《PCB制作工艺》PPT课件.ppt

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1、PCB制作工艺目录 一 PCB分类 二 工艺流程一 PCB分类 PCB就是Printed Circuit Board三个开头字母的简写，中文译为印刷线（电）路板。1. 以材质分a. 有机材质 如酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂（FR-4）、聚酰胺（Polyimide）等。b. 无机材质 如铝、陶瓷（ceramic）等。主要取其散热功能一 PCB分类2. 以成品软硬区分 a. 硬板 Rigid PCB b.软板 Flexible PCB c.软硬板 Rigid-Flex PCB3. 以结构分 a.单面板 b.双面板 c.多层板 d.HDI板：结构复杂，有盲孔和埋孔（孔径0.1mm、孔环0.25mm、

2、导线宽/间距0.10mm）。一 PCB分类一 PCB分类一 PCB分类二 工艺流程PCB 是怎样做成的PCB制作总体上分为“内层与外层”制作，下面将详细介绍相关内容。 ？二 工艺流程客户资料接受客户资料转换与审核Manufacturing Instruction流程设计：生产流程生产资料客户要求钻孔资料底片修改说明生产图纸CAD/CAM：客户排板图底片钻带锣带AOI电测程序二 工艺流程（内层工艺）二 工艺流程（内层工艺）来料与切板来料与切板 将来料加工成生产要求尺寸。将来料加工成生产要求尺寸。 来料来料 锔板锔板 切板切板 磨圆角磨圆角 打字唛打字唛 检查检查二 工艺流程（内层工艺）图形转移图

3、形转移/显影显影/ 蚀刻蚀刻/ 褪膜褪膜 利用感光材料，将线路图形资料，通过干菲林转移到板料上，再通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。二 工艺流程（内层工艺）二 工艺流程（内层工艺） 贴干膜：贴干膜： 贴膜机将干膜通过压辘与铜面附着，同时撕掉一面的保护膜。二 工艺流程（内层工艺） 曝光：曝光： 曝光机的紫外线通过底片使菲林上的图形感光，产生一种不溶于弱碱Na2CO3的聚合物，从而使图形转移到铜板上。二 工艺流程（内层工艺） 显影：显影： 是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3溶解。而聚合的感光材料则留在板面上，保护

4、下面的铜面不被蚀刻药水溶解。二 工艺流程（内层工艺） 蚀刻：蚀刻：是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。蚀刻的原理：蚀刻的原理：Cu+CuCl2 2CuCl2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O二 工艺流程（内层工艺） 蚀刻因子的表述：蚀刻因子的表述： 蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷，即为蚀刻品质的一种指标（Etch Factor)。二 工艺流程（内层工艺） 褪膜的原理：褪膜的原理： 是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。二 工艺流

5、程（内层工艺） AOI：Automatic Optical Inspection 利用自动光学检查仪，通过与Master（客户提供的数据图形资料）比较，对“蚀刻”后的板进行检查，以确保制板无缺陷（如开路、短路、曝光不良等）再进入下一工序。二 工艺流程（内层工艺）棕化：棕化： 在铜表面通过反应产生一种均匀，有良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（粗好粘合特性及粗化的有机金属层结构（粗化铜表面，增大结合面积，增加表面结合化铜表面，增大结合面积，增加表面结合力）。力）。二 工艺流程（内层工艺）压板：压板： 将铜箔、半固化片与氧化处理后的内将铜箔、半固化片与氧化处理后的

6、内层线路板，压合成多层基板。层线路板，压合成多层基板。二 工艺流程（内层工艺） 排板结构：排板结构：二 工艺流程（外层工艺）二 工艺流程（外层工艺）钻孔：钻孔： 1.在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均需满足客户的要求。 2.实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊。 3.为后工序的加工做出定位或对位孔。二 工艺流程（外层工艺）三合一：三合一： 包括除胶渣、沉铜、全板电镀包括除胶渣、沉铜、全板电镀二 工艺流程（外层工艺） 除胶渣：除胶渣： 除胶渣属于孔壁凹蚀处理（Etch back），印制板在钻孔时产生瞬时高温，而环氧玻璃基材（主要是FR-4）为不良导体，在钻孔时热量高度积累，孔壁表面温度

7、超过环氧树脂玻璃化温度，结果造成环氧树脂沿孔壁表面流动，产生一层薄的胶渣，如果不除去该胶渣，将会使多层板内层信号线联接不通，或联接不可靠。二 工艺流程（外层工艺）除胶渣流程：除胶渣流程：二 工艺流程（外层工艺） 沉铜：沉铜： 它是一种自催化的化学氧化及还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。化学镀铜在印刷板制造中被用作孔金属化，来完成双面板与多面板层间导线的联通。二 工艺流程（外层工艺）沉铜流程：沉铜流程：二 工艺流程（外层工艺） 全板电镀：全板电镀： 全板电镀是作为化学铜层的加厚层，一般化学镀铜层为0.02-0.1mil而全板电镀则是0.3-0

8、.6mil在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。一般生产板经过沉铜后电阻为0.10.5欧姆,经过全板电镀后电阻为0.0欧姆。二 工艺流程（外层工艺） 镀铜液的主要成分是CuSO4和H2SO4，直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应：二 工艺流程（外层工艺）影像转移（贴膜、曝光、显影工艺同内层）影像转移（贴膜、曝光、显影工艺同内层）二 工艺流程（外层工艺） 图形电镀：图形电镀： 在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上用电镀方法加厚铜层,再镀上一层锡作为该线路的保护层。二 工艺流程（外层工艺）图形电镀的流程图形电镀的流程二 工艺流程（外层工艺）褪膜褪膜/蚀刻蚀刻/褪锡：褪锡： 前工序所做出有图形的线

9、路板通过退膜蚀刻将未受保护的非导体部分铜蚀刻去，形成线路。二 工艺流程（外层工艺）绿油绿油/白字：白字： 绿油：一种保护层，涂覆在制板不需焊接的线路和基材上。防止焊接时线路间产生桥接，并提供永久性的电气环境和抗化学保护层。 白字：也叫字符，提供黄、白或黑色标记，给元件安装和今后维修印制板提供信息。二 工艺流程（外层工艺）绿油绿油/白字流程：白字流程：二 工艺流程（外层工艺）制网流程：制网流程：二 工艺流程（外层工艺） 其他丝印技术（塞孔）其他丝印技术（塞孔） ：1.0.65MM通孔,采用丝印兼塞,即丝印时,塞孔位不设挡油垫,一般要求连续拖印2-3次, 以保证孔内绿油塞至整个孔深度的2/3以上。

10、2.0.65MM通孔,一般采用二次塞孔方式,即丝印表面绿油时,孔位设置挡油垫,在曝光显影后或喷锡加工之后,再进行二次塞孔。二 工艺流程（外层工艺）表面处理：表面处理： 沉沉镍镍金金喷喷锡锡沉沉锡锡沉沉银银抗抗氧氧化化二 工艺流程（外层工艺） 沉镍金：沉镍金： 沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金，是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层方法的一种工艺。其目的是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金，以保护铜面及良好的焊接性能。二 工艺流程（外层工艺） 喷锡（无铅喷锡和有铅喷锡）：喷锡（无铅喷锡和有铅喷锡）： 热风整平又称喷锡（是将印制板浸入熔融的焊料中，再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而

11、得一个平滑，均匀光亮的焊料涂覆层。二 工艺流程（外层工艺） 沉锡：沉锡： 用化学的方法沉积薄层纯锡以保护铜面，同时保持良好的焊接性能。沉锡一般含铅，所以可以用水平工艺制作，由于 二 工艺流程（外层工艺） 沉银：沉银： 沉银作为一种新的环保型表面处理工艺,是在铜的表面沉积一层6-18um”厚度的银,以确保电子器件在线路板上的可靠的焊接。沉银能提供无铅焊接所需要的优越可焊;沉银有较好的抗腐蚀性和低离子污染;沉银板平整的表面适宜生产高密度的线路板;沉银比喷锡的板面更加平整，比沉镍金工艺成本更低。二 工艺流程（外层工艺） 贾凡尼效应：二 工艺流程（外层工艺）二 工艺流程（外层工艺） 贾凡尼效应（咬脖子

12、）产生原理： 绿油边缘处溶液无法交换，无法提供足够的Ag 离子。但是在电解质溶液中Cu 不断的失去电子变成Cu 离子，而与此同时溶液中的Ag 离子又不断的得到电子，沉积在裸露的铜面。直至溶液中Ag 离子得到电子与Cu 失去电子水平达到平衡，反应才会终止。二 工艺流程（外层工艺） 贾凡尼效应应对方案：二 工艺流程（外层工艺） 抗氧化（抗氧化（OSP） 抗氧化是绿油后裸铜板待焊面上以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等），使用字母OSP表示。二 工艺流程（外层工艺） 喷锡：无法满足细小焊盘间距，厚度不均匀，不环保（含铅

13、），盲埋孔覆盖性差，理论保存时间18个月，OSP：无法目测品质好坏，储存时间短，受温度影响大，对放置环境敏感），耐热次数低，理论保存时间6个月，开封后须在24小时内试用，硬度低，容易刮花，尤其在电测和飞针时容易破坏氧化膜。沉镍金：成本高，对阻焊膜有选择性，制程复杂，界面易破裂，理论保存时间24个月，沉锡：快速形成界面合金共化物，储存时间短，会产生锡须，储存一段时间或多次回流后润湿性下降快，高温下极易氧化，理论保存时间6个月，沉银：对S，Cl较敏感，易刮伤等，产生咬脖子效应，制作复杂理论保存时间12个月二 工艺流程（外层工艺）外形加工：外形加工： 通过锣、V-CUT、冲及斜边的加工方式将线路板加工成客户需求的外形。二 工艺流程（外层工艺）FQC： thanks