PCB制作工藝課件

1、PCB制作工藝PCB制作工藝1目錄 一 PCB分類 二 工藝流程PCB制作工藝2一 PCB分類 PCB就是Printed Circuit Board三個(gè)開(kāi)頭字母的簡(jiǎn)寫，中文譯為印刷線（電）路板。1. 以材質(zhì)分a. 有機(jī)材質(zhì) 如酚醛樹(shù)脂、玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂（FR-4）、聚酰胺（Polyimide）等。b. 無(wú)機(jī)材質(zhì) 如鋁、陶瓷（ceramic）等。主要取其散熱功能PCB制作工藝3一 PCB分類2. 以成品軟硬區(qū)分 a. 硬板 Rigid PCB b.軟板 Flexible PCB c.軟硬板 Rigid-Flex PCB3. 以結(jié)構(gòu)分 a.單面板 b.雙面板 c.多層板 d.HDI板：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

2、有盲孔和埋孔（孔徑0.1mm、孔環(huán)0.25mm、導(dǎo)線寬/間距0.10mm）。PCB制作工藝4一 PCB分類PCB制作工藝5一 PCB分類PCB制作工藝6一 PCB分類PCB制作工藝7二 工藝流程PCB 是怎樣做成的PCB制作總體上分為“內(nèi)層與外層”制作，下面將詳細(xì)介紹相關(guān)內(nèi)容。 ？PCB制作工藝8二 工藝流程客戶資料接受客戶資料轉(zhuǎn)換與審核Manufacturing Instruction流程設(shè)計(jì)：生產(chǎn)流程生產(chǎn)資料客戶要求鉆孔資料底片修改說(shuō)明生產(chǎn)圖紙CAD/CAM：客戶排板圖底片鉆帶鑼帶AOI電測(cè)程序PCB制作工藝9二 工藝流程（內(nèi)層工藝）PCB制作工藝10二 工藝流程（內(nèi)層工藝）來(lái)料與切板來(lái)料

3、與切板 將來(lái)料加工成生產(chǎn)要求尺寸。將來(lái)料加工成生產(chǎn)要求尺寸。 來(lái)料來(lái)料 鋦板鋦板 切板切板 磨圓角磨圓角 打字嘜打字嘜 檢查檢查PCB制作工藝11二 工藝流程（內(nèi)層工藝）圖形轉(zhuǎn)移圖形轉(zhuǎn)移/顯影顯影/ 蝕刻蝕刻/ 褪膜褪膜 利用感光材料，將線路圖形資料，通過(guò)干菲林轉(zhuǎn)移到板料上，再通過(guò)曝光/顯影/蝕刻的工藝步驟，達(dá)至所需銅面線路圖形。PCB制作工藝12二 工藝流程（內(nèi)層工藝）PCB制作工藝13二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 貼干膜：貼干膜： 貼膜機(jī)將干膜通過(guò)壓轆與銅面附著，同時(shí)撕掉一面的保護(hù)膜。PCB制作工藝14二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 曝光：曝光： 曝光機(jī)的紫外線通過(guò)底片使菲林上的圖形感光，產(chǎn)生一種不

4、溶于弱堿Na2CO3的聚合物，從而使圖形轉(zhuǎn)移到銅板上。PCB制作工藝15二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 顯影：顯影： 是將未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。未曝光部分的感光材料沒(méi)有發(fā)生聚合反應(yīng)，遇弱堿Na2CO3溶解。而聚合的感光材料則留在板面上，保護(hù)下面的銅面不被蝕刻藥水溶解。PCB制作工藝16二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 蝕刻：蝕刻：是將未曝光部分的銅面蝕刻掉。蝕刻的原理：蝕刻的原理：Cu+CuCl2 2CuCl2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2OPCB制作工藝17二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 蝕刻因子的表述：蝕刻因子的表述：

5、蝕銅除了要做正面向下的溶蝕之外，蝕液也會(huì)攻擊線路兩側(cè)無(wú)保護(hù)的腰面，稱之為側(cè)蝕，經(jīng)常造成如蘑菇般的蝕刻缺陷，即為蝕刻品質(zhì)的一種指標(biāo)（Etch Factor)。PCB制作工藝18二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 褪膜的原理：褪膜的原理： 是通過(guò)較高濃度的NaOH（1-4%）將保護(hù)線路銅面的菲林溶解并清洗掉。PCB制作工藝19二 工藝流程（內(nèi)層工藝） AOI：Automatic Optical Inspection 利用自動(dòng)光學(xué)檢查儀，通過(guò)與Master（客戶提供的數(shù)據(jù)圖形資料）比較，對(duì)“蝕刻”后的板進(jìn)行檢查，以確保制板無(wú)缺陷（如開(kāi)路、短路、曝光不良等）再進(jìn)入下一工序。PCB制作工藝20二 工藝流程（內(nèi)層工

6、藝）棕化：棕化： 在銅表面通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生一種均勻，有良在銅表面通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生一種均勻，有良好粘合特性及粗化的有機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)（粗好粘合特性及粗化的有機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)（粗化銅表面，增大結(jié)合面積，增加表面結(jié)合化銅表面，增大結(jié)合面積，增加表面結(jié)合力）。力）。PCB制作工藝21二 工藝流程（內(nèi)層工藝）壓板：壓板： 將銅箔、半固化片與氧化處理后的內(nèi)將銅箔、半固化片與氧化處理后的內(nèi)層線路板，壓合成多層基板。層線路板，壓合成多層基板。PCB制作工藝22二 工藝流程（內(nèi)層工藝） 排板結(jié)構(gòu)：排板結(jié)構(gòu)：PCB制作工藝23二 工藝流程（外層工藝）PCB制作工藝24二 工藝流程（外層工藝）鉆孔：鉆孔： 1.在板料上鉆出客戶要求

7、的孔，孔的位置及大小均需滿足客戶的要求。 2.實(shí)現(xiàn)層與層間的導(dǎo)通，以及將來(lái)的元件插焊。 3.為后工序的加工做出定位或?qū)ξ豢?。PCB制作工藝25二 工藝流程（外層工藝）三合一：三合一： 包括除膠渣、沉銅、全板電鍍包括除膠渣、沉銅、全板電鍍PCB制作工藝26二 工藝流程（外層工藝） 除膠渣：除膠渣： 除膠渣屬于孔壁凹蝕處理（Etch back），印制板在鉆孔時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，而環(huán)氧玻璃基材（主要是FR-4）為不良導(dǎo)體，在鉆孔時(shí)熱量高度積累，孔壁表面溫度超過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂玻璃化溫度，結(jié)果造成環(huán)氧樹(shù)脂沿孔壁表面流動(dòng)，產(chǎn)生一層薄的膠渣，如果不除去該膠渣，將會(huì)使多層板內(nèi)層信號(hào)線聯(lián)接不通，或聯(lián)接不可靠。PCB制作工

8、藝27二 工藝流程（外層工藝）除膠渣流程：除膠渣流程：PCB制作工藝28二 工藝流程（外層工藝） 沉銅：沉銅： 它是一種自催化的化學(xué)氧化及還原反應(yīng)，在化學(xué)鍍銅過(guò)程中Cu2+離子得到電子還原為金屬銅，還原劑放出電子，本身被氧化。化學(xué)鍍銅在印刷板制造中被用作孔金屬化，來(lái)完成雙面板與多面板層間導(dǎo)線的聯(lián)通。PCB制作工藝29二 工藝流程（外層工藝）沉銅流程：沉銅流程：PCB制作工藝30二 工藝流程（外層工藝） 全板電鍍：全板電鍍： 全板電鍍是作為化學(xué)銅層的加厚層，一般化學(xué)鍍銅層為0.02-0.1mil而全板電鍍則是0.3-0.6mil在直接電鍍中全板用作增加導(dǎo)電層的導(dǎo)電性。一般生產(chǎn)板經(jīng)過(guò)沉銅后電阻為0

9、.10.5歐姆,經(jīng)過(guò)全板電鍍后電阻為0.0歐姆。PCB制作工藝31二 工藝流程（外層工藝） 鍍銅液的主要成分是CuSO4和H2SO4，直接電壓作用下，在陰陽(yáng)極發(fā)生如下反應(yīng)：PCB制作工藝32二 工藝流程（外層工藝）影像轉(zhuǎn)移（貼膜、曝光、顯影工藝同內(nèi)層）影像轉(zhuǎn)移（貼膜、曝光、顯影工藝同內(nèi)層）PCB制作工藝33二 工藝流程（外層工藝） 圖形電鍍：圖形電鍍： 在完成干菲林工序后呈現(xiàn)出線路的銅面上用電鍍方法加厚銅層,再鍍上一層錫作為該線路的保護(hù)層。PCB制作工藝34二 工藝流程（外層工藝）圖形電鍍的流程圖形電鍍的流程PCB制作工藝35二 工藝流程（外層工藝）褪膜褪膜/蝕刻蝕刻/褪錫：褪錫： 前工序所做

10、出有圖形的線路板通過(guò)退膜蝕刻將未受保護(hù)的非導(dǎo)體部分銅蝕刻去，形成線路。PCB制作工藝36二 工藝流程（外層工藝）綠油綠油/白字：白字： 綠油：一種保護(hù)層，涂覆在制板不需焊接的線路和基材上。防止焊接時(shí)線路間產(chǎn)生橋接，并提供永久性的電氣環(huán)境和抗化學(xué)保護(hù)層。 白字：也叫字符，提供黃、白或黑色標(biāo)記，給元件安裝和今后維修印制板提供信息。PCB制作工藝37二 工藝流程（外層工藝）綠油綠油/白字流程：白字流程：PCB制作工藝38二 工藝流程（外層工藝）制網(wǎng)流程：制網(wǎng)流程：PCB制作工藝39二 工藝流程（外層工藝） 其他絲印技術(shù)（塞孔）其他絲印技術(shù)（塞孔） ：1.0.65MM通孔,采用絲印兼塞,即絲印時(shí),塞孔

11、位不設(shè)擋油墊,一般要求連續(xù)拖印2-3次, 以保證孔內(nèi)綠油塞至整個(gè)孔深度的2/3以上。2.0.65MM通孔,一般采用二次塞孔方式,即絲印表面綠油時(shí),孔位設(shè)置擋油墊,在曝光顯影后或噴錫加工之后,再進(jìn)行二次塞孔。PCB制作工藝40二 工藝流程（外層工藝）表面處理：表面處理： 沉沉鎳鎳金金噴噴錫錫沉沉錫錫沉沉銀銀抗抗氧氧化化PCB制作工藝41二 工藝流程（外層工藝） 沉鎳金：沉鎳金： 沉鎳金也叫無(wú)電鎳金或沉鎳浸金，是指在PCB裸銅表面涂覆可焊性涂層方法的一種工藝。其目的是：在裸銅面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，然后化學(xué)浸金，以保護(hù)銅面及良好的焊接性能。PCB制作工藝42二 工藝流程（外層工藝） 噴錫（無(wú)鉛噴錫和有鉛噴

12、錫）：噴錫（無(wú)鉛噴錫和有鉛噴錫）： 熱風(fēng)整平又稱噴錫（是將印制板浸入熔融的焊料中，再通過(guò)熱風(fēng)將印制板的表面及金屬化孔內(nèi)的多余焊料吹掉，從而得一個(gè)平滑，均勻光亮的焊料涂覆層。PCB制作工藝43二 工藝流程（外層工藝） 沉錫：沉錫： 用化學(xué)的方法沉積薄層純錫以保護(hù)銅面，同時(shí)保持良好的焊接性能。沉錫一般含鉛，所以可以用水平工藝制作，由于 PCB制作工藝44二 工藝流程（外層工藝） 沉銀：沉銀： 沉銀作為一種新的環(huán)保型表面處理工藝,是在銅的表面沉積一層6-18um”厚度的銀,以確保電子器件在線路板上的可靠的焊接。沉銀能提供無(wú)鉛焊接所需要的優(yōu)越可焊;沉銀有較好的抗腐蝕性和低離子污染;沉銀板平整的表面適宜

13、生產(chǎn)高密度的線路板;沉銀比噴錫的板面更加平整，比沉鎳金工藝成本更低。PCB制作工藝45二 工藝流程（外層工藝） 賈凡尼效應(yīng)：PCB制作工藝46二 工藝流程（外層工藝）PCB制作工藝47二 工藝流程（外層工藝） 賈凡尼效應(yīng)（咬脖子）產(chǎn)生原理： 綠油邊緣處溶液無(wú)法交換，無(wú)法提供足夠的Ag 離子。但是在電解質(zhì)溶液中Cu 不斷的失去電子變成Cu 離子，而與此同時(shí)溶液中的Ag 離子又不斷的得到電子，沉積在裸露的銅面。直至溶液中Ag 離子得到電子與Cu 失去電子水平達(dá)到平衡，反應(yīng)才會(huì)終止。PCB制作工藝48二 工藝流程（外層工藝） 賈凡尼效應(yīng)應(yīng)對(duì)方案：PCB制作工藝49二 工藝流程（外層工藝） 抗氧化（抗氧化（OSP） 抗氧化是綠油后裸銅板待焊面上以化學(xué)的方法長(zhǎng)出一層有機(jī)皮膜，這層膜具有防氧化，耐熱沖擊，耐濕性，用以保護(hù)銅表面于常態(tài)環(huán)境中不再繼續(xù)生銹（氧化或硫化等），使用字母OSP表示。PCB制作工藝50二 工藝流程（外層工藝） 噴錫：無(wú)法滿足細(xì)小焊盤間距，厚度不均勻，不環(huán)保（含鉛），盲埋孔覆蓋性差，理論保存時(shí)間18個(gè)月，OSP：無(wú)法目測(cè)品質(zhì)好壞，儲(chǔ)存時(shí)間短，受溫度影響大，對(duì)放置環(huán)境敏感），耐熱次數(shù)低，理論保存時(shí)間6個(gè)月，開(kāi)封后須在24小時(shí)內(nèi)試用，硬度低，容易刮花，尤其在電測(cè)和飛針時(shí)容易破壞氧化膜。沉鎳金：成本高，對(duì)阻焊膜有選擇性，制程復(fù)雜，界面易破裂，理論保存時(shí)間24個(gè)月，