PCB生产工艺流程_经典15596.pptx
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1、PCB生产工艺流程 第2页 主要内容主要内容1、PCB的角色的角色2、PCB的演的演变3、PCB的分的分类4、PCB流程介流程介绍第3页1、PCB的角色 PCBPCB的角色:的角色:PCBPCBPCBPCB是为是为是为是为完成第一完成第一完成第一完成第一层次的层次的层次的层次的元件元件元件元件和和和和其它其它其它其它电电电电子电路子电路子电路子电路零件接合零件接合零件接合零件接合提供提供提供提供的的的的一个一个一个一个组装组装组装组装基地基地基地基地,组装成组装成组装成组装成一个具特定功能的一个具特定功能的一个具特定功能的一个具特定功能的模块模块模块模块或或或或产品产品产品产品。所以所以所以所
2、以PCBPCBPCBPCB在整在整在整在整个个个个电电子子子子产产品中,扮演了品中,扮演了品中,扮演了品中,扮演了连连接接接接所有功能的角色,也因此所有功能的角色,也因此所有功能的角色,也因此所有功能的角色,也因此电电子子子子产产品品品品的的的的功功功功能能能能出出出出现现故障故障故障故障时时时时,最先被,最先被,最先被,最先被怀怀疑疑疑疑往往就是往往就是往往就是往往就是PCBPCBPCBPCB,又因又因又因又因为为PCBPCBPCBPCB的加工工的加工工的加工工的加工工艺艺相相相相对对复复复复杂杂,所以,所以,所以,所以PCBPCBPCBPCB的生的生的生的生产产控制尤控制尤控制尤控制尤为严
3、为严格和重要格和重要格和重要格和重要。晶圓第0層次第1層次(Module)第2層次(Card)第3層次(Board)第4層次(Gate)PCBPCB的解释的解释:Printed circuit boardPrinted circuit board;简写:简写:简写:简写:PCBPCB 中文为:印制板中文为:印制板中文为:印制板中文为:印制板(1 1)在绝缘基材上,按预定设计,制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的)在绝缘基材上,按预定设计,制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形,称为印制电路。导电图形,称为印制电路。(2 2)在绝缘基材上,提供元、器件之间电气连接的导电图形,称为印
4、制线路。)在绝缘基材上,提供元、器件之间电气连接的导电图形,称为印制线路。(3 3)印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板,亦称印制)印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板,亦称印制板。板。第4页 1.1.早於早於19031903年年Mr.Albert HansonMr.Albert Hanson(阿尔伯特(阿尔伯特.汉森)汉森)首首创创利用利用“线线路路”(Circuit)(Circuit)观观念念应应用用于电话交换系统上于电话交换系统上。它是用金。它是用金属属箔切割成箔切割成线线路路导体导体,将将之之粘于粘于石石蜡纸蜡纸上,上面同上,上面同样粘样粘上一上
5、一层层石石蜡纸蜡纸,成了,成了现现今今PCBPCB的的构造雏形构造雏形。如下图:如下图:2.2.到到19361936年,年,Dr Paul EisnerDr Paul Eisner(保罗(保罗.艾斯纳)艾斯纳)真正真正发发明了明了PCBPCB的的制制作作技技术术,也,也发发表多表多项专项专利利。而而今天的加工工艺今天的加工工艺“图形转移技术(photoimagephotoimage transfer)transfer),就是,就是沿袭沿袭其其发发明明而来而来的。的。图2、PCB的演变第5页 PCBPCB在材料、层数、制程上的多样化以适合不同的电子产品及其特殊需求。在材料、层数、制程上的多样化以
6、适合不同的电子产品及其特殊需求。因此其种类划分比较多,以下就归纳一些通用的区别办法因此其种类划分比较多,以下就归纳一些通用的区别办法,来简单介绍来简单介绍PCBPCB的的 分类以及它的制造工艺。分类以及它的制造工艺。A.以材料分 a.a.有机材料有机材料 酚醛树脂、玻璃纤维酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、环氧树脂、PolyimidePolyimide、BTBT等皆属之。等皆属之。b.b.无机材料无机材料 铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之,主要取其散熱功能。铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之,主要取其散熱功能。B.以成品软硬区分 a.a.硬板硬板 Rigid PCB Rigid PCB b.b.软板
7、软板 Flexible PCB Flexible PCB 见图见图1.3 1.3 c.c.软硬结合板软硬结合板 Rigid-Flex PCB Rigid-Flex PCB 见图见图1.41.4 C.以结构分 a.a.单面板单面板 见图见图1.5 1.5 b.b.双面板双面板 见图见图1.6 1.6 c.c.多层板多层板 见图见图1.71.7 3、PCB的分类的分类第6页圖1.3圖1.4圖1.5圖1.6圖1.7圖1.8第7页4、PCB流程介绍 我们以多层板的工艺流程作为我们以多层板的工艺流程作为PCBPCB工艺介绍的引线,选择其中的工艺介绍的引线,选择其中的图形电图形电镀工艺镀工艺进行流程说明,
8、具体分为八部分进行介绍,分类及流程如下进行流程说明,具体分为八部分进行介绍,分类及流程如下:A、内层线路、内层线路C、孔金属化、孔金属化D、外层干膜、外层干膜E、外层线路、外层线路F、丝印、丝印H、后工序、后工序B、层压钻孔、层压钻孔G、表面工艺、表面工艺第8页A、内、内层线路流程介路流程介绍 流程介流程介流程介流程介绍绍:目的目的目的目的:1 1、利用、利用、利用、利用图图形形形形转转移移移移原理制作内原理制作内原理制作内原理制作内层线层线路路路路2 2、DESDES为为显显影影影影;蚀蚀刻刻刻刻;去膜去膜去膜去膜连线简连线简称称称称前处理前处理压膜压膜曝光曝光DESDES开料开料冲孔冲孔第
9、9页内内层线路路-开料介开料介绍 开料开料开料开料(BOARD CUT):(BOARD CUT):目的目的目的目的:依制前依制前设计设计所所规规划要求划要求,将基板材料裁切成工作所需尺寸将基板材料裁切成工作所需尺寸 主要生主要生主要生主要生产产物料物料物料物料:覆覆铜铜板板 覆覆铜铜板是由板是由铜铜箔和箔和绝缘层压绝缘层压合而成合而成,依要求有不同板厚依要求有不同板厚规规格格,依依铜铜厚可分厚可分为为H/H;1oz/1oz;2oz/2ozH/H;1oz/1oz;2oz/2oz等种等种类类 注意事注意事注意事注意事项项:避免板避免板边边毛刺影响品毛刺影响品质质,裁切后裁切后进进行磨行磨边边,圆圆
10、角角处处理。理。考考虑涨缩虑涨缩影响影响,裁切板送下制程前裁切板送下制程前进进行烘烤。行烘烤。裁切裁切须须注意注意经纬经纬方向与工程指示一致,以避免方向与工程指示一致,以避免翘翘曲等曲等问题问题。第10页 前处理前处理前处理前处理(PRETREAT):(PRETREAT):目的目的目的目的:去除铜面上的污染物,去除铜面上的污染物,增加铜面增加铜面粗糙度粗糙度,以利於以利於后续后续的压膜制程的压膜制程 主要主要主要主要消耗物料消耗物料消耗物料消耗物料:磨刷磨刷铜箔铜箔绝缘层绝缘层前处理后前处理后铜面状况铜面状况示意图示意图内层线路内层线路-前处理介绍前处理介绍第11页 压膜压膜压膜压膜(LAMI
11、NATION):(LAMINATION):目的目的目的目的:将经处理之基板铜面透过热压方式贴将经处理之基板铜面透过热压方式贴上抗蚀干膜上抗蚀干膜 主要生产物料主要生产物料主要生产物料主要生产物料:干膜干膜(Dry Film)(Dry Film)工艺原理:工艺原理:工艺原理:工艺原理:干膜干膜压膜前压膜前压膜后压膜后内层线路内层线路压膜介绍压膜介绍压膜压膜第12页 曝光曝光曝光曝光(EXPOSURE):(EXPOSURE):目的目的目的目的:经光线照射作用将原始底片上的图像转移经光线照射作用将原始底片上的图像转移到感光底板上到感光底板上 主要生产工具主要生产工具主要生产工具主要生产工具:底片底片
12、/菲林(菲林(film)film)工艺原理工艺原理工艺原理工艺原理:白色透光部分发生光聚合反应白色透光部分发生光聚合反应,黑色部黑色部分则因不透光分则因不透光,不发生反应,显影时发生反不发生反应,显影时发生反应的部分不能被溶解掉而保留在板面上。应的部分不能被溶解掉而保留在板面上。UV光光曝光前曝光前曝光后曝光后内层线路内层线路曝光介绍曝光介绍第13页 显影显影显影显影(DEVELOPING):(DEVELOPING):目的目的目的目的:用碱液作用将未发生化学反应之干膜用碱液作用将未发生化学反应之干膜部分冲掉部分冲掉 主要生产物料主要生产物料主要生产物料主要生产物料:K2CO3K2CO3 工艺原
13、理:工艺原理:工艺原理:工艺原理:使用将未发生聚合反应之干膜冲掉使用将未发生聚合反应之干膜冲掉,而而发生聚合反应之干膜则保留在板面上发生聚合反应之干膜则保留在板面上作为蚀刻时之抗蚀保护层。作为蚀刻时之抗蚀保护层。说明说明说明说明:水溶性水溶性干干膜主要是由膜主要是由于于其其组组成中成中含有含有机机酸根,酸根,会与弱碱会与弱碱反反应应使成使成为为有有机机酸的酸的盐类盐类,可被水,可被水溶解溶解掉掉,显露出,显露出图形图形显影后显影后显影前显影前内层线路内层线路显影介绍显影介绍第14页 蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻(ETCHING):(ETCHING):目的目的目的目的:利用药液将显影后露出的铜蚀利用药液将显
14、影后露出的铜蚀掉掉,形成内层线路图形形成内层线路图形 主要生产物料主要生产物料主要生产物料主要生产物料:蚀刻药液蚀刻药液(CuCl2)(CuCl2)蚀刻后蚀刻后蚀刻前蚀刻前内层线路内层线路蚀刻介绍蚀刻介绍第15页 去膜去膜去膜去膜(STRIP):(STRIP):目的目的目的目的:利用强碱将保护铜面之抗蚀层利用强碱将保护铜面之抗蚀层剥掉剥掉,露出线路图形露出线路图形 主要生产物料主要生产物料主要生产物料主要生产物料:NaOHNaOH去膜后去膜后去膜前去膜前内层线路内层线路退膜介绍退膜介绍第16页冲孔冲孔:目的目的目的目的:利用利用CCDCCD对对位冲出位冲出检验检验作作业业之定位孔及之定位孔及铆
15、钉铆钉孔孔 主要生主要生主要生主要生产产物料物料物料物料:钻钻刀刀内层线路内层线路冲孔介绍冲孔介绍第17页 AOIAOI检验检验:全称全称为为Automatic Optical InspectionAutomatic Optical Inspection,自自自自动动光学光学光学光学检测检测 目的:目的:目的:目的:通通过过光学反射原理将光学反射原理将图图像回像回馈馈至至设备处设备处理,与理,与设设定的定的逻辑逻辑判断原判断原则则或或资资料料图图形相比形相比较较,找出缺点位置,找出缺点位置 注意事項:注意事項:注意事項:注意事項:由于由于AOIAOI所用的所用的测试测试方式方式为逻辑为逻辑比比
16、较较,一定会存在一些,一定会存在一些误误判的缺点,判的缺点,故需通故需通过过人工加以确人工加以确认认。内层检查工艺内层检查工艺LONG WIDTHVIOLATIONNICKSPROTRUSIONDISHDOWNFINE OPENSURFACE SHORTWIDE SHORTFINE SHORTSHAVED PADSPACING WIDTHVIOLATIONPINHOLENICKOVERETCHED PADCOPPER SPLASHMISSING PADMissing JunctionMissing Open第18页B、层压钻孔流程介孔流程介绍 流程介流程介流程介流程介绍绍:目的:目的:目的:目
17、的:层压层压:将:将铜铜箔箔(Copper)Copper)、半固化片半固化片(Prepreg)Prepreg)与棕化与棕化处处理后的内理后的内层线层线路路板板压压合成多合成多层层板。板。钻钻孔:在板面上孔:在板面上钻钻出出层层与与层层之之间线间线路路连连接的接的导导通孔。通孔。棕棕化化铆铆合合叠叠板板压压合合后处理后处理钻钻孔孔第19页 棕化棕化棕化棕化:目的目的目的目的:(1)(1)粗化粗化铜铜面面,增加与增加与树树脂接触表面脂接触表面积积(2)(2)增加增加铜铜面面对对流流动树动树脂之湿脂之湿润润性性(3)(3)使使铜铜面面钝钝化化,避免避免发发生不良反生不良反应应 主要生主要生主要生主要
18、生产产物料物料物料物料:棕化液棕化液MS100MS100 注意事注意事注意事注意事项项:棕化膜很薄棕化膜很薄,极易极易发发生擦花生擦花问题问题,操作操作时时需注意操作手需注意操作手势势层压工艺层压工艺棕化介绍棕化介绍第20页铆合铆合 目的目的目的目的:(:(四层板不需铆钉四层板不需铆钉)利用铆钉将多张内层板钉在一起利用铆钉将多张内层板钉在一起,以避免以避免后续加工时产生层间滑移后续加工时产生层间滑移 主要生产物料主要生产物料主要生产物料主要生产物料:铆钉铆钉;半固化片(半固化片(P/P)P/P)P/P(PREPREG):P/P(PREPREG):由树脂和玻璃纤维布组成由树脂和玻璃纤维布组成,据
19、玻璃布种类可分为据玻璃布种类可分为106106、10801080、33133313、21162116、76287628等几种等几种 树脂据交联状况可分为树脂据交联状况可分为树脂据交联状况可分为树脂据交联状况可分为:A A阶阶(完全未固化完全未固化);B);B阶阶(半固化半固化);C);C阶阶(完全完全固化固化)三类三类,生产中使用的全为生产中使用的全为B B阶状态的阶状态的P/PP/P2L3L 4L 5L铆钉层压工艺层压工艺铆合介绍铆合介绍第21页叠板叠板:目的目的目的目的:将预叠合好之板叠成待压多层板将预叠合好之板叠成待压多层板形式形式 主要生产物料主要生产物料主要生产物料主要生产物料:铜箔
20、、半固化片铜箔、半固化片 电镀铜皮电镀铜皮;按厚度可分为按厚度可分为 1/3OZ1/3OZ12um(12um(代号代号T)T)1/2OZ1/2OZ18um(18um(代号代号H)H)1OZ1OZ35um(35um(代号代号1)1)2OZ2OZ70um70um(代号(代号2 2)Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6层压工艺层压工艺叠板介绍叠板介绍2L3L 4L 5L第22页压合压合:目的目的目的目的:通过热压方式将叠合板压成多层板通过热压方式将叠合板压成多层板 主要生产辅料主要生产辅料主要生产辅料主要生产辅料:牛皮纸、钢板牛皮纸、钢板牛皮纸、钢板牛
21、皮纸、钢板钢板压力牛皮纸承载盘热板可叠很多层可叠很多层层压工艺层压工艺压合介绍压合介绍第23页 后后后后处处理理理理:目的目的目的目的:对层压对层压后的板后的板经过经过磨磨边边;打靶打靶;铣边铣边等工序等工序进进行初步的外形行初步的外形处处理以便后工理以便后工序生序生产产品品质质控制要求及提供后工序加工之工具孔。控制要求及提供后工序加工之工具孔。主要生主要生主要生主要生产产物料物料物料物料:钻头钻头;铣铣刀刀层压工艺层压工艺后处理介绍后处理介绍第24页 钻钻孔孔孔孔:目的目的目的目的:在板面上在板面上钻钻出出层层与与层层之之间线间线路路连连接的接的导导通孔通孔 主要原物料主要原物料主要原物料主
22、要原物料:钻头钻头;盖板盖板;垫垫板板 钻头钻头:碳化碳化钨钨,钴钴及有机粘着及有机粘着剂组剂组合而成合而成 盖板盖板:主要主要为铝为铝片片,在制程中起在制程中起钻头钻头定位定位;散散热热;减少毛减少毛头头;防防压压力脚力脚压伤压伤作作用用 垫垫板板:主要主要为为复合板复合板,在制程中起保在制程中起保护钻护钻机台面机台面;防出口性毛防出口性毛头头;降低降低钻针钻针温度及清温度及清洁钻针洁钻针沟槽胶渣作用沟槽胶渣作用钻孔工艺钻孔工艺钻孔介绍钻孔介绍铝盖板垫板钻头墊木板鋁板第25页 流程介流程介绍绍去毛去毛刺刺(Deburr)(Deburr)去去胶胶渣渣(Desmear)化化学铜学铜(PTH)(P
23、TH)一次一次铜铜Panel platingPanel plating 目的目的:使孔璧上的非导体部分之树脂及玻璃纤维进行金属化 方便进行后面的电镀制程,提供足够导电及保护的金属孔璧。C、孔金属化工艺流程介绍、孔金属化工艺流程介绍第26页 去毛去毛刺刺(Deburr):(Deburr):毛毛刺刺形成原因形成原因:钻钻孔孔后孔边缘后孔边缘未切未切断断的的铜丝铜丝及未切及未切断断的玻璃布的玻璃布 去毛刺的去毛刺的目的目的:去除孔去除孔边缘边缘的的毛刺毛刺,防止防止镀镀孔不良孔不良 重要的原物料:磨刷重要的原物料:磨刷沉铜工艺沉铜工艺去毛刺除胶渣介绍去毛刺除胶渣介绍 去去胶胶渣渣(Desmear):
24、(Desmear):胶渣胶渣形成原因形成原因:钻钻孔孔时时造成的高造成的高温的过玻璃化转变温度温的过玻璃化转变温度 (Tg (Tg值值),),而形成融熔而形成融熔态态,产生胶渣产生胶渣 去胶渣的去胶渣的目的目的:裸露出各裸露出各层层需互需互连连的的铜环铜环,另膨松,另膨松剂剂可可 改善孔壁改善孔壁结构结构,增,增强电镀铜强电镀铜附著力。附著力。重要的原物料:重要的原物料:KMnOKMnO4 4(除胶剂除胶剂)第27页 化化学学銅銅(PTH)(PTH)化化学铜学铜之目的之目的:通過通過化化学沉积学沉积的方式的方式时时表面沉表面沉积积上厚度上厚度为为20-4020-40微英寸微英寸的化的化学铜学铜
25、。孔壁变化过程:如下图孔壁变化过程:如下图化学铜原理:如右图化学铜原理:如右图PTH沉铜工艺沉铜工艺化学铜介绍化学铜介绍第28页 一次一次铜铜 一次一次铜铜之目的之目的:镀镀上上200-500200-500微英寸微英寸的厚度的的厚度的铜铜以保以保护仅护仅有有20-40 micro 20-40 micro inchinch厚度的化厚度的化学铜学铜不被不被后后制制程破程破坏坏造成孔破。造成孔破。重要生产物料重要生产物料:铜球铜球 一次銅电镀工艺电镀工艺电镀铜介绍电镀铜介绍第29页 流程介绍流程介绍:前处前处理理压膜压膜曝光曝光显影显影 目的目的:经过钻经过钻孔及通孔孔及通孔电镀后电镀后,内外层已经
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