PCB制程簡(jiǎn)介課件

By:RobertLiuPCB制程簡(jiǎn)介1Contents

什么是PCB

PCB的種類

PCB制造技術(shù)的發(fā)展歷程

PCB制程簡(jiǎn)介

Attachment2什么是PCBPCB即印刷電路板（PrintedCircuitBoard），PCB的主要功能是提供上頭各項(xiàng)零件的相互電氣連接，標(biāo)準(zhǔn)的PCB上頭沒(méi)有零件，也常被稱為“印刷線路板PrintedWiringBoard（PWB）”。

3PCB制造技術(shù)的發(fā)展歷程

一、PCB誕生期：1936年(制造方法：加成法)

涂抹法、噴射法、真空沉積法、化學(xué)沉積法、涂敷法等各種工藝，即絕緣板表面添加導(dǎo)電性材料形成導(dǎo)體圖形，稱為“加成法工藝”。

二、PCB試產(chǎn)期：1950年(制造方法：減成法)

用化學(xué)藥品溶解除去不需要的銅箔，留下的銅箔成為電路，稱為“減成法工藝”。

三、PCB實(shí)用期：1960年(新材料：GE基材登場(chǎng))

當(dāng)時(shí)Raytheon公司指定PCB要應(yīng)用覆銅箔玻璃布環(huán)氧樹(shù)脂層壓板（GE基材），工業(yè)用電子設(shè)備用GE基板，民用電子設(shè)備用PP基板，已成為常識(shí)。

四、PCB跌進(jìn)期：1970(MLB登場(chǎng)，新安裝方式登場(chǎng))

MLB,MultiLayerBoard;采用電鍍貫通孔實(shí)現(xiàn)PCB的層間互連。

五、MLB躍進(jìn)期：1980年(超高密度安裝的設(shè)備登場(chǎng))1980年后PCB高密度化明顯提高，有生產(chǎn)62層玻璃陶瓷基MLB，MLB高密度化推動(dòng)移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。

六、邁向21世紀(jì)的助跑期：1990年(積層法MLB登場(chǎng))

MLB和撓性板有大增長(zhǎng)，1998年起積層法MLB進(jìn)入實(shí)用期，產(chǎn)量急速增加，IC組件封裝形式進(jìn)入面陣列端接型的BGA和CSP，走向小型化、超高密度化安裝。

21世紀(jì)初期的技術(shù)趨向就是為設(shè)備的高密度化、小型化和輕量化努力，主導(dǎo)21世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)將是“納米技術(shù)”，會(huì)帶動(dòng)電子組件的研究開(kāi)發(fā)。5流程圖PWBMfg.FLOWCHART6PCB制程簡(jiǎn)介--1.發(fā)料MaterialPreparingPCB之客戶原稿數(shù)據(jù)處理完成后，確定沒(méi)有問(wèn)題并且符合制程能力后，所進(jìn)入的第一站，依工程師所開(kāi)出之工單確定符合PCB基板大小、PCB之材質(zhì)、層別數(shù)目……等送出制材，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即是為制作PCB準(zhǔn)備所需之材料。73.曝光(Exposure)壓膜后之銅板,配合PCB制作底片經(jīng)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)定位后進(jìn)行曝光進(jìn)而使板面之干膜因光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生硬化，以利后來(lái)之蝕銅進(jìn)行。影響曝光質(zhì)量的因素主要是曝光量曝光量又受曝光強(qiáng)度和曝光時(shí)間影響光能量計(jì)算公式為

E=IT

曝光強(qiáng)度和曝光時(shí)間未經(jīng)曝光硬化部分之干膜94.內(nèi)層板顯影(Develop)5.酸性蝕刻(Etch)將未受光干膜以顯影藥水去掉留已曝光干膜圖案將裸露出來(lái)之銅進(jìn)行蝕刻，而得到PCB之線路。106.去干膜(DryFilmStrip)7.AOI此步驟再以藥水洗去附著于銅板表面已硬化之干膜，整個(gè)PCB線路層至此已大致成型。(AOI)內(nèi)層影像以光學(xué)掃描檢測(cè)以自動(dòng)光學(xué)對(duì)位檢修之機(jī)器，對(duì)照正確之PCB數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)位檢測(cè)，以檢測(cè)是否有斷路等情形，若有這種情況再針對(duì)PCB情況進(jìn)行檢修。1110.鉆孔(Drill)11.PTH

對(duì)照工程數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)定位，換取不同size之鉆頭進(jìn)行鉆孔。由于整面PCB已經(jīng)被包裝，需以X-RAY掃瞄，找到定位孔后鉆出鉆孔程序所必需之位孔。由于PCB內(nèi)各層之間尚未導(dǎo)通，需在鉆過(guò)之孔上鍍上銅以進(jìn)行層間導(dǎo)通，但層間之Resin不利于鍍銅，必需讓其表面產(chǎn)生薄薄一層之化學(xué)銅，再進(jìn)行鍍銅之反應(yīng)，使達(dá)到PCB之功用需求。1312.外層壓膜13.外層曝光(Exposure)前處理經(jīng)鉆孔及通孔電鍍后，內(nèi)外層已連通，接下來(lái)即在制作外層線路以達(dá)電路板之完整。壓膜同先前之壓膜步驟，目的是為了制作PCB外層。同先前曝光之步驟。1414.外層顯影(Develop)15.線路蝕刻(Etch)同先前之顯影步驟外層線路在此流程成型1518.S/MExposure19.顯像(Developing)用光將須保留綠漆的部份產(chǎn)生硬化，未曝到光的部份將會(huì)在顯影的流程洗去用水洗去未經(jīng)曝光硬化部分，留下硬化無(wú)法洗去之部分。將上好的綠漆烘烤干燥，并確定牢實(shí)的附著著PCB。1720.印文字(Legend)21.噴錫(HAL)……按照客戶要求通過(guò)合適的網(wǎng)板印上正確的文字，如料號(hào)、制造日期、零件位置、制造商以及客戶名稱等信息。為了

防止PCB裸銅面氧化并使其

保持良好的焊錫性，板廠需對(duì)PCB進(jìn)行表面處理，如HASL、OSP、化學(xué)浸銀、化鎳浸金……1822.成型(Profile)23.測(cè)試(ElectricalTesting)用數(shù)控銑刀把大Panel的PCB板裁成客戶需要的尺寸。針對(duì)客戶要求的性能對(duì)PCB板做百分之百的電路測(cè)試，以確保其功能性符合規(guī)格。19TheEnd21附件1-基板種類22附件2-PP種類及銅箔規(guī)格P.P(Preprge)種類A.1080(PP)2.6milB.7628(PP)7.0milC.7630(PP)8.0milD.2116(PP)4.1mil銅箔(Copper)的厚度A.0.5OZ0.7milB.1.0OZ1.4milC.2.0OZ2.8milPP的種類是按照紗的粗細(xì)、織法、含膠量而有所不同的玻璃布，分別去命名。23PTH(PlatingThroughHole)Deburr去毛頭，若是鉆孔條件不適當(dāng)，孔邊緣容易產(chǎn)生未切斷銅絲、未切斷玻纖的殘留(burr)及火山口之情形，需將之去除。De-smear除膠渣(smear)，由于鉆孔時(shí)造成的高溫Resin超過(guò)Tg值，而形成融熔狀，終致產(chǎn)生膠渣，此膠渣生于內(nèi)層銅邊緣及孔壁區(qū)，會(huì)造成短路。所以必需去除因鉆孔高溫所產(chǎn)生之膠渣，并且增加樹(shù)脂孔壁粗糙度及附著度。化學(xué)銅(1)PTH&PANELPLATING，由于PCB內(nèi)各層之間尚未導(dǎo)通，需在鉆過(guò)之孔上鍍上銅以進(jìn)行層間導(dǎo)通，但層間之Resin不利于鍍銅，必需讓其表面產(chǎn)生薄薄一層之化學(xué)銅，再進(jìn)行鍍銅之反應(yīng)，使達(dá)到PCB之功用需求。非導(dǎo)體的孔壁經(jīng)PTH金屬化后，立即進(jìn)行電鍍銅制程，其目的是鍍上300~500微英吋以保護(hù)僅有20~40微英吋厚的化學(xué)銅避免要后制程破壞而造成孔破(Void)25HASL-Hot-airsolderleveling

HASL,即熱風(fēng)平整工藝。噴錫的主要作用:

1).

防治裸銅面氧化;2).

保持焊錫性；噴錫方式:垂直噴錫和水平噴錫；

1).垂直噴錫主要存在以下缺點(diǎn)：

.板子上下受熱不均，后進(jìn)先出，容易出現(xiàn)板彎板翹的缺陷；

.焊盤(pán)上上錫厚度不均；

.焊盤(pán)與孔壁和焊錫接觸的時(shí)間較長(zhǎng)，一般大于6秒，生成的IMC(Intermetalliccompound/Cu6Sn5)，使板子的保存期大大縮短shelf

life;2).水平噴錫與垂直噴錫相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

.融錫與裸銅接觸時(shí)間較短，2秒鐘左右，IMC厚度薄，保存期較長(zhǎng)；

.沾錫時(shí)間短wetting

time

,1秒鐘左右；

.板子受熱均勻，機(jī)械性能保持良好，板翹少；26OSP-Organicsolderabilitypreservative1.OSP的保護(hù)機(jī)理有機(jī)可焊性保護(hù)層是一種有機(jī)涂層，用來(lái)防止銅在焊接以前氧化。目前廣泛使用的兩種OSP都屬于含氮有機(jī)化合物，即連三氮茚（Benzotriazoles）和咪唑有機(jī)結(jié)晶堿（Imidazoles）。2.OSP的應(yīng)用PCB表面用OSP處理以后，在組裝過(guò)程中（回流焊），OSP很容易就熔進(jìn)到了焊膏或者酸性的Flux里面，同時(shí)露出活性較強(qiáng)的銅表面，最終在元器件和焊盤(pán)之間形成Sn/Cu金屬間化合物，因此，OSP用來(lái)處理焊接表面具有非常優(yōu)良的特性。OSP不存在鉛污染問(wèn)題，所以環(huán)保。3.OSP的局限性.由于OSP透明無(wú)色，所以檢查起來(lái)比較困難，很難辨別PCB是否涂過(guò)OSP。.OSP本身是絕緣的，它不導(dǎo)電。如果形成的保護(hù)膜比較厚，會(huì)影響電氣測(cè)試。OSP更無(wú)法用來(lái)作為處理電氣接觸表面，比如按鍵的鍵盤(pán)表面。.

OSP在焊接過(guò)程中，需更加強(qiáng)勁的Flux，否則消除不了保護(hù)膜，從而導(dǎo)致焊接缺陷。.在存儲(chǔ)過(guò)程中，OSP表面不能接觸到酸性物質(zhì)，溫度不能太高，否則OSP會(huì)揮發(fā)掉27化鎳浸金(ENIG)1.ENIG的保護(hù)機(jī)理通過(guò)化學(xué)方法在銅表面鍍上Ni/Au。內(nèi)層Ni的沉積厚度一般為120～240μin（約3～6μm），外層Au的沉積厚度比較薄，一般為2～4μinch（0.05～0.1μm）。Ni在焊錫和銅之間形成阻隔層。焊接時(shí)，外面的Au會(huì)迅速融解在焊錫里面，焊錫與Ni形成Ni/Sn金屬間化合物。外面鍍金是為了防止在存儲(chǔ)期間Ni氧化或者鈍化，所以金鍍層要足夠密，厚度不能太薄。2.ENIG的應(yīng)用ENIG處理過(guò)的PCB表面非常平整，共面性很好，用于按鍵接觸面非他莫屬。其次，ENIG可焊性極佳，金會(huì)迅速融入熔化的焊錫里面，從而露出新鮮的Ni。3.ENIG的局限性ENIG的工藝過(guò)程比較復(fù)雜，而且如果要達(dá)到很好的效果，必須嚴(yán)格控制工藝參數(shù)。最為麻煩的是，ENIG處理過(guò)的PCB表面在ENIG或焊接過(guò)程中很容易產(chǎn)生黑盤(pán)效應(yīng)（Blackpad），從而給焊點(diǎn)的可靠性帶來(lái)災(zāi)難