PCB流程简介分析.ppt
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1、1Company ConfidentialKinwong Electronic12012.5.162012.5.16PCB制作流程简介制作流程简介2Company ConfidentialKinwong Electronic2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:外层制作原理阐述第六部分:成本影响因素3Company ConfidentialKinwong Electronic3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)。4Company Confidenti
2、alKinwong Electronic4第一部分:前言 PCB的分类(按层数):单单面板面板-就是只有一层导电图形层。双面板双面板-就是有两层导电图形层。多多层层板板-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。5Company ConfidentialKinwong Electronic5第二部分:多层线路板基本结构L1:铜层分隔层(玻璃纤维+环氧树脂)L2:铜层分隔层(玻璃纤维+环氧树脂)L3:铜层L4:铜层导通孔以四层板为例:分隔层(玻璃纤维+环氧树脂)6Company ConfidentialKinwong Electronic6第三部分:制作流程简介n多层线路板
3、制作多层线路板制作,分为两,分为两大部分:大部分:F 内层制作工序 F 外层制作工序7Company ConfidentialKinwong Electronic7第三部分:制作流程简介开料(Board Cutting)前处理(Pre-treatment)影像转移(Image transfer)线路蚀刻(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)修边(Edge trimming)PCB内层制作流程:8Company ConfidentialKinwong Electronic8第三部分:制作流程简介钻孔(
4、Drilling)除胶渣/孔内沉铜(PTH)全板电镀(Panel plating)图像转移(Image transfer)图形电镀(Pattern plating)线路蚀刻(Etching)防焊油丝印(Solder mask)表面处理-沉金/喷锡(Surface treatment)外形加工(Punching/Routing)最后品质控制(ET/FQC/FQA)PCB外层制作流程:9Company ConfidentialKinwong Electronic9第四部分:内层制作原理阐述开料工序(开料工序(B Board Cutting)oard Cutting)定义:将覆铜板裁剪为所需的尺寸。
5、定义:将覆铜板裁剪为所需的尺寸。烘板(Baking)切料(Laminate Cutting)锣圆角(Corner Routing)打字唛(Mark stamping)烘板:为了消除板料在制作时产生的内应力及在储存时吸收的水份,确保板料可靠性和尺寸(涨缩)稳定性。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擦花等品质问题,将板料锣成圆角。打字唛:将生产板的编号资料附印在板边,使各工序能识别与追溯不同的板号。10Company ConfidentialKinwong Electronic10第四部分:内层制作原理阐述前处理工序(前处理工序(Surface Pr
6、e-Treatment)定义:将铜面粗化,便于之后工序的干膜有效地附着在铜面上。定义:将铜面粗化,便于之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)11Company ConfidentialKinwong Electronic11第四部分:内层制作原理阐述前处理工序(前处理工序(Surface Pre-Treatment)以上关键步骤为微蚀段,原理是铜表面
7、发生氧化还原反应,形成粗化的铜面。F基本反应:Cu Cu2+反应机理:12Company ConfidentialKinwong Electronic12第四部分:内层制作原理阐述影像转移(影像转移(Image transfer)辘膜(贴干膜)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
8、/蚀刻的工艺步骤,达至所需铜面线路图形。13Company ConfidentialKinwong Electronic13第四部分:内层制作原理阐述线路蚀刻(线路蚀刻(Etching)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。14Company ConfidentialKinw
9、ong Electronic14第四部分:内层制作原理阐述线路蚀刻(线路蚀刻(Etching)显影的作用:是将未曝光部分的干膜去掉,留下已感光的部分。显影的原理:未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应,遇Na2CO3(1.0%)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。CO COOH OCH3 CO CO ONa OCH31%Na2CO3 显影的反应式:15Company ConfidentialKinwong Electronic15第四部分:内层制作原理阐述线路蚀刻(线路蚀刻(Etching)蚀刻的作用:是将露出铜面蚀刻掉。蚀刻的原理:Cu+CuCl2 2CuCl
10、2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2+2H2O 2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O16Company ConfidentialKinwong Electronic16第四部分:内层制作原理阐述示意图示意图贴膜曝光显影蚀刻褪膜底片Cu基材干膜17Company ConfidentialKinwong Electronic17第四部分:内层制作原理阐述自动光学检查自动光学检查(Automatic 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
11、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。18Company ConfidentialKinwong Electronic18第四部分:内层制作原理阐述自动光学检查自动光学检查(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
12、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:19Company ConfidentialKinwong Electronic19棕化的作用:棕化工序的作用就是粗化铜表面,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铜面棕化(Brown Oxide)20Company ConfidentialKinwong Electronic20第四部分:内层制作原理阐述铜面棕化铜面棕化(Brown Oxide)棕化流程:微蚀
13、除油预浸棕化除油: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)。21Company ConfidentialKinwong Electronic21第四部分:内层制作原理阐述铜面棕化或黑化铜面棕化或黑化(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。22Comp
14、any ConfidentialKinwong Electronic22第四部分:内层制作原理阐述排板排板(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。23Company ConfidentialKinwong Electronic23第四部分:内层制作原理阐述排板排板(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。Cu绝缘层Cu24Company Confiden
15、tialKinwong Electronic24第四部分:内层制作原理阐述排板排板(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 Side),另一面是粗糙的结晶面,称为毛面(Matte Side)。Drum SideMatte Side25Company ConfidentialKinwong Electronic25第四部分:内层制作原理阐述排板排板(Lay up)排板使用的半固化片:半固化片(Prepreg)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
16、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。26Company ConfidentialKinwong Electronic26 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。销钉压板法。(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
17、小面积之排压方法,称之为销钉压板法。第四部分:内层制作原理阐述排板排板(Lay up)27Company ConfidentialKinwong Electronic27第四部分:内层制作原理阐述排板排板(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
18、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。28Company ConfidentialKinwong Electronic28第四部分:内层制作原理阐述压合流程压合流程(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。29Company ConfidentialKinwong Elec
19、tronic29第四部分:内层制作原理阐述压合流程压合流程(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。30Company ConfidentialKinwong Electronic30第四部分:内层制作原理阐述压合流程压合流程(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
20、,然后用钻咀钻出该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。31Company ConfidentialKinwong Electronic31第四部分:内层制作原理阐述压合流程压合流程(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32Company ConfidentialKinwong Electronic32第四部分:内层制作原理阐述压合流程压合流程(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33
21、Company ConfidentialKinwong Electronic33第四部分:内层制作原理阐述压合流程压合流程(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34Company ConfidentialKinwong Electronic34第五部分:外层第五部分:外层制作原理阐述制作原理阐述钻孔工序(钻孔工序(钻孔工序(钻孔工序(DrillingDrilling)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
22、。n 钻孔目的:钻孔目的:35Company ConfidentialKinwong Electronic35第五部分:外层第五部分:外层制作原理阐述制作原理阐述钻孔钻带发放翻磨钻咀钻带发放:按照客户的要求,编写钻孔的程序,为钻孔的操作提供依据。钻孔:通过钻带的资料,选取要求的钻咀,按叠数的规定进行。翻磨钻咀:通过分度导磨或超声波洗涤的磨削作用,将已钝的钻咀重新研磨至符合要求的规格,再应用于生产。钻孔基本流程(钻孔基本流程(钻孔基本流程(钻孔基本流程(DrillingDrilling)36Company ConfidentialKinwong Electronic36第五部分:外层第五部分:外
23、层制作原理阐述制作原理阐述钻孔工序(钻孔工序(钻孔工序(钻孔工序(DrillingDrilling)钻机由CNC电脑系统控制机台移动,按所输入电脑的资料制作出客户所需孔的位置。控制方面分别有X、Y轴坐标及Z轴坐标,电脑控制机台适当的钻孔参数,机器会自动按照资料,把所需的孔位置钻出来。n 机械钻机的工作原理:机械钻机的工作原理:37Company ConfidentialKinwong Electronic37第五部分:外层第五部分:外层制作原理阐述制作原理阐述钻孔工序(钻孔工序(钻孔工序(钻孔工序(DrillingDrilling)镭射钻孔:UV钻孔,CO2钻孔(主要针对盲孔工艺的制作流程)n
24、 成孔的其他常用方法:成孔的其他常用方法:38Company ConfidentialKinwong Electronic38第五部分:外层第五部分:外层制作原理阐述制作原理阐述孔内沉铜孔内沉铜孔内沉铜孔内沉铜/全板电镀工序全板电镀工序全板电镀工序全板电镀工序磨板除胶渣孔沉铜磨板:在机械磨刷的状态下,去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。孔沉铜:通过钯媒体的作用下,在孔壁上将铜离子还原为铜,起到导通各铜层的作用。全板电镀:全板电镀是作为化学铜层的加厚层,增加导电层的导电性。全板电镀除胶渣:在自动系统及药液作用下,将钻孔过程产生的孔壁胶质体清除,使之粗化及洁净。39Company Confidenti
25、alKinwong Electronic39第五部分:外层第五部分:外层制作原理阐述制作原理阐述孔内沉铜孔内沉铜孔内沉铜孔内沉铜/全板电镀工序全板电镀工序全板电镀工序全板电镀工序机械磨板超声波清洗高压水洗机械磨板:在机械磨刷的状态下,去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。高压水洗:利用高压水往复运动冲洗板面及孔,使粘附较牢固的颗粒粉尘在水 压的作用下被有效地清洗,水洗压力在60100bar之间。烘干:将磨刷后的层压板用冷风与热风吹干后,在下流程开始前存放时,不会被氧化,同时可为检孔流程作准备。烘干超声波清洗:使用超声波孔内得到充分清洗,孔内铜粉及粘附性颗粒得以清除。n 磨板流程:磨板流程:40Com
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