[精选]PCB生产工艺流程培训课件.pptx
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1、PCB生产工艺流程 主要内容 1、PCB的角色 2、PCB的演变 3、PCB的分类 4、PCB流程介绍1、PCB 的角色 PCB PCB的角色：的角色：PCB PCB 是为 是为 完成第一 完成第一 层次的 层次的 元件 元件 和 和 其它 其它 电 电子电路 子电路 零件接合 零件接合 提供 提供 的 的 一个 一个 组装 组装 基地 基地，组装成 组装成 一 一 个 个 具特定功能的 具特定功能的 模块 模块 或 或 产品 产品。所以 所以PCB PCB 在整 在整 个 个 电 电 子 子 产 产 品中，扮演了 品中，扮演了 连 连接 接 所有功能的角色，也因此 所有功能的角色，也因此 电
2、 电 子 子 产 产 品 品 的 的 功 功能 能 出 出 现 现 故障 故障 时 时，最先被，最先被 疑心 疑心 往往就是 往往就是PCB PCB，又因 又因 为 为PCB PCB 的加工工 的加工工 艺 艺 相 相 对 对 复 复 杂 杂，所以，所以PCB PCB的生 的生 产 产 控制尤 控制尤 为严 为严 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)PCB PCB的解释 的解释：Printed circuit board Printed circuit board；简写：简写：PCB PCB 中文为：印制板 中文
3、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。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
4、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.艾斯纳真正发明了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，就是沿袭其发明而来的。图2、PCB的演变 PCB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。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
5、、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 C、孔金属化 D、外层干膜E、外层线路 F、丝印H、后工序B、层压钻孔G、外表工艺A、内层线路
6、流程介绍 流程介 流程介 绍 绍:目的 目的:1 1、利用、利用 图 图 形 形 转 转 移 移 原理制作内 原理制作内 层线 层线 路 路2 2、DES DES 为 为 显 显 影 影;蚀 蚀 刻 刻;去膜 去膜 连线简 连线简 称 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 产 产 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
7、 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/2oz H/H;1oz/1oz;2oz/2oz 等种 等种 类 类 本卷 本卷 须 须 知 知:防止板 防止板 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 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，以防止 方向与工程指示一致，以防止 翘 翘 曲等 曲等 问题 问
8、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 增加铜 铜面 面粗糙度 粗糙度,以利於 以利於后续 后续的 的压 压膜制程 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 曝光 曝光 EX
9、POSURE 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。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
10、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 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 图形显影后显影前内层线路显影介绍 蚀刻 蚀刻 ETCH
11、ING 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:目的 目的:利用 利用CCD CCD 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 铆钉 铆钉 孔 孔 主要生
12、 主要生 产 产 物料 物料:钻 钻 刀 刀内层线路冲孔介绍 AOI AOI 检验 检验:全称 全称 为 为Automatic Optical Inspection Automatic Optical Inspection，自 自 动 动 光学 光学 检测 检测 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：由于 由于AOI AOI 所用的 所用的 测试 测
13、试 方式 方式 为逻辑 为逻辑 比 比 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LONG WIDTHVIOLATIONNICKSPROTRUSIONDISHDOWNFINE OPENSURFACE SHORTWIDE SHORT FINE SHORTSHAVED PADSPACING WIDTHVIOLATIONPINHOLENICKOVERETCHED PADCOPPER SPLASHMISSING PADMissing JunctionMissing OpenB、层压钻孔流程介绍 流程介 流程介
14、 绍 绍:目的：目的：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 层线路板 路板 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。棕化铆合叠板压合后处理 钻孔 棕化 棕化:目的 目的:1 1 粗化 粗化 铜 铜 面 面,增加与 增加与 树 树 脂接触外表 脂接触外表 积 积 2 2 增加 增加 铜 铜 面 面 对 对 流 流 动树 动树 脂
15、之湿 脂之湿 润 润 性 性 3 3 使 使 铜 铜 面 面 钝 钝 化 化,防止 防止 发 发 生不良反响 生不良反响 主要生 主要生 产 产 物料 物料:棕化液 棕化液MS100 MS100 本卷 本卷 须 须 知 知: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
16、/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 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 完全固化 完全固化 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/P P/P2L3L 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压多层板 将预叠合好之板叠成待压
17、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 主要生产辅料:牛皮纸、钢板
18、 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 后 处 处 理 理: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 产 产 物料 物料:钻头 钻头;铣 铣 刀 刀层压工艺后处理介绍 钻 钻 孔 孔: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
19、孔 通孔 主要原物料 主要原物料: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介绍铝盖板垫
20、板钻头墊木板鋁板 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 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
21、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 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。D、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
22、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: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:把尚未发生聚合反应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应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 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E、外层线路流程介绍 二次
23、镀铜:目的:将显影后的裸露铜面的厚度加后,以达到客户所要求的铜厚 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 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
24、灰磨板F、丝印工艺流程介绍显影 阻 阻 焊 焊 Solder Mask Solder Mask 阻 阻 焊 焊,俗 俗 称 称“绿 绿 油 油,为 为 了便于 了便于 肉眼 肉眼 检查 检查，故，故 于 于 主漆中多参加 主漆中多参加对 对 眼睛有 眼睛有 帮 帮 助的 助的 绿 绿 色 色 颜 颜 料 料，其，其 实 实 防 防焊 焊 漆了 漆了 绿 绿 色之外尚有 色之外尚有 黄 黄 色、色、白色、黑色等 白色、黑色等 颜 颜 色 色 目的 目的 A.A.防 防焊 焊：留出板上待：留出板上待焊 焊 的通孔及其 的通孔及其 焊盘 焊盘，将 将 所有 所有 线 线 路及 路及 铜 铜 面都 面
25、都覆 覆 盖 盖 住，防止波 住，防止波焊 焊 时 时 造成的短路 造成的短路,并 并 节 节 省 省焊 焊 锡 锡 的 的 用量 用量。B.B.护 护 板：防止 板：防止 湿气 湿气 及各 及各 种 种 电 电 解 解 质 质 的侵害使 的侵害使 线 线 路氧化而危害 路氧化而危害 电 电 气 气性能 性能，并 并 防止外來的 防止外來的 机 机 械 械 伤 伤 害以 害以 维 维 持板面良好的 持板面良好的 绝缘 绝缘。C.C.绝缘 绝缘：由於板子愈：由於板子愈 来 来 愈薄 愈薄,线宽 线宽 距愈 距愈 来 来 愈 愈 细 细,故 故 导 导 体 体 间 间 的 的 绝缘 绝缘问题 问题
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