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1、1,Elec & Eltek PCB Division,内层部分,一般线路板制作流程知识,2,目的,对本公司的工艺流程有一个基本了解。 了解工艺流程的基本原理与操作过程。,3,内容概要,第一部分：前言 第二部分：多层线路板基本结构 第三部分：制作流程简介 第四部分：内层制作原理阐述 第五部分：外层制作原理阐述,4,第一部分：前言,PCB的定义：,PCB就是印制线路板英文的缩写（printed circuit board），也叫印刷电路板。,5,第一部分：前言,插件线路板： 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，被称为插件线路板。,印制线路板
2、： 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。 也就是本公司所生产的产品！,6,第一部分：前言,PCB的分类（按层数）：,单面板印刷线路板- 就是只有一层导电图形层。 双面板印刷线路板- 就是有两层导电图形层。 多层板印刷线路板- 就是指由三层或以上的导电图形层与绝缘材料交替层压粘结在一起制成。,7,第二部分：多层线路板基本结构,板料剖析图：,以4层板为例：,8,第三部分：制作流程简介,多层线路板制作，包括两大部分： 内层制作工序 外层制作工序,9,第三部分：制作流程简介,内层制作工序 定义： 利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料及覆铜膜对位，在受控热力的 配合下形成层
3、间叠合，修边处理后完成内层制作流程，为外层线路之间的导通提供依据。,10,第三部分：制作流程简介,外层制作工序 定义： 利用已完成的内层工序板料基材，进行钻孔并贯通内层线路，电镀铜层互连及加厚，图形蚀刻，铜面保护等工序，以及相关的可靠性测试，成品测试，检验后完成整个外层制作流程。,11,第三部分：制作流程简介,开料（Board Cutting),前处理（Pre-treatment),影像转移（Image transter),线路蚀刻（Circuitry etching),光学检查（AOI),铜面粗化（B.F or B.O),排板（Lay up),压合（Pressing),钻管位孔（X-Ray)
4、,修边（Edge trimming),PCB内层制作流程：,12,第三部分：制作流程简介,钻孔（Drilling),除胶渣/孔内沉铜（PTH),全板电镀（Panel plating),图像转移（Image transter),图形电镀（Pattern plating),线路蚀刻（Circuitry etching),防焊油丝印（Solder mask),表面处理-金/银/锡（surface treatment),外形轮廓加工（profiling),最后品质控制（F.Q.C),PCB外层制作流程：,13,第四部分：内层制作原理阐述,开料工序（Board Cutting),定义：将覆铜板裁剪为所需
5、的尺寸。,锔料（Baking),切料（Laminate Cutting),锣圆角（ corner Rounting),打字唛（ Mark stamping),锔料：为了消除板料在制作时产生的内应力。令到板料尺寸（涨缩性）稳定性加强。去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。,切料：将一张大料根据不同板号尺寸要求切成所需的生产尺寸。,锣圆角：为避免在下工序造成Handling 及品质问题，将板料锣成圆角。,打字唛：将生产板的编号资料附印在板边，令各工序能识别与追溯不同的板号。,14,第四部分：内层制作原理阐述,前处理工序（Surface Pre-Treatment),定义：将铜面粗化，便于之
6、后工序的干膜有效地附着在铜面上。,除油,微蚀,酸洗,热风吹干,除油：通过酸性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去。,微蚀：原理是铜表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面。,酸洗：将铜离子除去及减少铜面的氧化。,热风吹干：将板面吹干。,磨板的方式：化学磨板、物理磨板（机械）。,（+水洗）,（+水洗）,（+水洗）,15,第四部分：内层制作原理阐述,前处理工序（Surface Pre-Treatment),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。,基本反应：Cu Cu2+,反应机理：,16,第四部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter),辘膜（贴干膜）
7、,菲林制作,菲林检查,曝光,辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。,菲林制作：根据客户要求，将线路图形plot在菲林（底片）上，并进行检查后投入生产。,菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免影像转移出误。,曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥架硬化的效果，而完成影像转移的目的。,定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。,17,第四部分：内层制作原理阐述,影像转移（Image transter),贴膜,曝光,显影,蚀刻,褪膜,18,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etching)
8、,显影,蚀刻,褪膜,显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。,蚀刻：是将未曝光的露铜部份铜面蚀刻掉。,褪膜：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林去掉。,定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。,冲孔,冲孔：通过设定的标靶，冲出每层统一位置的管位孔，为下工序的排板管位使用。,19,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etching),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Na2CO3（1.
9、0%)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。,显影的反应式：,20,第四部分：内层制作原理阐述,线路蚀刻（Circuitry etching),蚀刻的作用： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。,21,第四部分：内层制作原理阐述,冲孔（Post-Etch Punching),冲孔的原理： 是利用CCTV的对目标点的定位及对焦，通过冲针的作用冲出所需孔位，给予后工序的光学检查及排板工序使用。,冲孔的精度要求： 一般冲孔的精度要求为：小于或等于2mil。,冲孔板的图例：,Target hole,Punching hole,22,第四部分：内层制作原理阐述,自动光学检查（Au
10、tomatic Optical Inspection),自动光学检查的定义： 自动光学检查通常简称为AOI,是利用普通光线或镭射光配合电脑程式，对电路板面进行平面性外观的视觉检查，以代替人工目检的光学设备。,自动光学检查的原理及应用： 该机器原理是利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。,23,第四部分：内层制作原理阐述,自动光学检查（Automatic Optical Inspection),光学检查（AOI）,目视检查确认,目视检修及分板,光学检查：该
11、机器原理是利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。,目视检查确认：对一些真，假缺陷进行确认或排除。,目视检修及分板：对确认的缺陷进行修补或报废，以及对不同层数进行配层归类。,自动光学检查工序的工作流程：,24,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide),黑氧化流程：,上板,落板,除油,水洗,微蚀,预浸,黑化II,热水洗,烘干,水洗,水洗,25,黑氧化/棕化的作用：,黑氧化或棕化工序的作用就是粗化铜表面
12、，增大结合面积，增加表面结合力。,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide),26,黑氧化流程缺点：,黑化工艺，使得树脂与铜面的接触面积增大， 结合力加强。但同时也带来了一种缺陷：粉红圈。, 粉红圈的产生： 黑氧化层的 Cu2O & CuO Cu2+H2O, 解决方法：提高黑化膜的抗酸能力。引入新的工艺流程。,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide),H+,27,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide),棕化流程：,微蚀,除
13、油,预浸,棕化,除油：通过碱性化学物质将铜面的油性物质，氧化膜除去。,微蚀：增加铜面附着力，达至粗化铜面的效果。,预浸：为棕化前提供缓和及加强药物的适应性前处理。,热风吹干：将板面吹干。,（+水洗）,（+水洗）,（+水洗）,干板,（+水洗）,棕化：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）。,28,第四部分：内层制作原理阐述,铜面棕化或黑化（Brown Oxide or Black Oxide),棕化工艺的比较：,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。,2
14、9,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),排板的定义： 多层板或基板在压合前，需将内层板，半固化片与铜皮等各种散材与钢板，牛皮纸垫料等，完成上下对准/落齐，或套准之工作，待送入压合机进行热压，这种事前的准备工作称之为排板。,30,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),排板使用的基材：,基材又称覆铜板，它是通过半固化片在高温高压下将铜箔粘结在一起制成的不同规格厚度的印刷电路板的原材料。,31,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),排板使用的铜箔 ：,PCB行业中使用的铜箔主要有两类：电镀铜箔及压延铜箔。 通常使用的为电镀铜箔，一面光滑,称为光面(Drum Si
15、de), 另一面是粗糙的结晶面,称为毛面(Matte Side)。,32,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),排板使用的半固化片：,半固化片（Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写）是树脂与载体合成的一种片状粘结材料。,B.玻璃纤维布(Glass fabric)：是一种无机物经过高温融合后冷却成为 一种非结晶态的坚硬的，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的补强材料。,A.树脂:是一种热固型材料，为高分子聚合物，目前常用的为环氧树脂。,33,排板压合的种类： 大型排压法。（Mass Lam) 将各内层以及夹心的半固化片，先用铆钉予以管位铆合，外加铜皮后再去进行高温压合，这种简
16、化快速又加大面积之排压法，还可按基板式的做法增多“开口数”（Opening)，既可减少人工并使产量增加的方法，称之为大型排压法。 梢钉压板法。（Pin Lam) 将各内层板，半固化片以及铜皮，先用梢钉予以管位，预叠后再去进行高温压合，这种小面积之排压方法，称之为梢钉压板法。,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),34,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),排板流程（Mass Lam)：,板材打鸡眼钉,钢板清洁处理,预叠,压板,半固化片冲定位孔,切半固化片,剪裁铜皮,牛皮纸剪裁,剪裁铜皮：将铜皮剪为所需的尺寸。,切半固化片：将半固化片剪为所需的尺寸。,半固化片冲定位孔：根
17、据预叠使用的管位孔的距离，数量，位置及大小冲孔。,板材打鸡眼钉：在预叠使用的管位孔位置进行层间管位 。,钢板清洁处理：通过机械研磨方法，清除预叠前使用的钢板表面胶渍，轻微花痕。,牛皮纸剪裁：通过剪床剪为所需的尺寸。,预叠：将内层板，半固化片，铜皮，钢板，牛皮纸按顺序的要求管位，逐层叠合。,35,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),压合流程定义： 将已管位预叠的排板料，通过高温高压条件的作用下，将各内层板，半固化片以及铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序，将称之为热压合法。,工艺条件： 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。 提供液态树脂流动填充线路空
18、间所需要的压力。 提供使挥发成分流出板外所需要的真空度。,36,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),压合流程：,压板,拆板,X-Ray钻孔,修边,打字唛,压板：通过设定的温度，压力的作用下，将已预叠对位的线路板进行压合。,拆板：将压合散热后的线路板与钢板，梢钉进行分离。,X-Ray钻孔：利用X光的透视作用与标位确认，钻出下工序钻孔使用的管位孔。,修板打字唛：将压板的不整齐的流胶边修整，并为下一工序的识别标志打字唛，以免混板。,37,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),X-Ray钻孔： 通过机器的X光透射，通过表面铜皮投影到内层的标靶，然后用钻咀钻出该
19、标靶对应位置处的定位孔。,定位孔的作用： 多层板中各内层板的对位。 同时也是外层制作的定位孔，作为内外层对位一致的基准。 判别制板的方向。,38,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),X-Ray钻孔图示：,钻孔管位孔 一般为3.175mm,认方向孔,示意图,实物图,39,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),修边，打字唛： 根据MI要求，将压板后的半成品板的板边修整到需要的尺寸。,虚线外为切除部分,40,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),打字唛： 在制板边（而不能在单元内）用字唛机，将制板的编号、版本、打印在板面上以示以后的工序区别。,打字唛位置,