[精选]PCB生产工艺流程概述.pptx
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1、PCB生产工艺流程 主要内容 1、PCB产品简介 2、PCB的演变 3、PCB的分类 4、PCB流程介绍五彩缤纷的PCB工艺1、PCB产品简介 PCB PCB的角色:的角色:PCB PCB是为 是为完成第一层次的元件和其它电 完成第一层次的元件和其它电子电路零件接合提供的一个 子电路零件接合提供的一个组装 组装基地 基地,组装成一个具特定功能的模块或产品。组装成一个具特定功能的模块或产品。所以 所以PCB PCB在整个电子产品中,扮演了 在整个电子产品中,扮演了连 连接 接所有功能的角色,也因此电子产品的功 所有功能的角色,也因此电子产品的功能出现故障时,最先被疑心往往就是 能出现故障时,最先
2、被疑心往往就是PCB PCB,又因为 又因为PCB PCB的加工工艺相对复杂,所以 的加工工艺相对复杂,所以PCB PCB的生产控制尤为严格和重要 的生产控制尤为严格和重要。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)PCB PCB的解释 的解释:Printed circuit board Printed circuit board;简写:简写:PCB PCB 中文为:印制线路板 中文为:印制线路板 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
3、电图形,称为印制电路。导电图形,称为印制电路。用这种方法做成的成品板称为印制电路板或者印制线路板。用这种方法做成的成品板称为印制电路板或者印制线路板。1.早於1903年Mr.Albert Hanson阿尔伯特.汉森首创利用“线路Circuit观念应用于 交换系统上。它是用金属箔切割成线路导体,将之粘于石蜡纸上,上面同样粘上一层石蜡纸,成了现今PCB的构造雏形。如以下图:2.到1936年,Dr Paul Eisner保罗.艾斯纳真正创造了PCB的制作技术,也发表多项专利。而今天的加工工艺“图形转移技术photoimage transfer,就是沿袭其创造而来的。图2、PCB的演变 PCB在材料、
4、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。因此其种类划分比较多,以下就归纳一些通用的区别方法,来简单介绍PCB的 分类以及它的制造工艺。A.以材料分 a.有机材料 酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyimide、BT等皆属之。b.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。B.以成品软硬区分 a.硬板 Rigid PCB b.软板 Flexible PCB 见图1.3 c.软硬结合板 Rigid-Flex PCB 见图1.4 C.以结构分 a.单面板 见图1.5 b.双面板 见图1.6 c.多层板 见图1.7 3、PCB的分类圖1.3 圖1.4圖1.5圖1.6圖
5、1.7圖1.84、PCB流程介绍 我们以多层板的工艺流程作为PCB工艺介绍的引线,选择其中的图形电镀工艺进行流程说明,具体分为八局部进行介绍,分类及流程如下:A、内层线路光成像工序D、孔金属化 湿区工序E、外层干膜光成像工序F、外层线路G、丝印 I、后工序B、层压H、外表工艺C、钻孔A、内层线路流程介绍 流程介绍 流程介绍:目的 目的:1 1、利用、利用图形转移 图形转移 原理制作内层线路 原理制作内层线路2 2、DES DES为 为显影 显影;蚀刻 蚀刻;去膜 去膜连线简称 连线简称 前处理压膜 曝光 DES 开料 冲孔内层线路-开料介绍 开料 开料BOARD CUT BOARD CUT:目
6、的 目的:依制前设计所规划要求 依制前设计所规划要求,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 主要生产物料 主要生产物料:覆铜板 覆铜板 覆铜板是由 覆铜板是由铜箔和绝缘层压合而成 铜箔和绝缘层压合而成,依要求有不同板厚规格 依要求有不同板厚规格,依铜厚可分 依铜厚可分为 为H/H;1oz/1oz;2oz/2oz H/H;1oz/1oz;2oz/2oz等种类 等种类 每平方英尺一盎司铜所到达的厚度。每平方英尺一盎司铜所到达的厚度。1OZ=28.35 1OZ=28.35克 克 本卷须知 本卷须知:防止板边毛刺影响品质 防止板边毛刺影响品质,裁切后进行磨边 裁切后进行磨边,圆角
7、处理。圆角处理。考虑涨缩影响 考虑涨缩影响,裁切板送下制程前进行烘烤。裁切板送下制程前进行烘烤。裁切须注意经纬方向与工程指示一致,以防止翘曲等问题。裁切须注意经纬方向与工程指示一致,以防止翘曲等问题。前处理 前处理PRETREAT PRETREAT: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,以利於后续的压膜制程 以利於后续的压膜制程 主要 主要消耗物料 消耗物料:磨刷 磨刷铜箔绝缘层前处理后铜面状况示意图内层线路-前处理介绍 压膜 压膜LAMINATION LAMINATION: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
8、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:干膜 干膜Dry Film Dry Film 工艺原理:工艺原理:干膜压膜前压膜后内层线路压膜介绍压膜压膜 曝光 曝光EXPOSURE EXPOSURE: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:底片 底片/菲林 菲林film film 工艺原理 工艺原理:白色透光局部发生光聚合反响 白色透光局部发生光聚合反响,黑色局 黑色局部则因不透光 部则因不透光,不发生反响,显影时发生反 不发生反响,显影时发生反响的局部不能被溶解掉而保存在板面上。
9、响的局部不能被溶解掉而保存在板面上。UV 光曝光前曝光后内层线路曝光介绍 显影 显影DEVELOPING DEVELOPING:目的 目的:用碱液作用将未发生化学反响之干膜 用碱液作用将未发生化学反响之干膜局部冲掉 局部冲掉 主要生产物料 主要生产物料:K2CO3 K2CO3 工艺原理:工艺原理:使用将未发生聚合反响之干膜冲掉 使用将未发生聚合反响之干膜冲掉,而 而发生聚合反响之干膜则保存在板面上 发生聚合反响之干膜则保存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:水溶性干膜主要是由于其组成中 水溶性干膜主要是由于其组成中含有机酸根,会与弱碱反响使成为有 含有机酸根,会
10、与弱碱反响使成为有机酸的盐类,可被水溶解掉,显露出 机酸的盐类,可被水溶解掉,显露出图形 图形显影后显影前内层线路显影介绍 蚀刻 蚀刻ETCHING ETCHING:目的 目的:利用药液将显影后露出的铜蚀 利用药液将显影后露出的铜蚀掉 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:蚀刻药液 蚀刻药液CuCl2 CuCl2 蚀刻后蚀刻前内层线路蚀刻介绍 去膜 去膜STRIP STRIP: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:NaOH NaOH去膜后去膜前内层线路退膜介绍 冲孔:目
11、的 目的:利用 利用CCD CCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔 对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔 主要生产物料 主要生产物料:钻刀 钻刀内层线路冲孔介绍 AOI AOI检验 检验:全称为 全称为Automatic Optical Inspection Automatic Optical Inspection,自动光学检测 自动光学检测 目的:目的:通过光学反射原理将图像回馈至设备处理,与设定的逻辑判断原则或 通过光学反射原理将图像回馈至设备处理,与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较,找出缺点位置 资料图形相比较,找出缺点位置 注意事項:注意事項:由于 由于AOI AOI所用的测试方式为逻辑
12、比较,一定会存在一些误判的缺点,所用的测试方式为逻辑比较,一定会存在一些误判的缺点,故需通过人工加以确认。故需通过人工加以确认。内层检查工艺LONG WIDTHVIOLATIONNICKSPROTRUSIONDISHDOWNFINE OPENSURFACE SHORTWIDE SHORT FINE SHORTSHAVED PADSPACING WIDTHVIOLATIONPINHOLENICKOVERETCHED PADCOPPER SPLASHMISSING PADMissing JunctionMissing Open返回主流程B、层压流程介绍 流程介绍 流程介绍:目的:目的:层压:将 层
13、压:将铜箔 铜箔 Copper Copper、半固化片 半固化片 Prepreg Prepreg与棕化处理后的内层 与棕化处理后的内层线路板压合成多层板。线路板压合成多层板。棕化铆合叠板压合后处理 钻孔 棕化 棕化:目的 目的:1 1粗化铜面 粗化铜面,增加与树脂接触外表积 增加与树脂接触外表积 2 2增加铜面对流动树脂之湿润性 增加铜面对流动树脂之湿润性 3 3使铜面钝化 使铜面钝化,防止发生不良反响 防止发生不良反响 主要生产物料 主要生产物料:棕化液 棕化液MS100 MS100 本卷须知 本卷须知:棕化膜很薄 棕化膜很薄,极易发生擦花问题 极易发生擦花问题,操作时需注意操作手势 操作时
14、需注意操作手势层压工艺棕化介绍 铆合 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,以防止 以防止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:铆钉 铆钉;半固化片 半固化片P/P P/P P/P P/P PREPREG PREPREG:由树脂和玻璃纤维布组成 由树脂和玻璃纤维布组成,据玻璃布种类可分为 据玻璃布种类可分为106 106、1080 1080、3313 3313、2116 2116、7628 7628等几种 等几种2L3L 4L 5L铆钉层压工艺铆合介绍 叠板:目的 目的:将预叠合好之板叠成待
15、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:铜箔、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 1/3OZ 1/3OZ 12um 12um代号 代号T T 1/2OZ 1/2OZ 18um 18um代号 代号H H 1OZ 1OZ 35um 35um代号 代号1 1 2OZ 2OZ 70um 70um代号 代号2 2 Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6层压工艺叠板介绍2L3L 4L 5L 压合: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
16、主要生产辅料:牛皮纸、钢板 牛皮纸、钢板钢板压力牛皮纸承载盘热板可叠很多层层压工艺压合介绍 后处理 后处理:目的 目的:对层压后的板经过磨边 对层压后的板经过磨边;打靶 打靶;铣边等工序进行初步的外形处理以便后工 铣边等工序进行初步的外形处理以便后工序生产品质控制要求及提供后工序加工之工具孔。序生产品质控制要求及提供后工序加工之工具孔。主要生产物料 主要生产物料:钻头 钻头;铣刀 铣刀层压工艺后处理介绍返回主流程 钻孔 钻孔:目的 目的:在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔 在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔 主要原物料 主要原物料:钻头 钻头;盖板 盖板;垫板 垫板 钻头 钻头:碳化钨
17、 碳化钨,钴及有机粘着剂组合而成 钴及有机粘着剂组合而成 盖板 盖板:主要为铝片 主要为铝片,在制程中起钻头定位 在制程中起钻头定位;散热 散热;减少毛头 减少毛头;防压力脚压伤作 防压力脚压伤作用 用 垫板 垫板:主要为复合板 主要为复合板,在制程中起保护钻机台面 在制程中起保护钻机台面;防出口性毛头 防出口性毛头;降低钻针 降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用 温度及清洁钻针沟槽胶渣作用C、钻孔工艺钻孔介绍铝盖板垫板钻头墊木板鋁板返回主流程 流程介绍去毛刺Deburr去胶渣Desmear化学铜PTH一次铜Panel plating 目的:使孔璧上的非导体局部之树脂及玻璃纤维进行金属化 方便进
18、行后面的电镀制程,提供足够导电及保护的金属孔璧。D、孔金属化工艺流程介绍 去毛刺Deburr:毛刺形成原因:钻孔后孔边缘未切断的铜丝及未切断的玻璃布 去毛刺的目的:去除孔边缘的毛刺,防止镀孔不良 重要的原物料:磨刷沉铜工艺去毛刺除胶渣介绍 去胶渣Desmear:胶渣形成原因:钻孔时造成的高温的过玻璃化转变温度 Tg值,而形成融熔态,产生胶渣 去胶渣的目的:裸露出各层需互连的铜环,另膨松剂可 改善孔壁结构,增强电镀铜附著力。重要的原物料:KMnO4除胶剂 化学銅PTH 化学铜之目的:通過化学沉积的方式时外表沉积上厚度为20-40微英寸的化学铜。孔壁变化过程:如以下图 化学铜原理:如右图PTH沉铜
19、工艺化学铜介绍 一次铜 一次铜之目的:镀上200-500微英寸的厚度的铜以保护仅有20-40 micro inch厚度的化学铜不被后制程破坏造成孔破。重要生产物料:铜球 一次銅电镀工艺电镀铜介绍返回主流程 流程介绍:前处理 压膜 曝光 显影 目的:经过钻孔及通孔电镀后,内外层已经连通,本制程制作外层干膜,为外层线路的制作提供图形。E、外层干膜流程介绍 前处理:目的:去除铜面上的污染物,增加铜面粗糙度,以利于压膜制程重要原物料:磨刷外层干膜前处理介绍 压膜Lamination:目的:通过热压法使干膜紧密附著在铜面上.重要原物料:干膜Dry filmPhoto Resist 曝光Exposure:
20、目的:通过图形转移技术在干膜上曝出所需的线路。重要的原物料:底片乾膜底片UV 光外层干膜曝光介绍V光 显影Developing:目的:把尚未发生聚合反响的区域用显像液将之冲洗掉,已感光局部则因已发生聚合反响而洗不掉而留在铜面上成为蚀刻或电镀之阻剂膜.主要生产物料:弱碱K2CO3一次銅乾膜外层干膜显影介绍返回主流程 流程介绍:二次镀铜 退膜 线路蚀刻 退锡 目的:将铜厚度镀至客户所需求的厚度。完成客户所需求的线路外形。镀锡F、外层线路流程介绍 二次镀铜:目的:将显影后的裸露铜面的厚度加后,以到达客户所要求的铜厚 重要原物料:铜球乾膜二次銅外层线路电镀铜介绍 镀锡:目的:在镀完二次铜的外表镀上一层
21、锡保护,做为蚀刻时的保护剂。重要原物料:锡球乾膜 二次銅保護錫層退膜:目的:将抗电镀用途之干膜以药水剥除重点生产物料:退膜液NaOH线路蚀刻:目的:将非导体局部的铜蚀掉重要生产物料:蚀刻液、氨水二次銅保護錫層二次銅保護錫層底板外层线路碱性蚀刻介绍退锡:目的:将导体局部的起保护作用之锡剥除重要生产物料:HNO3退锡液二次銅底板外层线路退锡介绍返回主流程 流程介绍:阻焊 字符 固化 目的:外层线路的保护层,以保证PCB的绝缘、护板、防焊的目的制作字符标识。火山灰磨板G、丝印工艺流程介绍显影 阻焊 阻焊Solder Mask Solder Mask 阻焊 阻焊,俗称 俗称“绿油 绿油,为了便于 为了
22、便于肉眼检查,故于主漆中多参加 肉眼检查,故于主漆中多参加对眼睛有帮助的绿色颜料,其实防焊漆了绿色之外尚有黄色、对眼睛有帮助的绿色颜料,其实防焊漆了绿色之外尚有黄色、白色、黑色等颜色 白色、黑色等颜色 目的 目的 A.A.防焊:留出板上待焊的通孔及其焊盘,将所有线路及铜面都 防焊:留出板上待焊的通孔及其焊盘,将所有线路及铜面都覆盖住,防止波焊时造成的短路 覆盖住,防止波焊时造成的短路,并节 并节省焊锡的用量 省焊锡的用量。B.B.护 护板:防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气 板:防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性能,并防止外來的机械伤害以维持板面良好的绝缘。性能,并防
23、止外來的机械伤害以维持板面良好的绝缘。C.C.绝缘 绝缘:由於板子愈来愈薄:由於板子愈来愈薄,线宽 线宽距愈来愈细 距愈来愈细,故导体间的绝缘 故导体间的绝缘问题日形突显 问题日形突显,也增加防焊漆绝缘性能的重要性 也增加防焊漆绝缘性能的重要性.丝印工艺阻焊介绍阻焊工艺流程图预烘烤印刷第一面前处理曝光显影固化S/M预烘烤印刷第二面 前处理 前处理 目的:去除外表氧化物,增加板面粗糙度,加 目的:去除外表氧化物,增加板面粗糙度,加强板面油墨附着力。强板面油墨附着力。主要原物料:火山灰 主要原物料:火山灰阻焊工艺前处理介绍 印 印 刷 刷 目的:利用丝网将油墨印写在板子上,如右图:目的:利用丝网将
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