PCB制作流程详解课件.pptx

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1、PCB 基板的造成PrepregCopper Foil铜箔类型：铜箔类型：1/41/4OZOZ；1/3OZ1/3OZ；1/2OZ1/2OZ；1OZ1OZ；2OZ2OZ；3OZ3OZ第1页/共44页PCB 成品图如图所示：Wet Film/绿油Annual ring 锡圈Screen Marks 白字PAD/焊锡盘Production Number 生产型号3C6013C6013C60112658Golden Finger/金手指第2页/共44页双面板与多层板区别 从工序上讲，多层板与双面板的区别：1.双面板的压板材料只有P片和Cu箔；多层板的压板材料既有P片和最外层的两个Cu箔，还有P片之间的

2、内层板。2.多层板的生产多了内层板的生产制造。内层板的制造与外层板大体相似。下面介绍双面板的制作：第3页/共44页PCB所用板料概述所用板料概述目前目前PCBPCB内层所用板材按照内层所用板材按照TGTG点分类有三种：点分类有三种：a、TG点为130，树脂体系由两个官能团组成；特性：TG点低，耐热性能相对较差。b、TG点为140，树脂体系由四个官能团组成；特性：耐热性能良好，材料稳定性较好，是PCB常用材料。c、高TG（TG点通常大于150，树脂体系由多个官能团组成）。特性：TG点较高，耐热性较优，单价较高，流程制作工艺相对复杂。按照材料的相关成分分类可三种：按照材料的相关成分分类可三种：a、

3、卤素材料；第4页/共44页PCB所用板料概述所用板料概述特性：目前用于生产的大多数板材为卤素材料，对人体有害,主要是燃烧时会产生二恶英（dioxides，戴奥辛TCDD，二氧环环己烷），奔呋喃 （Benz furan）等，发烟量大、高毒性、致癌，人体摄入后无法排除，影响身体健康。b、无卤素材料；特性：含卤素比例较少，JPCA-ES-01-2003标准，日本人的定义：CL、Br、I含量小于0.09%（重量比）称为无卤素，鉴于卤素对人体存在较大危害，相关法律法规推动禁止使用卤素材料用于板料中（WEEE，ROHS），1982年瑞士发现在卤化物燃烧后存在二恶英，后20世纪90年代在日本后生省焚炉废气中

4、发现二恶英。a、与FR4材料相比，吸水性低，TG约高，DK值约小一点，适用于PCB阻抗板生产，单价较贵；b、主要应用于电脑、手机、通信设备、医疗设备、仪表、摄象机、平面液体湿显示器等领域中第5页/共44页PCB所用板料概述所用板料概述按照焊锡流程可分为两种：按照焊锡流程可分为两种：a、有铅制程材料，目前所用的FR4板料均有铅材料，特点：有毒性，对人体有害，体现在智力下降、恶心、头痛、失眠、食欲不振等；典型的是贫血、中枢神经混乱；b、无铅材料，主要范围：焊锡中、元件半导体引脚涂覆层、PCB金属花孔及焊盘上、相关物质中所含稳定剂中（卤化树脂、导线、涂料、染料、玻璃 黏结材料等）。定义：欧盟称物质中

5、铅含量0.1%为无铅，日本0.2%为无铅。特点：1）、对人体的毒害较小；2）、焊料的熔点升高（越217）；3）、对板材的耐热性要求提高；4）、板料要求低DK值、低CET（Z轴膨胀系数tg点前50PPM/，tg后250PPM/），普通板材的为TG点前80PPM/，TG点后300PPM/第6页/共44页PCB所用板料概述所用板料概述按照增强材料可分为四种：按照增强材料可分为四种：1）、CEM系列材料，如CEM-1、CEM-3材料等，特点：TG点低，耐热性较差等；2）、玻璃布材料，如FR4等。特点：尺寸稳定较好，耐热性较好等；3）、陶瓷材料；我司咱未用过；4）、铁氟龙材料。特点：成本高，尺寸稳定较差

6、，对流程生产工艺要求较高（如压合、钻孔、沉铜等）；第7页/共44页PCB所用板料概述所用板料概述常用板料常用板料FR4FR4相关特性介绍：相关特性介绍：1）、板料成分组成：由玻璃布、环氧树脂、铜箔组成；2）、玻璃布分为：普通板料用玻璃布（即玻璃布成圆柱形的）及LDPP用玻璃布（即玻璃布为椭圆形的，便于激光打孔时孔壁质量的改进）。目前存在类型有：7629、7628、2116、1506、1500、2113、2112、1080、106、3313等类型，他们的区别主要是在厚度、树脂含量、经纬向玻璃布的数量、大小等区别。3）、树脂体系分为：含卤素同不含卤素两种环氧树脂（通常普通FR4含Br）；4）、铜箔

7、：按照加工方式的不同可分为电解铜箔及压延铜箔两种。其中按照铜箔的重量来分通常有1/3OZ、HOZ、1OZ、2OZ、3OZ、4OZ等，通常是重量越重厚度相对就越厚，如HOZ厚度为0.65MIL，1OZ为1.35MIL。第8页/共44页制作工艺流程Solder Mask绿油Middle Inspection蚀检PTH/Panel Plating沉铜/板电Dry Film干菲林Drilling钻孔Pattern Plating/Etching图电/蚀刻开料/局板第9页/共44页制作工艺流程Packing包装FQA最后稽查Surface表面处理Profiling成型Component Mark白字测试

8、/FQC终检第10页/共44页 Pressing压板Drilling 钻孔 PTH/PP沉铜/板电Dry Film干菲林Exposure 曝光Pattern Plating图电Developing 冲板Plating Tin镀锡Strip Film 褪菲林Strip Tin 褪锡Wet Film 湿绿油主要过程图解主要过程图解主要过程图解主要过程图解Surface treatment 表面处理Profiling 成型第11页/共44页表面处理方法Hot Air Levelling 喷锡Gold finger board 金手指板Carbon oil board 碳油板Au plating bo

9、ard 镀金板Entek（防氧化）板Immersion Au board 沉金板Immersion Tin 沉锡板Immersion Silver 沉银板第12页/共44页目的目的在镀铜板上钻通孔/盲孔，建立线路层与层之间以及元件与线路之间的连通。钻孔板的剖面图钻孔板的剖面图孔孔钻孔钻孔管位管位孔孔板料板料铝片铝片DrillingDrillingDrillingDrilling 钻孔钻孔钻孔钻孔第13页/共44页Guide HoleGuide Hole管位孔管位孔Back Up BoardBack Up Board垫板垫板PCBPCB EntryEntry盖板盖板DrillingDrillin

10、gDrillingDrilling 钻孔钻孔钻孔钻孔第14页/共44页磨圆角：除去生产板上四角上的尖角，以免擦花、插穿菲林及伤人。磨板边：除去生产板周围的纤维丝，防止擦花。管位钉:将生产板与底板用管位钉固定在一起，以避免钻孔时板间滑动,造成钻咀断。P表示生产板(S代表样板)我司的生产型号板的层数版本号(1A,1B,2B)P 12658-3A 04生产型号举例：DrillingDrillingDrillingDrilling 钻孔钻孔钻孔钻孔第15页/共44页（1）盖板的作用）盖板的作用定位散热减少毛头(披锋）钻头的清扫防止压力脚直接压伤铜面（2）垫板的作用）垫板的作用保护钻机之台面防止出口性毛

11、头降低钻咀温度清洁钻咀沟槽中之胶渣DrillingDrillingDrillingDrilling 钻孔钻孔钻孔钻孔第16页/共44页钻孔质量缺陷钻孔质量缺陷质质量量缺缺陷陷钻孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔径错、断钻头、塞孔、未钻透钻孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔径错、断钻头、塞孔、未钻透孔内缺陷孔内缺陷铜箔缺陷：分层、钉头：钻污、毛刺、碎屑、粗糙铜箔缺陷：分层、钉头：钻污、毛刺、碎屑、粗糙基材缺陷：分层、空洞、碎屑堆、钻污、松散纤维、基材缺陷：分层、空洞、碎屑堆、钻污、松散纤维、沟槽、来福线沟槽、来福线DrillingDrillingDrillingDrilling 钻孔钻孔钻孔钻孔第17页/共

12、44页Panel Plating板面电镀板面电镀PTH 孔内沉铜孔内沉铜PTH 孔内沉铜孔内沉铜Panel Plating板面电镀板面电镀Prepreg板料板料Cutaway of Panel Plating and PTH沉铜沉铜/板面电镀剖面图板面电镀剖面图Plating Through Hole-Plating Through Hole-Plating Through Hole-Plating Through Hole-沉铜沉铜沉铜沉铜/板电板电板电板电第18页/共44页沉铜原理沉铜原理 为了使孔壁的树脂以及玻璃纤维表面产生导电性为了使孔壁的树脂以及玻璃纤维表面产生导电性,所所以进行化学

13、镀铜即沉铜以进行化学镀铜即沉铜.它是一种自催化还原反应它是一种自催化还原反应,在化在化学镀铜过程中学镀铜过程中CuCu2+2+得到电子还原为金属铜得到电子还原为金属铜,还原剂放出电还原剂放出电子子,本身被氧化本身被氧化.目的目的 用化学方法使线路板孔壁用化学方法使线路板孔壁/板面镀上一层薄铜，使板板面镀上一层薄铜，使板面与孔内成导通状态。面与孔内成导通状态。Plating Through Hole-Plating Through Hole-Plating Through Hole-Plating Through Hole-沉铜沉铜沉铜沉铜第19页/共44页主要缺陷板面起泡及分层：板电铜与化学铜

14、或化学铜与基铜结合力差造成的；孔粗；孔红、孔黑；孔无铜；塞孔；板面砂粒及粗糙；水渍。第20页/共44页Scrubbing 磨板Developing显影Exposure曝光Laminate Dry Film辘干菲林Duplicate GII Dry Film 黄菲林复制 Dry Film Dry Film Dry Film Dry Film 干菲林干菲林干菲林干菲林第21页/共44页光致抗蚀剂（即干膜）的特性光致抗蚀剂（即干膜）的特性负性光致抗蚀剂：光照射部分聚合（或交联），曝光显影之后，能把生产用照相底版上透明的部分保留在板面上。定位方法定位方法:我司用的是用红胶纸粘贴定位的方法.Dry Fi

15、lm Dry Film Dry Film Dry Film 干菲林干菲林干菲林干菲林第22页/共44页主要缺陷冲穿孔 曝光不良（幼线）冲板不净 渗镀和甩菲林 菲林碎开路曝光垃圾第23页/共44页图形电镀的目的图形电镀的目的铜线路是用电镀光阻定义出线路区，以电镀方式填入铜来形成线路。图形电镀在图象转移后进行的,该铜镀层可作为锡铅合金(或锡)的底层,也可作为低应力镍的底层。Panel Plating Panel Plating Panel Plating Panel Plating 图形电镀图形电镀图形电镀图形电镀第24页/共44页蚀刻的原理蚀刻的原理 将覆铜箔基板上不需要的铜，以化学反应方式将不

16、要的部分铜予以除去，使其形成所需要的电路图形。碱性氯化铜蚀刻特性：1.适用于图形电镀金属抗蚀层，如镀覆金、镍、锡铅含金.锡镍含金及锡的印制板的蚀刻。2.蚀刻速率快，侧蚀小，溶铜能力高，蚀刻速率容易控制。3、蚀刻液可以连续再生循环使用，成本低。Etching Etching Etching Etching 蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻第25页/共44页Striping 褪膜Etching蚀刻Tin Striping褪锡制作过程制作过程制作过程制作过程常采用金、铅锡、锡、等金属及油墨、干膜作抗蚀层。常采用金、铅锡、锡、等金属及油墨、干膜作抗蚀层。Etching Etching Etching Etching

17、蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻After Etching蚀刻后蚀刻后第26页/共44页图电、蚀刻主要缺陷1、图电电镀烧板 电镀分层 阶梯电镀 针孔 麻点 阳极钝化 低电流区镀层发暗 镀层粗糙 镀层脆性大 2、蚀刻蚀刻速率降低 蚀刻液中出现沉淀 抗蚀层被浸蚀 铜表面发黑，蚀刻不动 第27页/共44页Solder Mask-Solder Mask-绿油绿油阻焊膜（湿绿油）阻焊膜（湿绿油）定义定义一种保护层，涂覆在印制板不需焊接的线路和基材上。目的目的 防止焊接时线路间产生桥接，同时提供永久性的电气环境和抗化学保护层。第28页/共44页Solder Mask-Solder Mask-绿油绿油工作原理工作原理 液态

18、光成像阻焊油墨简称感光胶或湿膜。感光胶经网印并预烘后，进行光成像曝光，紫外光照射使具有自由基的环氧树脂系统产生光聚合反应，未感光部分（焊盘被底片挡住），在稀碱液中显影喷洗而清除。印制板上已感光部分进行热固化，使树脂进一步交联成为永久性硬化层。第29页/共44页Solder Mask-Solder Mask-绿油绿油Pre-Baking 预固化 Duplicate GII Film 复制黄菲林Pretreatment前处理Screen Printing丝印Exposure 曝光Developing 显影停放停放1515分钟分钟停放停放1515分钟分钟Baking 终固化绿油制作流程图第30页/共

19、44页Solder Mask-Solder Mask-绿油绿油前处理前处理 目的是为了除去铜箔表面的氧化物,油脂和其它杂质,另一方面是为了粗化铜表面,增加表面积,使之能与阻焊油墨有良好的结合力。前处理是丝印阻焊前的十分重要的工序，如成品检查发现阻焊膜掉，胶带试验不合格，波峰焊后板面阻焊起泡，阻焊下的大铜面有污物等都同表面处理有关。第31页/共44页Solder Mask-Solder Mask-绿油绿油预烘预烘 目的是蒸发油墨中所含的约25%的溶剂，使皮膜成为不粘底片的状态；温度和时间应有限制。曝光曝光 将需要留在板子上的油墨经紫外光照射后发生交联反应，在显影时不被褪去，而未感光部分则被曝光后

20、的油墨Na2CO3溶液溶解洗掉露出焊盘、焊垫等需焊的区域。曝光后的油墨不溶于弱碱（1%Na2CO3)但可溶于强碱(5%-10%NaOH),从而达到既可显影又可及时使有问题的板返工处理的目的。第32页/共44页Solder Mask-Solder Mask-绿油绿油显影显影目的目的 使油墨中未感光部分溶解于显影液而被洗去，留下之感光部分，起绝缘、保护的作用。终固化终固化目的目的 使阻焊油墨彻底固化，形成稳固的网状构架，达到其电气和物化性能。终固化后第33页/共44页Component Mark-Component Mark-白字白字元件字符元件字符 提供黄，白或黑色标记，给元件安装和今后维修印制

21、板提供信息。具体采用丝印的方法具体采用丝印的方法白字后第34页/共44页绿油主要缺陷1 1、绿油主要缺陷、绿油主要缺陷板面星点氧化 板面光泽度低 板面有砂粉 水金板面金面星点发黑 水金板甩油 2、白字主要缺陷、白字主要缺陷不过油 聚油S/M塞孔 散油 封VIA孔藏锡油薄 第35页/共44页10.Profiling 外形加工对成品板进行外形加工。（锣、啤、V-Cut)1锣板：将客户要求的外围尺寸输入电脑，在由CNC控制 的锣机上，使用特制的刀具进行切型。2啤板：按客户的外围要求制成冲压之模具，在冲床上冲压而成，它适用于对可大量生产，又不太注重板边粗糙度的客户。3.手锣：成型时将板套在事先按客户检

22、求尺寸做好的模板上,再以手动铣床,沿模板外围铣切而成，目前我司多数对主机板实行先啤再手锣的方式。4v-cut:即为方便客户在插件后将panel改为piece，而在每piece中间刻划一条v糟，目前我司有手动与自动v-cut两种，手动v-cut须在成型后完成，自动v-cut在成型前.第36页/共44页 接下来表面处理及主要后工序制作第37页/共44页工作原理工作原理 将印制板浸入熔融的焊料（通常为63Sn37Pb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，从而得到一个平滑、均匀又光亮的焊料涂覆层。Hot Air Solder Levelling Hot Air Solder

23、Levelling 喷锡喷锡工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程前处理前处理预涂助焊剂预涂助焊剂（松香）（松香）热风整平热风整平（喷锡）（喷锡）清洗清洗第38页/共44页沉锡 利用化学反应在铜面上沉上一层锡.增加贴件时的焊接性.第39页/共44页沉金 利用化学反应在铜面上镀上一层更耐磨,耐腐蚀的金.用来增加线路板的使用寿命.增加贴件时的焊接性.第40页/共44页ENTEK 在金属表面涂布上一层抗氧化性的有机薄膜.该处理方式成本低,但相对的线路板存放时间也低.第41页/共44页金手指 在指定的层表面镀上镍金.因其时用于即插即用的,表面组合排列像人的手指,因此称为金手指.如:电脑硬件中的网卡,显卡,内存条等用到的线路板都是经过金手指工序的.第42页/共44页第43页/共44页感谢您的欣赏感谢您的欣赏第44页/共44页