Br）； 4）、銅箔：按照加工方式的不同可分為電解銅箔及壓延銅箔兩種。其中按照銅箔的重量來(lái)分通常有1/3OZ、HOZ、1OZ、2OZ、3OZ、4OZ等，通常是重量越重厚度相對(duì)就越厚，如HOZ厚度為0.65MIL，1OZ為1.35MIL。制作工藝流程Solder Mask綠油Middle Inspection蝕檢PTH/Panel Plating沉銅/板電Dry Film干菲林Drilling鉆孔Pattern Plating/Etching圖電/蝕刻開料/局板制作工藝流程

9、Packing包裝FQA最后稽查Surface表面處理Profiling成型Component Mark白字測(cè)試/FQC終檢 Pressing壓板Drilling 鉆孔 PTH/PP沉銅/板電Dry Film干菲林Exposure 曝光Pattern Plating圖電Developing 沖板Plating Tin鍍錫Strip Film 褪菲林Strip Tin 褪錫Wet Film 濕綠油Surface treatment 表面處理Profiling 成型表面處理方法 Hot Air Levelling 噴錫 Gold finger board 金手指板 Carbon oil board

10、 碳油板 Au plating board 鍍金板 Entek（防氧化）板 Immersion Au board 沉金板 Immersion Tin 沉錫板 Immersion Silver 沉銀板目的目的在鍍銅板上鉆通孔/盲孔，建立線路層與層之間以及元件與線路之間的連通。鉆孔板的剖面圖鉆孔板的剖面圖孔孔鉆孔鉆孔管位管位孔孔板料板料鋁片鋁片 Guide HoleGuide Hole管位孔管位孔Back Up BoardBack Up Board墊板墊板PCBPCB EntryEntry蓋板蓋板 磨圓角：除去生產(chǎn)板上四角上的尖角，以免擦花、插穿菲林及傷人。磨板邊：除去生產(chǎn)板周圍的纖維絲，防止擦花

11、。管位釘:將生產(chǎn)板與底板用管位釘固定在一起，以避免鉆孔時(shí)板間滑動(dòng),造成鉆咀斷。P表示生產(chǎn)板 (S代表樣板)我司的生產(chǎn)型號(hào)板的層數(shù)版本號(hào)(1A,1B,2B)P 12658 - 3A 04生產(chǎn)型號(hào)舉例： （1）蓋板的作用）蓋板的作用定位散熱減少毛頭(披鋒）鉆頭的清掃防止壓力腳直接壓傷銅面（2）墊板的作用）墊板的作用保護(hù)鉆機(jī)之臺(tái)面防止出口性毛頭降低鉆咀溫度清潔鉆咀溝槽中之膠渣 鉆孔質(zhì)量缺陷鉆孔質(zhì)量缺陷質(zhì)量缺陷質(zhì)量缺陷鉆孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔徑錯(cuò)、斷鉆頭、塞孔、未鉆透鉆孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔徑錯(cuò)、斷鉆頭、塞孔、未鉆透孔內(nèi)缺陷孔內(nèi)缺陷銅箔缺陷：分層、釘頭：鉆污、毛刺、碎屑、粗糙銅箔缺陷：分層

12、、釘頭：鉆污、毛刺、碎屑、粗糙基材缺陷：分層、空洞、碎屑堆、鉆污、松散纖維、基材缺陷：分層、空洞、碎屑堆、鉆污、松散纖維、溝槽、來(lái)福線溝槽、來(lái)福線 Panel Plating板面電鍍板面電鍍PTH 孔內(nèi)沉銅孔內(nèi)沉銅PTH 孔內(nèi)沉銅孔內(nèi)沉銅Panel Plating板面電鍍板面電鍍Prepreg板料板料Cutaway of Panel Plating and PTH沉銅沉銅 / 板面電鍍剖面圖板面電鍍剖面圖沉銅原理沉銅原理 為了使孔壁的樹脂以及玻璃纖維表面產(chǎn)生導(dǎo)電性為了使孔壁的樹脂以及玻璃纖維表面產(chǎn)生導(dǎo)電性, ,所所以進(jìn)行化學(xué)鍍銅即沉銅以進(jìn)行化學(xué)鍍銅即沉銅. .它是一種自催化還原反應(yīng)它是一種自催

13、化還原反應(yīng), ,在化在化學(xué)鍍銅過(guò)程中學(xué)鍍銅過(guò)程中CuCu2+ 2+ 得到電子還原為金屬銅得到電子還原為金屬銅, ,還原劑放出電還原劑放出電子子, ,本身被氧化本身被氧化. .目的目的 用化學(xué)方法使線路板孔壁用化學(xué)方法使線路板孔壁/ /板面鍍上一層薄銅，使板板面鍍上一層薄銅，使板面與孔內(nèi)成導(dǎo)通狀態(tài)。面與孔內(nèi)成導(dǎo)通狀態(tài)。 主要缺陷 板面起泡及分層：板電銅與化學(xué)銅或化學(xué)銅與基銅結(jié)合力差造成的； 孔粗； 孔紅、孔黑 ； 孔無(wú)銅； 塞孔 ； 板面砂粒及粗糙； 水漬。 Scrubbing 磨板Developing顯影Exposure曝光Laminate Dry Film轆干菲林Duplicate GII

14、Dry Film 黃菲林復(fù)制光致抗蝕劑（即干膜）的特性光致抗蝕劑（即干膜）的特性負(fù)性光致抗蝕劑：光照射部分聚合（或交聯(lián)），曝光顯影之后，能把生產(chǎn)用照相底版上透明的部分保留在板面上。定位方法定位方法:我司用的是用紅膠紙粘貼定位的方法.主要缺陷 沖穿孔 曝光不良（幼線） 沖板不凈 滲鍍和甩菲林 菲林碎開路 曝光垃圾圖形電鍍的目的圖形電鍍的目的銅線路是用電鍍光阻定義出線路區(qū)，以電鍍方式填入銅來(lái)形成線路。圖形電鍍?cè)趫D象轉(zhuǎn)移后進(jìn)行的,該銅鍍層可作為錫鉛合金(或錫)的底層,也可作為低應(yīng)力鎳的底層。蝕刻的原理蝕刻的原理 將覆銅箔基板上不需要的銅，以化學(xué)反應(yīng)方式將不要的部分銅予以除去，使其形成所需要的電路圖形

15、。 堿性氯化銅蝕刻特性： 1.適用于圖形電鍍金屬抗蝕層，如鍍覆金、鎳、錫鉛含金.錫鎳含金及錫的印制板的蝕刻。 2.蝕刻速率快，側(cè)蝕小，溶銅能力高，蝕刻速率容易控制。 3、蝕刻液可以連續(xù)再生循環(huán)使用，成本低。 Striping 褪膜Etching蝕刻Tin Striping褪錫常采用金、鉛錫、錫、等金屬及油墨、干膜作抗蝕層。常采用金、鉛錫、錫、等金屬及油墨、干膜作抗蝕層。After Etching蝕刻后蝕刻后圖電、蝕刻主要缺陷1、圖電電鍍燒板 電鍍分層 階梯電鍍 針孔 麻點(diǎn) 陽(yáng)極鈍化 低電流區(qū)鍍層發(fā)暗 鍍層粗糙 鍍層脆性大 2、蝕刻蝕刻速率降低 蝕刻液中出現(xiàn)沉淀 抗蝕層被浸蝕 銅表面發(fā)黑，蝕刻不

16、動(dòng) Solder Mask-Solder Mask-綠油綠油阻焊膜（濕綠油）阻焊膜（濕綠油）定義定義一種保護(hù)層，涂覆在印制板不需焊接的線路和基材上。目的目的 防止焊接時(shí)線路間產(chǎn)生橋接，同時(shí)提供永久性的電氣環(huán)境和抗化學(xué)保護(hù)層。Solder Mask-Solder Mask-綠油綠油工作原理工作原理 液態(tài)光成像阻焊油墨簡(jiǎn)稱感光膠或濕膜。感光膠經(jīng)網(wǎng)印并預(yù)烘后，進(jìn)行光成像曝光，紫外光照射使具有自由基的環(huán)氧樹脂系統(tǒng)產(chǎn)生光聚合反應(yīng)，未感光部分（焊盤被底片擋?。?，在稀堿液中顯影噴洗而清除。 印制板上已感光部分進(jìn)行熱固化，使樹脂進(jìn)一步交聯(lián)成為永久性硬化層。Solder Mask-Solder Mask-綠油綠

17、油Pre-Baking 預(yù)固化 Duplicate GII Film 復(fù)制黃菲林Pretreatment前處理Screen Printing絲印Exposure 曝光Developing 顯影停放停放1515分鐘分鐘停放停放1515分鐘分鐘Baking 終固化綠油制作流程圖Solder Mask-Solder Mask-綠油綠油前處理前處理 目的是為了除去銅箔表面的氧化物,油脂和其它雜質(zhì),另一方面是為了粗化銅表面,增加表面積,使之能與阻焊油墨有良好的結(jié)合力。 前處理是絲印阻焊前的十分重要的工序，如成品檢查發(fā)現(xiàn)阻焊膜掉，膠帶試驗(yàn)不合格，波峰焊后板面阻焊起泡，阻焊下的大銅面有污物等都同表面處理有關(guān)

18、。Solder Mask-Solder Mask-綠油綠油預(yù)烘預(yù)烘 目的是蒸發(fā)油墨中所含的約25%的溶劑，使皮膜成為不粘底片的狀態(tài)；溫度和時(shí)間應(yīng)有限制。曝光曝光 將需要留在板子上的油墨經(jīng)紫外光照射后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在顯影時(shí)不被褪去，而未感光部分則被曝光后的油墨Na2CO3溶液溶解洗掉露出焊盤、焊墊等需焊的區(qū)域。 曝光后的油墨不溶于弱堿（1%Na2CO3 )但可溶于強(qiáng)堿(5%-10%NaOH),從而達(dá)到既可顯影又可及時(shí)使有問(wèn)題的板返工處理的目的。Solder Mask-Solder Mask-綠油綠油顯影顯影目的目的 使油墨中未感光部分溶解于顯影液而被洗去，留下之感光部分，起絕緣、保護(hù)的作用。終固化終固化目的目的 使阻焊油墨徹底固化，形成穩(wěn)固的網(wǎng)狀構(gòu)架，達(dá)到其電氣和物化性能。終固化后Component Mark-Component Mark-白字白字 元件字符元件字符 提供黃，白或黑色標(biāo)記，給元件安裝和今后維修印制板提供信息。 具體采用絲印的方法具體采用絲印的方法白字后綠油主要缺陷1 1、綠油主要缺陷、綠油主要缺陷板面星點(diǎn)氧化 板面光澤度低 板面有砂粉 水金板面金面星點(diǎn)發(fā)黑 水金板甩油 2、白字主要缺陷、白字主要缺陷不過(guò)油 聚油S/M塞孔 散油 封VIA孔藏錫油薄 10. Profiling 外形加工對(duì)成品板進(jìn)行外形加工。（鑼、啤、V-Cut)1鑼板：將客戶