PCB基本知识及工艺流程.ppt

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1、PCB基本知識 及工藝流程,GS,PCB名詞解釋,印刷電路板(Printed Circuit Board) 在電路設計基礎上為達到電子部件間的連接而在絕緣基板表面以及自表面起到其內部通過印制加工所形成的必要的導體圖形的板。 覆銅板(copper-clad laminate), 熱風整平(hot air leveling), 鍍覆孔(plated through hole), 蝕刻(etching), 照相底板(artwork) 油墨(solder mask ink).,GS,板料知识,分类 1按覆铜板的机械刚性划分 刚性覆铜板 挠性覆铜板。 2按不同绝缘材料结构划分 有机树脂类覆铜板 金属基(

2、芯)覆铜板 陶瓷基覆铜板。 3按增强材料划分 玻纤布基覆铜板（FR4） 纸基覆铜板（FR1、FR2） 复合基覆铜板（CEM-1 和CEM-3） 4按照阻燃等级划分 按照UL 标准(UL94UL746E)阻燃等级划分有非阻燃型和阻燃型覆铜板。一般将按UL 标准检测达到阻燃HB 级的覆铜板称为非阻燃类板(俗称HB 板)将达到阻燃V0 级的覆铜板称为阻燃类板(俗称V0 板)这种板“HB”板“V0”板之称在我国对纸基板分类称谓十分流行。,板料知识,特性单位 IPC-4101要求 KB测试数据 生益测试数据 抗弯强度(Lengthwise)Kg/m2 4.23x107 5.58x107 5.22x107

3、 抗弯强度(Crosswise)Kg/m23.52x107 4.54x107 4.58x107 抗剥强度Kg/cm 1.43 2.0 1.5 相对漏电起痕指数V 175 175 175 玻璃化转变温度 130 140（黄料） 140 阻燃性 V-0 V-0 介电常数 5.4 4.6 4.7,開料,內层线路,電鍍,外层线線,壓合,鑽孔,防焊,半成品測試,印文字,噴錫,成型,成檢,成品測試,包裝出貨,多層PCB之制作流程圖,PTH,GS,蚀刻,蚀刻,開料,图形转移,鑽孔,蝕刻,防焊,半成品測試,印文字,噴錫,成型,成檢,成品測試,包裝出貨,双面PCB之制作流程圖,GS,沉铜/板电,图形电镀,開 料

4、,依客戶要求標準及制前設計的排版方式對原板材進行相應尺寸的裁切。,開料完成品樣圖,GS,开料控制,板料规格 类型、板厚、铜厚、大料尺寸、黄/白芯 开料尺寸 磨边圆角,內層線路制作,磨刷:去除板面氧化及髒污物并粗化板面,增強油墨之附著力. 涂布: 將具有感光特性之液態油墨塗在板面上. 烘乾: 將塗布在板面上的油墨烘乾. 曝光: 將准備好的artwork準確貼於板面上,然后使用UV光照射,確保需光聚合反應之油墨完全聚合, 正確完成圖形轉移. 顯影: 使用Na2CO3,沖洗未發生光聚合反應之油墨,從而使銅呈現出來. 蝕刻: 蝕刻掉呈現出來的銅, 形成內層線路(VCC/ GND). 去墨: 將覆在銅面

5、上的油墨, 使用NaOH浸泡去除. 清潔: 清潔板面油污及板面的氧化物.,GS,塗布,將感光油墨均勻的塗布在板面上。,塗布完成品樣圖,GS,曝光,將客戶所需之內層圖案轉移至板面上。,曝光完成品樣圖,GS,顯影,將板面沒有被曝光發生聚合反應的油墨沖洗干淨。,顯影完成品樣圖,GS,内层图形检查,功能 版本、线宽、线距、阻流PAD、靶标、开路、短路 外观 线缺、线凸、残铜、退膜不净,蝕刻,將板面裸露的銅咬蝕掉。,蝕刻完成品樣圖,GS,退膜,將板面殘留的油墨去除。,去墨完成品樣圖,GS,内层蚀刻控制点,功能 线宽、线距 外观 蚀刻不净、退膜不净、缺口,壓合制作工藝,棕化: 內層合格板經過棕化線, 使銅

6、面形成細小棕色晶体而增強層間之附著力. 疊合: 將準備好的棕化板貼上規定半固化片及銅箔, 並 置于鋼板上. 壓合: 將疊合好的板送入壓合機內高溫 高壓的條件下, 使其完全粘合. 鑽靶: 依據靶孔標誌用電腦打靶機把靶孔鑽出,以利外 層鑽孔. 锣邊: 使用CNC按照要求尺寸進行成型. 刨邊 : 使用自動刨邊機使板邊光滑.,GS,棕化,將覆銅板銅表面進行處理使板面覆蓋一層棕色氧化膜。,棕化完成品樣圖,GS,疊 合,按“銅箔/PP/內層板/PP/銅箔”方式疊好以便後序作業。,疊合樣圖,銅箔,GS,壓 合,將已疊合完成的組合板(銅箔/PP/內層板)利用熱量及壓力使其膠片產生熔化而結合成所需的多層板。,壓

7、合完成品樣圖,GS,压合控制点,功能 层压结构、剥离强度、热冲击试验（分层）、板厚、铜厚、靶孔偏孔 外观 划伤、起皱、针孔,鑽 孔 制 作,多层板： 钻定位孔: 依照鑽孔資料在垫木板上钻出三定位孔,这三个定位孔尽量钻在垫木板的中间，使垫木板两对边多余边宽度尽量相等。 打定位钉：选择合适的定位钉打进垫木板上的定位孔中 上板：根据板厚、板的难易程度等上板，并在表面覆盖铝片 鑽孔:从电脑内调出钻孔程序，开始钻孔。,单双面板： 打销钉: 在组合好的板（根据板厚选择叠板数量，外面盖上铝片）的两短边中间位置打上两枚销钉. 鑽孔: 將两销钉夹在钻机台上，寻找合适零位，开始钻孔。寻找零位原则是将所有孔钻在板的

8、中间，两对边多余工作边尽量相等。,GS,鑽 孔,依資料在壓合完成品相應處鑽孔便於PTH沉銅後完成各層間的電路連接。,鑽孔完成品樣圖,GS,钻孔控制点,功能 版本、多孔、少孔、钻反、未钻穿、塞孔、披峰、孔内铜丝 外观 擦花、胶渍,P.T.H&一次銅,P.T.H(Plated Through Hole) 除膠渣 : 清除因鑽孔產生孔內膠渣. 沉 銅 : 使孔壁沉積一層薄薄的銅. 一次銅(整板電鍍) 前處理 : 清潔板面. 鍍 銅 : 使孔壁和表面鍍上薄銅.,GS,一次銅,通過化學反應在已鑽的孔內進行上銅,使各層間導通。,一銅完成品樣圖,GS,一次铜控制点,功能 铜渣塞孔、铜瘤、背光不良（孔内空洞、

9、孔无铜） 外观 铜面擦花、流痕,線路制作,前處理 : 清潔及粗化板面增強干膜之附著力. 貼 膜 : 在板面貼上厚度為1.5mil聚酯感光膜(D/F). 曝 光 : 在貼膜板上貼上線路artwork,然后送入5kw曝光機照射UV光,使該聚合的干膜進行光聚合作用, 正確完成圖像轉移. 顯 影 : 使用Na2CO3沖洗未聚合的干膜,從而圖像顯露出來. 檢 測:檢查線路O/S. 線徑是否符合要求.,GS,壓膜,將干膜平整地貼在板子表面。,壓膜完成品樣圖,GS,曝光,將客戶所需之外層圖案轉移至板面上。,曝光完成品樣圖,GS,顯影,將板面沒有被曝光發生聚合反應的干膜沖洗干淨。,顯影完成品樣圖,GS,线路控

10、制点,功能 版本、线宽、线隙、开路、短路、对反、崩孔、显影不净、曝光不良、油墨入孔、阻流PAD不够 外观 擦花、漏铜、对偏,電鍍制作工藝,鍍銅&鍍錫(圖形電鍍) 前處理 : 清潔及粗化板面. 鍍銅(錫) : 把線路加鍍一層銅, 同時鍍錫來保護線路. 蝕刻: 去墨 : 去除聚合的干膜, 使銅面顯露出來. 蝕銅 : 將顯露出來的銅使用鹼性蝕刻液(NH4CL)蝕掉. 剝錫 : 去除線路上之錫層, 使線路銅露出來.,GS,鍍二銅、純錫,加厚無干膜覆蓋的銅厚(包括線路、孔銅、銅面等) 。,鍍二銅、純錫完成品樣圖,GS,去膜,將板面殘留的干膜去除。,去膜完成品樣圖,GS,蝕刻,將板面裸露的銅咬蝕掉。,蝕刻

11、完成品樣圖,GS,剝錫,將覆蓋在二銅上面之純錫層剝掉。,剝錫完成品樣圖,GS,蚀刻控制点,功能 版本、开路、短路、线宽、线隙、蚀刻不净、蚀刻过度、孔无铜、退锡不净 外观 擦花、退膜不净、烧板,中测,通過測試區分PCB半成品之電性良品與不良品。,GS,防焊制作工藝,前處理 : 清潔板面及銅面粗化,以確保S/M附著力. 印刷S/M : 在板面涂覆一層感光油墨, 以保護線路不受損. 預 烤: 將涂覆S/M之板送入隧道式烤箱烘干. 曝 光 : 烘干板貼上防焊artwork送入7kw曝光機內以 250350mj/cm2 進行UV照射完成光固化. 顯 影 : 使用1%Na2CO3沖洗掉未光固化的油墨,使焊

12、墊等顯露 出來. 后固化 : 合格板送入文字房， 高溫(150度)長時間 (60min+-5)烘烤, 使板面S/M彻底固化, 保護線路，并达到阻焊的目的.,GS,防焊印刷,依照客戶要求之顏色將防焊油墨印在板面上。,印刷完成品樣圖,GS,防焊顯影,將板面沒有被曝光發生聚合反應的油墨沖洗干淨以便後序上錫。,防焊顯影完成品樣圖,GS,防焊控制点,功能 版本、油墨颜色、对反、断桥、显影不净、曝光不良、油墨上PAD、油墨入孔、孔口发白 外观 周期、菲林印、擦花、板面垃圾,文字印刷工藝,文字網制作: 依照文字底片, 制作文字網版. 印 文 字:把文字網版和需印文字的板對准, 確保文字准確度和清晰度. 文

13、字 固 化 熱固化: 使用烤箱烘烤, 使文字進行熱固化.,GS,文 字,依照客戶所提供的文字或圖案及顏色將文字印在板面上。,文字完成品樣圖,GS,文字控制点,功能 版本、油墨颜色、文字不清、文字模糊、文字上PAD 外观 周期、漏油、残缺,噴錫制作工藝,噴錫(H.A.L) 前處理 : 去除焊墊之氧化物, 塗一層助焊劑 (FLUX). 噴 錫 : 把板短暫地浸入熔液狀態的錫中, 板子出爐以高溫高壓熱風進行整平. 后處理 : 經冷卻后, 經后處理機清潔表 面, 確保錫面焊錫性.,GS,噴錫,在裸銅上面上錫，并利用高温高压风力将锡面吹平。,噴錫完成品樣圖,GS,在印制板表面涂覆技朮方面的變化是由于熱風

14、整平已不能完全適應高密度高精度的表面安裝技朮特別垂直式熱風整平的焊料涂覆層在連接盤上焊料呈弧形且厚薄不勻使貼裝SMD時定位不准為此需采用水平式熱風整平技朮或采用電鍍或化學鍍鎳金技朮和有機可焊性保護劑(OSP)特別化學鍍鎳金選擇性鍍金應用已越來越多不少印制板廠的鍍金板產量已超過熱風平印制板另外久已淘汰的化學鍍銀技朮又重新開始作為印制板的表面涂覆層。 当今全球“綠色、环保”要求涉及到各个行来，PCB的制造也不例外，因此无铅喷锡将会逐渐取代有铅喷锡。 化学沉锡、沉金、沉银、OSP等均满足ROHS要求。,噴錫發展趨勢,化学镀表面处理,化学镀：在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金沉积的过程

15、。 沉镍金：在钯的催化作用下，利用氧化还原反应，将镍沉积于铜表面；再利用置换反映的原理，将部分镍置换成金。当镍面完全被金覆盖时，反应终止。 除了沉镍金外，常用于PCB的化学镀还有沉锡、沉银。,表面处理,沉金/电金 金/镍剥离、金色不良、渗金、金面粗糙、起沙、凹痕、金面漏铜、漏镍 喷锡 有铅、无铅、锡面发黑、锡面粗糙、锡高、锡塞孔、锡短路、孔壁分层、发白,成 型 工 藝,外圍成型 :将客户所需的交付单体（PCS、SET）从我们加工板（PNL）中分割出来。 锣：根据外形图纸，编制程序，由程序控制锣机（铣床），锣出客户所需的交付单体。 啤：用根据外形图纸制作的啤模冲出客户所需的交付单体。 V - C

16、UT :客户为方便封装， 将多个PCS有规律排列组成一个SET，封装完成后仍需要分成单个PCS使用，此时，为了客户分板方便，在PCS与PCS之间加工“V”形槽。 斜 邊 : 依客戶要求進行金手指斜邊.,GS,成 型,依客戶要求之成型尺寸銑PCB之板邊。,成型完成品樣圖,GS,V-cut和斜邊示意圖,斜邊,V-cut,GS,成型控制点,锣板 版本、锣偏、锣反、漏锣、多锣、披峰、板面积灰 啤板 版本、爆孔、爆边、压伤、冲偏、漏V、V偏、V浅、毛刺,成測-成檢-包裝,成測 : O/S測試為了確保交付給客戶的線路板電性功能 , 故出貨需100% 短.斷路測試. 阻抗測試對成品之阻抗進行測試確保出貨之P

17、CB能 100%滿足客戶之阻抗要求。 成 檢 : 為了確保交付給客戶的線路板品質, 針對P.C.B 外觀進行全檢. 包 裝 : 使用真空包裝機進行真空包裝, 防止板子吸收濕氣而影響焊錫性.,GS,成 測,通過測試區分PCB成品之電性良品與不良品。,GS,成 檢,為了確保交付給客戶的PCB品質, 針對PCB 外觀進行全檢。,GS,包裝出貨,預防板子在運輸過程中撞傷。,包裝樣圖,GS,介质参数及介质耐压测试电压(IPC标准),耐压测试的一些经验,根据以往从事线路板的经验; .当客户要求测试电压高于2500VDC 6s 时,以下条件需要满足 1.绿油盖线大于0.2MM 2.绿油厚度需大于1MIL(主要是线边不能露铜) 3.介质层厚度大于0.1MM (以上仅供客户参考,实际以实验值为准),GS,謝謝大家,