深南PCB-加工基礎(chǔ)知識

PCB加工根底知識

第一章PCB根底知識

1、印制電路板的名稱

印制電路板的英文名稱為：ThePrintedCricuitBoard,通常縮寫為：PCB。在電子產(chǎn)品

中，印制電路板的主要功能為支撐電路元件和互連電路元件，即支撐和互連兩大作

用。

3、印制電路板常用基材

印制電路板常用基材可以分為：

1、單、雙面PCB用基板材料（覆銅薄層壓板，簡稱為覆銅板，英文縮寫為CCL）；

2、多層PCB用基板材料（內(nèi)芯薄型覆銅板、半固化片等）；

常用的FR-4覆銅板包括以下幾局部：a、玻璃纖維布，b、環(huán)氧樹脂，c、銅箔。

印制電路板上，PCB用基板材料主要擔(dān)負(fù)著導(dǎo)電、絕緣和支撐三個方面的功能；

銅箔

玻璃布+樹脂蜴I豁

4、印制電路板的加工流程

多層板常規(guī)的加工流程為：1、內(nèi)層覆銅板下料；2、內(nèi)層圖形；3、內(nèi)層蝕刻；4、沖定

位孔；5、內(nèi)層檢驗；6、棕億；7、層壓疊板；8、層壓；9、銃邊；10、鉆孔；11、沉

銅；12、電鍍加厚；13、外層圖形；14、圖形電鍍；15、外層蝕刻；16、外層檢驗；

17、阻焊印刷、字符；18、外表涂覆；19、銃外形；20、電測試；21、成品檢驗；22、

終審；23、包裝出貨；

按照加工原理，分為：機(jī)械加工、圖形處理和濕法處理三大類；

第二章PCB加工流程

2.1、下料

目的

依制工程設(shè)計要求，選用指定芯板（半固化片、銅箔）按照MI（生產(chǎn)制作指示）指定

的長寬尺寸進(jìn)行切割，將基板材料裁切成工作所需尺寸供下工序加工。

2.2、內(nèi)層圖形

目的

利用影像轉(zhuǎn)移原理制作內(nèi)層線路，制作流程為：

前處理

貼膜曝光顯影內(nèi)層蝕刻

前處理

利用刷輪去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度，以利于后續(xù)的貼膜操作，如下列圖所示:

銅箔

絕緣層

前處理后鋪面詼況示意

貼膜

延父處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜，主要原物料為干膜。

曝光

經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上，主要原物料為底片。曝光時透光部

分發(fā)生光聚合反響，不透光的局部不發(fā)生反響；

UV光

干膜

曝光前

曝光后

顯影

用化學(xué)藥水作用將未發(fā)生化學(xué)反響的干膜局部沖掉，而發(fā)生化學(xué)反響的干膜那么保存在板

面上作為蝕刻時的抗蝕保護(hù)層。

顯影前

顯影后

2.3、內(nèi)層蝕刻

目的

利用藥液將顯影后露出的銅獨掉，然后

利用化學(xué)藥水將保護(hù)銅面之抗蝕干膜層

剝掉，露出銅層，形成內(nèi)層線路圖形。

主要原物料為蝕刻藥液。

2.4、內(nèi)層檢驗

目的

單過內(nèi)層檢驗，對內(nèi)層生產(chǎn)板進(jìn)行檢查，挑出異常板并進(jìn)行處理.；收集品質(zhì)信息并及時反響

?理，防止重大異常發(fā)生。

，OI檢驗，全稱為AutomaticOpticalInspection,自動光學(xué)檢測；

腐里為通過光學(xué)反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原那么或資料圖形相比

考前須知

由于AOI所用的測試方式為邏輯比擬，一定會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確

認(rèn)。

2.5＞棕化

目的

粗化銅面，增加與樹脂接觸外表積，增強(qiáng)內(nèi)層銅與半固化片的結(jié)合力；主要原物料為棕

化藥液。

工藝流程

內(nèi)層檢驗來料一（超聲波水洗一）酸洗一水洗一除泊一水洗一棕化預(yù)浸T棕化一水洗一

烘干一配板

工藝原理

黑化：CU+H2O2+黑化液一＞CU0+H20

棕化：CU+H++H2O2+棕化液-銅氮硫有機(jī)金屬物+H20

控制重點

過程控礪：通過控制反響時間，溫度、藥水濃度來控制黑化，棕化的厚度。

品質(zhì)控制：抗拉強(qiáng)度（IPC標(biāo)準(zhǔn)要求抗拉強(qiáng)度大于4.5磅/平方英寸）

考前須知

棕化層很薄，極易發(fā)生劃傷問題，操作時需注意拿板、放板等動作；

棕化前

棕化后

2.6、層壓配板

1、配板

把邦定/鉀合后的內(nèi)層（常規(guī)四層板只有一個芯板）按照MI要求配上外層半固化片;

控制要點

防止劃防（棕化層）；

2、定位方式

邦定、鉀釘、有銷、無銷和邦釘+鉀釘

概述

把內(nèi)層芯板和半固化片按照MI要求定位于工具板上，然后把各層固定在一起；

目的

對需要進(jìn)行層壓的內(nèi)層板進(jìn)行預(yù)定位。

2?7、層壓

疊板概述

把配好的板按要求鋪上外層銅箔后放入墊有牛

皮紙的托盤中并用打磨干凈的隔離鋼板層層隔離

信合概述

在適當(dāng)?shù)纳郎厮俾逝c壓力作用下使半固化樹脂充

分流動填充芯板圖形的同時把芯板粘接在一起。

2.8、鉆孔

目的

利用數(shù)控鉆床選擇不同規(guī)格的鉆頭對外表平整

的PCB進(jìn)行加工以得到MI要求的孔徑，在板面

上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔。

控制要點

①疊板層數(shù)；②鉆頭規(guī)格（鉆徑、刃磨次數(shù)）；

③主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、退刀速度。

2.9＞沉銅

目的

通過化學(xué)反響，在已經(jīng)鉆完孔的孔壁上沉積上一

層銅，實現(xiàn)孔金屬化。

工藝流程

鉆孔來料一刷板一（超聲波水洗一）溶脹一水洗

一去鉆污一水洗一中和T水洗一除油一水洗T

微蝕一水洗一活化預(yù)浸-活化—解膠-化學(xué)沉銅

一水洗一（烘干一）電鍍

主要反響原理

去鉆污：4Mno-4+C+4OH--4MnO2-4+CO2T+H2O

再生：MnO2-4-e—>Mno-4

活化中心形成：Pd(SnC13)--H2O-Pd+Sn(0H)21+Cl-

沉銅：Cu+2HCHO+4OH--Cu+2HCOO-十2H20+H2T

過程控制

去鉆污厚度、微蝕厚度、沉銅厚度、背光級數(shù)；

品質(zhì)控制

燈芯效應(yīng)、樹脂收縮、層間結(jié)合力；

主要缺陷

孔內(nèi)空洞、層間別離、孔內(nèi)銅瘤；

2.10、電鍍

目的

在化學(xué)沉銅的根底上進(jìn)行電鍍銅，實現(xiàn)層與層之間的導(dǎo)通。

工藝流程

掩孔全板電鍍（加厚電鍍）：沉銅來板一除油一水洗一鍍銅預(yù)浸一電鍍銅一水洗一烘干

一外層圖形；圖形電鍍：加厚完畢后進(jìn)行下面的流程，外層圖形一除油一水洗一微蝕一

水洗一鍍銅預(yù)浸一電鍍銅一水洗一鍍錫預(yù)浸一電鍍錫一水洗一烘干一堿性蝕刻；

電鍍銅層

主要反響原理

銅陽極的電解Cu-e-Cu+（快速），Cu+-e-Cu2+（慢速）；

零件板的電鍍Cu2++2e-Cu；

過程控制

通過藥水作用控制電鍍時間、電流密度、電鍍面積來獲取具有一定延展性能的電鍍銅。

品質(zhì)控制

孔壁銅厚、外表銅厚、銅層延展性

主要缺陷

鍍層不均、板面銅粒（孔內(nèi)銅渣）、電鍍凹坑、

孔壁斷裂、滲鍍

掩孔電鍍與圖形電鍍加工工藝優(yōu)缺點比擬:

掩孔電鍍圖形電鍍

優(yōu)點1.加工流程短，相對產(chǎn)能大；1.采用負(fù)片圖形加工，對零件板的對

2.圖形分布不影響電鍍的加工，位程度要求低；

板面、孔鍍銅分布較均勻；2.適合于細(xì)密線條的加工；

3能.較好的控制線條的阻抗加

工；

缺點1.采用負(fù)片圖形加工，對零件板1.加工流程長，相對產(chǎn)能小

的對位程度要求高；2電.鍍?nèi)毕葺^多

2.鍍銅厚度分布均勻性要求高；3.不利于阻抗線條加工的控制

3.在電鍍后制作圖形前需要專門4.加工過程中圖形分布較大；

的設(shè)備對板面做處理；

2.11、外層圖形

內(nèi)層圖形的目的:經(jīng)過鉆孔及通孔電鍍后，內(nèi)外層已經(jīng)連通，利用影像轉(zhuǎn)移原理制作外

層線路，以達(dá)電性的完整，制作流程為：

前處理

貼膜曝光顯影外層蝕刻

前處理

利用刷輪去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度，以利于后續(xù)的貼膜操作；

貼膜

將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜，主要原物料為干膜。

曝光

經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上，最終形成客戶需要的導(dǎo)電圖形。

顯影

把尚未發(fā)生聚合反響的區(qū)域用顯像液沖洗掉

,已感光局部因已發(fā)生聚合反響洗不掉而留

在銅面上成為蝕刻或電鍍的保護(hù)層。

外層顯影示意圖

3光底片干膜

外層曝光示意圖

444#444#444W4v

2.12.外層蝕刻

目的

通過腐蝕反響獲取客戶所需的板面圖形。

工藝流程

酸性蝕刻：外圖來板一蝕刻一水洗一退膜一水洗一烘干一外層檢驗；

堿性蝕刻：圖電來板一退膜一水洗一蝕刻一水洗一退錫一水洗一烘干一外層檢驗;

主耍反響原理

酸性蝕刻：Cu+Cu2+—2Cu+；

再生：6H++6CU++C1O-3-6Cu2++CI-+3H2O

HC1提供酸性條件，通過氯酸鈉做再生劑。

堿性蝕刻：Cu+Cu2+->2Cu十；

再生：氧化劑+Cu+-Cu2++H2O；

氨水提供堿性條件，通過特定氧化劑做再生劑。

褪錫：4HNO3+Sn/Pb+OX—Pb(NO3)2+Sn(NO3)2+R；

再生：R+O2-OX；

氧化劑作用在于加速褪錫速率，穩(wěn)定劑可抑制硝酸與銅的反響。

過程控制

銅離子含量、PH值、溶液的比重(溶液的添加均采用自動添加系統(tǒng))、蝕刻速率;

品質(zhì)控制

線寬、線距、蝕刻因子；

2.13、外層檢驗

通過外層檢驗，對外層生產(chǎn)板進(jìn)行檢查，挑出異常板并進(jìn)行處理；收集品質(zhì)信息并及時

反響處理.，防止重大異常發(fā)生。

AOI檢驗：全稱為AutomaticOpticalInspection,自動光學(xué)檢測；

通過光學(xué)反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原那么或資料圖形相比擬,

找出缺陷位置。

2.14,印綠油（油墨）

目的

A.防焊：防止波焊時造成的短路，并節(jié)省焊錫的用量；

B.護(hù)板：防止線路被濕氣、各種電解質(zhì)及外來的機(jī)械力所傷害；

C.絕緣：由于板子愈來愈小，線路間距愈來愈窄，需要對板面加印綠油到達(dá)絕緣的

效果；

加工流程

前處理

印油墨預(yù)烘曝光顯影后固化

-----H

刖處理

去除外表氧化物，增加板面粗糙度，加強(qiáng)板面油墨附著力；主要原物料：磨板機(jī)。

E"山耍

利用絲網(wǎng)上圖案，將油墨準(zhǔn)確的印刷在板子上；主要原物料：油墨。

主要控制點：油墨厚度。

預(yù)娘

意是油墨內(nèi)的溶劑，使油墨局部硬化。

曝光

影像轉(zhuǎn)移；主要設(shè)備：曝光機(jī)。

顯影

印油墨后油墨

將未聚合的感光油墨利用化學(xué)反響去除掉。

顯影后

固化

印油墨后，通過固化主要讓油墨徹底硬化。

2.15、絲印字符

目的

在板面上，印上各種元器件和導(dǎo)線等位置的標(biāo)記，便于識別和維修。

加工流程

印一面字符

固化印另一面字符

J4534

OQOQQOO

OO-OQQO'Q

2.16、外表涂覆

目的

產(chǎn)生供電氣連接及電氣互連的可焊性的涂覆層和保護(hù)層。

外表涂覆類型

噴錫、化學(xué)保金、艘金于指、化學(xué)錫、OSP。

工藝流程

噴錫

阻焊絲印一微蝕一水洗一酸洗一水洗一吹干一涂覆助焊劑一熱風(fēng)整平一軟毛磨刷一水

洗一熱水洗T水洗一風(fēng)干一烘干一外形；

化學(xué)銀金

阻焊絲印一刷板一酸性除油—水洗一微蝕一水洗一酸洗—水洗-預(yù)浸T活化-水洗一

后浸一化Ni-水洗一化AUT水洗一抗氧化一水洗一清洗烘干；

OSP

成檢一除油一水洗一微蝕一水洗一OSP處理一風(fēng)干一枯燥一成檢；

鍍金手指

阻焊絲印一剪板一貼抗鍍膠帶一磨刷一水洗-浸酸->活化―鍍銀―鍍金-熱水洗T水

洗一烘干一噴錫；

主要反響機(jī)理

化學(xué)銀金

H2P2O2+H2O-H++[HPO3]—+2H

Ni2++2H-Ni1+2H+

IH2P2O2]—+H->H2O+OH-+P

[H2P2O