PCB介紹培訓(xùn)教材課件

1、1Training Material For PCB Process Flow 廣 東 依 頓 電 子 科 技 股 份 有 限 公 司Guang Dong Ellington Electronics Technology Co,Ltd. 印制線路板流程培訓(xùn)教材 內(nèi)容PCB 簡介PCB發(fā)展史PCB一般分類PCB制作流程簡介 PCB（printed circuit board），即印制電路板是在絕緣基材上，按預(yù)定設(shè)計，制成印制線路，印制元件或由兩者組合而成的導(dǎo)電圖形后制成的板。 它作為元器件的支撐，并且提供系統(tǒng)電路工作所需要的電氣連接，是實現(xiàn)電子產(chǎn)品小型化、輕量化、裝配機(jī)械化和自動化的重要基礎(chǔ)部件

2、，在電子工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。 即：絕緣、承載、導(dǎo)電PCB 簡介PCB發(fā)展史1936年，英國博士Eisler博士，首先提出銅箔蝕刻法工藝。 1942年，他用絲網(wǎng)印刷圖形，用銅箔蝕刻法制作 出收音機(jī)印制板。1950年，銅箔蝕刻法美國成功用于二次世界大戰(zhàn)中 。1953年，出現(xiàn)雙面板，并采用電鍍工藝使兩面線路互連，出現(xiàn)孔金屬化。1960年，出現(xiàn)了多層板。1970年，產(chǎn)生多層布線板 集成電路和電子計算機(jī) 1990年，產(chǎn)生積層多層印刷板 表面安裝技術(shù)和多芯片技術(shù)迅速發(fā)展。 單面板碳油板沉銀板雙面板多層板硬板軟硬板軟板OSP板鍍金板沉錫板噴錫板沉金板通孔板埋孔板盲孔板Const ructure結(jié)構(gòu)Hardne

3、ss硬度性能Hole Depth孔的導(dǎo)通狀態(tài)Solder surface 表面制作PCB一般 分類PCB Classy PCB分類PCB 一般分類按結(jié)構(gòu)分： 單面板、雙面板、多層板 雙面板四層板單面板一層線路兩層線路四層線路PCB一般分類 按硬度分：軟板、硬板、 軟硬結(jié)合板硬板軟板軟硬結(jié)合板PCB 一般分類按孔的導(dǎo)通狀態(tài)分：埋孔板 未延伸到印制板表面的一種導(dǎo)通孔。盲孔板 從印制板內(nèi)僅延展到表層的導(dǎo)通孔。通孔板 從印制板的一個表層延展到另一個表層的導(dǎo)通孔。通孔板盲孔板埋孔板PCB 分類按表面制作分類： 常見：噴錫、鍍金 、 沉金、OSP、 碳油、沉錫、 沉銀等復(fù)合 表面處理鍍金+OSP沉金碳油沉

4、銀OSPPCB制作流程簡介內(nèi)層干菲林內(nèi)層AOI棕化/壓板鉆 孔沉銅/全板電鍍外層干菲林表面處理外形加工圖形電鍍/外層蝕刻綠油/白字FQCET測試外層AOI包裝出貨多層板內(nèi)層工序切板/開料外層工序PCB制作工藝流程開料 即是將來料大料加工成生產(chǎn)要求的尺寸。自動開料機(jī)常用來料的大料尺寸37 4941 4943 49成品將大料加工成生產(chǎn)尺寸18 24覆銅板 PCB制作工藝流程開料 磨板下工序 開料流程 開料磨圓角磨板邊打字嘜水洗焗板* 開料注意事項： 1.磨邊、磨角，開料后的小料經(jīng)過磨邊、磨角主要是避免板與板在運輸過程中擦花； 2. 區(qū)分小料經(jīng)緯向（小料與大料的長邊一致為直料；小料與大料的長邊 不一

5、致為橫料）； PCB制作工藝流程開料3. 烤板的目的是： a. 消除板料在制作時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高材料的尺寸穩(wěn)定性； b. 去除板料在儲存時吸收的水份，增加材料的可靠性。橫料直料PCB制作工藝流程內(nèi)層干菲林內(nèi)層干菲林工藝流程 內(nèi)層前處理（分化學(xué)處理和噴沙磨板）轆干膜曝 光蝕 刻顯 影褪膜上工序下工序來料檢查水平拉連線作業(yè)潔凈房內(nèi)完成1.來料檢查 主要檢查橫直料是否有區(qū)分標(biāo)識、披鋒、氧化、凹痕、銅粒、膠漬、以及板邊毛刺、板粉等缺陷，嚴(yán)重問題板挑出退回給開料處理，避免缺陷板流入潔凈房。 注意事項： 來料尺寸公差超過2mm將會導(dǎo)致卡板，擦花熱轆，影響后續(xù)品質(zhì)。PCB制作工藝流程內(nèi)層干菲林2.前處理（

6、化學(xué)清洗/機(jī)械磨板） 前處理將板面的油跡、氧化物、垃圾等除去，同時粗化銅面，為后序的干膜良好的附著于銅面。 注意事項： 做板前，磨痕測試和水膜測試OK后才可以做板。 * 磨痕范圍：615mm * 水膜測試：30S （化學(xué)清洗只做水膜測試）PCB制作工藝流程內(nèi)層干菲林3.轆干膜 銅面干膜熱轆PCB制作工藝流程內(nèi)層干菲林 通過自動貼膜機(jī)的壓轆把干膜貼在已經(jīng)過前處理的板面上，為曝光圖形轉(zhuǎn)移做 準(zhǔn)備。前處理過的銅面貼了感光膜后的銅板4. 曝光底片紫外光 曝光就是將底片上的圖像經(jīng)過紫外光照射轉(zhuǎn)移到貼在板上的感光干膜上。PCB制作工藝流程內(nèi)層干菲林完成圖像轉(zhuǎn)移的板底片貼膜后的銅板貼了感光膜后的銅板褪膜（蝕

7、刻后，線路上經(jīng)過曝光的干 膜被褪膜藥水剝離，顯露出的 銅面就是需要內(nèi)層線路。）蝕刻（通過蝕刻藥水將顯影后露在外面的銅反應(yīng)掉， 留下需要的圖形線路。 ）顯影（將沒有經(jīng)過UV光照射曝光的干膜以顯影藥水溶解掉，保留已曝光的部分。）顯影/蝕刻/褪膜（DES）PCB制作工藝流程內(nèi)層干菲林顯影后 利用自動光學(xué)檢查儀，通過對照MASTER對蝕刻后的板進(jìn)行檢查，以確保制板無缺陷（如無開、短路等）進(jìn)入下一工序。自動光學(xué)檢測機(jī) 內(nèi)層AOI檢查缺陷內(nèi)容： * 開路、線路缺口、針孔 * 短路 * 劃傷露基材 * 凸銅PCB制作工藝流程內(nèi)層AOI檢查PCB制作工藝流程內(nèi)層AOI檢查內(nèi)層針孔/缺口-菲林起泡內(nèi)層開路雜物內(nèi)

8、層短路曝光不良內(nèi)層短路-曝光不良PCB制作工藝流程內(nèi)層AOI檢查開路-擦花開路前處理不良甩膜造成線路開路短路-膠跡造成線間殘銅短路-撕膜不凈造成線間殘銅部分缺陷示意圖：內(nèi)層凸銅和短路缺陷修理示意圖凸銅短路按要求修理后修理前缺陷圖片孔內(nèi)無銅絲、毛刺 按要求修理后修理前缺陷圖片修理好的線隙 那些原因會導(dǎo)致短路，舉例？短路 對銅表面進(jìn)行化學(xué)氧化，使其表面生成一層氧化物/鈍化層（棕色的氧化亞銅)，以進(jìn)一步增加表面積，提高粘結(jié)力；在裸銅表面產(chǎn)生一層致密的鈍化層以阻絕高溫下液態(tài)樹脂中胺類或酸堿對銅面的影響 。PCB制作工藝流程氧化處理（棕化）氧化處理前銅面平整氧化處理后銅面粗糙面增大PCB制作工藝流程氧化

9、處理（棕化）上面的圖和下面的圖有什么區(qū)別？PCB制作工藝流程 壓板 將銅箔(Copper Foil),半固化片(Prepreg)與氧化處理(Oxidation)后的內(nèi)層線路板,在高溫高壓下壓合成多層基板。 -銅箔- 棕化處理的板-P片-P片-銅箔半固化片PCB制作工藝流程 壓板壓板 棕化內(nèi)層基板拆板及切板壓板機(jī)排板銅箔壓板工序全流程 鉆管位孔完成內(nèi)層制作的多層板外形加工下一工序：鉆孔鑼邊機(jī)X-Ray或CCD鉆靶機(jī)磨邊機(jī)排板房內(nèi)完成壓機(jī)壓機(jī)Opening 示例PCB制作工藝流程 壓板-壓一盆板一般是10套左右- 熱壓盤- 熱壓盤- 牛皮紙- 鋼板- 鋼板- 牛皮紙- 承載盤- 蓋板PCB制作工藝

10、流程 壓板常見四層板排板結(jié)構(gòu)- 內(nèi)層板(C/C)- P片- P片-銅箔-銅箔四層銅層-內(nèi)層板(C/C)-銅箔-銅箔-P片-P片-內(nèi)層板(C/C)-P片常見六層板排板結(jié)構(gòu)六層銅層PCB制作工藝流 壓板壓板常見缺陷，一般是擦花、凹痕、皺折，其它問題從外觀看不到，比如： 壓板皺折壓板凹痕壓板皺折壓板異物PCB制作工藝流程壓板板翹棕化面爆板厚銅板大銅面爆板密集孔區(qū)域爆板壓板填膠不足壓板不良紗束分層壓板常見缺陷，一般是凹痕、擦花、起皺，其它問題從外觀看不到，比如： 線路板由哪幾部分壓和組成？PCB制作工藝流程鉆孔鉆孔流程 上電木板栽PIN上底板上銅板蓋鋁片貼膠帶鉆孔下機(jī)臺寫編號檢查（吹塞孔、打披鋒、拍膠

11、片）下制程。數(shù)控鉆機(jī) 為層間導(dǎo)通做準(zhǔn)備PCB制作工藝流程鉆孔鉆孔圖解一鋁片銅箔板料底板底板鋁片銅板銅板PCB制作工藝流程鉆孔鉆孔圖解二膠紙鋁片底板銅板電木板機(jī)臺面主軸鉆頭鉆咀鉆咀PCB制作工藝流程鉆孔品質(zhì)缺陷偏孔粗糙披鋒未鉆穿炸孔塞孔 鉆孔起什么作用？ 做完鉆孔已為層間導(dǎo)通做好準(zhǔn)備，接下來需要完成的是基本導(dǎo)電功能。 基本流程是用高錳酸鉀氧化還原法除去鉆孔過程中產(chǎn)生的殘留膠漬；然后用化學(xué)方法使線路板孔壁/板面沉上一層薄銅，使板面與孔內(nèi)成導(dǎo)通狀態(tài)；為防止沉銅層氧化，經(jīng)全板電鍍方法加厚孔內(nèi)銅層，防止孔內(nèi)銅被破壞。 除膠、沉銅、全板電鍍原理板面電鍍銅內(nèi)層銅沉銅板電后孔銅沉銅板電后面銅PCB制作工藝流程

12、除膠、沉銅、全板電鍍PCB制作工藝流程除膠、沉銅、全板電鍍除膠渣磨板三級水洗三級水洗膨脹中和二級水洗除油上板二級水洗二級水洗微蝕二級水洗活化預(yù)浸加速一級水洗沉銅除膠、沉銅制作流程圖PCB制作工藝流程外層干菲林 經(jīng)沉銅全板電鍍后,內(nèi)外層已連通, 本制程再制作外層線路（本流程原理同內(nèi)層干菲林工序）, 以達(dá)到導(dǎo)電性的完整，形成導(dǎo)通的回路。 外層干菲林制作流程：前處理（同內(nèi)層干菲林）貼膜曝光顯影PCB制作工藝流程外層干菲林顯 影貼 膜曝 光前處理后干膜曝光發(fā)生圖形轉(zhuǎn)移 在完成干菲林工序后呈現(xiàn)出線路的銅面上用電鍍方法加厚銅層,再鍍上一層錫作為該線路的保護(hù)層。PCB制作工藝流程 圖形電鍍鍍 錫鍍 銅PCB

13、制作工藝流程褪膜、蝕刻、褪錫褪膜將感光干膜用藥水剝除蝕刻把不需要的銅用蝕刻液蝕掉褪錫將抗蝕刻的錫(鉛)鍍層褪掉線路板基本形成 前工序所做出有圖形的線路板通過退膜、蝕刻、褪錫，將未受保護(hù)的部分銅蝕刻去，形成線路。PCB制作工藝流程褪膜、蝕刻、褪錫導(dǎo)通的內(nèi)外層板料線路底銅板面電鍍圖形電鍍 檢查原理同內(nèi)層AOI 。保證線路板無缺陷進(jìn)入下一工序。 外層AOI檢查不良缺陷有： 開路、刮傷、缺口 短路、銅渣、滲鍍、等缺陷。PCB制作工藝流程外層AOIPCB制作工藝流程外層AOI菲林起泡滲鍍曝光偏位曝光垃圾甩干膜PCB制作工藝流程外層AOI電測試-孔開那些工序容易導(dǎo)致孔無銅問題？防焊定義： 即一種保護(hù)層，絲

14、印在印制板不需焊接的線路和基材上專用油墨。防止焊接時線路間產(chǎn)生橋接，同時提供永久性的電氣環(huán)境和抗化學(xué)保護(hù)層。 流程： 銅面處理絲印預(yù)固化曝光顯影檢查終固化出板PCB制作工藝流程防焊絲 印/曝 光 通過絲印方式將油墨均勻涂覆于板面，然后做預(yù)烤初步固化。 通過底片對位，使板面油墨接受UV 紫外光照射，UV光通過底片的地方使油 墨中的感光樹脂發(fā)生光固 化反應(yīng)油墨變成聚合體， 底片不透光的地方阻擋 UV光照射油墨，油墨不發(fā) 生反應(yīng)。 PCB制作工藝流程防焊前處理： 去除板面氧化物及雜質(zhì)，粗化銅面以增強(qiáng)與綠油的附著力.顯影 沒發(fā)生反應(yīng)的油墨被顯影掉，露出需要的銅面，其他部分被光固化油墨體現(xiàn)防焊功能。線角

15、位油厚0.2mil(min)線面位油厚0.4mil(min)基材位油厚0.4mil(min)T1基材T2T3銅PCB制作工藝流程防焊 防焊起什么作用？PCB制作工藝流程字符 提供白、黃或黑色標(biāo)記，給元件安裝和今后維修印制板提供信息。白色符號 將印制板浸入熔融的焊料中，再通過熱風(fēng)將印制板的表面及金屬化孔內(nèi)的多余焊料吹掉，從而得到一個平滑，均勻又光亮的焊料涂覆層。 噴錫分為有鉛噴錫（通常焊料為63Sn/37Pb）和無鉛噴錫（通常焊料為SnAgCu, SnCuNi,SnCuTi） 。噴錫PCB制作工藝流程 表面處理優(yōu)點缺點 良好的可焊性 儲存期長 使用面廣 有良好的可靠性 易檢測 良好的阻焊兼容性

16、不適用細(xì)的SMT/SMD設(shè)計 高投資的生產(chǎn)設(shè)備,苛刻的保養(yǎng)要求 生產(chǎn)過程對板子有沖擊 影響完成孔徑 不易Bond線 表面不均勻PCB制作工藝流程噴錫PCB制作工藝流程沉金 指在PCB裸銅表面涂覆可焊性涂層的一種工藝。在裸銅面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，然后化學(xué)沉金。優(yōu)點缺點 表面耐磨 表面均勻 極佳的可焊性 良好的儲存期 耐多次的熱沖擊 易Bond線 電測試不易損傷表面 良好的外觀 高成本 流程控制困難 對阻焊要求高 需垂直生產(chǎn)線生產(chǎn) 黑鎳（目前市面上新推出的鎳鈀金可以改善黑鎳，但價格太高且隨市場波動。）PCB制作工藝流程沉銀 通過化學(xué)反應(yīng)的方法在銅面上沉積一層銀，用來保護(hù)銅面并作為可焊性涂層的一種工藝。優(yōu)

17、點缺點 表面均勻 易Bond線 易檢測 良好的阻焊兼容性 需有機(jī)保護(hù)以保持可焊性 對儲存環(huán)境要求高 高的成本 容易氧化發(fā)黃PCB制作工藝流程沉錫 通過化學(xué)反應(yīng)的方法在銅面上沉積一層錫，用來保護(hù)銅面并作為可焊性涂層的一種工藝。優(yōu)點 缺點 容易貼件 表面均勻 低的離子污染 良好的可焊性 儲存環(huán)境對可靠性有影響 差的阻焊兼容性 僅能Bond金線,不適用于鋁線 容易甩油 容易出現(xiàn)鼠咬/錫須缺陷PCB制作工藝流程OSP OSP是Organic Solder ability Preservatives 的簡稱，中譯為有機(jī)保焊膜。即經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)在銅面上形成有機(jī)保膜，防止銅面的迅速氧化。 優(yōu)點缺點 厚度均勻 低的運作成本 工藝簡單 良好的可焊性 良好的儲存期 良好的阻焊兼容性 難于檢測 受多次熱沖擊時可焊性下降,對 松香要求變高 不易Bond線 對銅面要求高 通過鑼、 V-Cut加工 、啤及斜邊的加工方式將線路板加工成客戶需求的外形。PCB制作工藝流程 外形加工鑼機(jī)啤機(jī)ET測試方式常見有二種： 1.夾具測試 主要測試大批量線路板，速度快， 但每種夾具只能測試一款線路板； 2.飛針測試