第5章-印制電路板制作流程

印制電路板制作流程PAD/焊盤ScreenMarks字符3C6013C6013C6013P20116A0GoldenFinger/金手指Annualring錫圈ProductionNumber生產(chǎn)型號WetFilm/綠油

基材VIAHOLE/導(dǎo)通孔成品印刷電路板外觀圖第一部分：前言印刷電路知識簡介：印刷電路板(PrintCircuitBoard)簡稱PCB，也稱為印刷線路板PrintWiringBoard(PWB)它用影像轉(zhuǎn)移的方式將線路印在基板上，經(jīng)過化學(xué)蝕刻后產(chǎn)生線路。印刷電路板可作為零件在電路中的支架(Supporting)也可做為零件的連接體。使得板上各組件電性能相連于1960年以后才有專業(yè)制造廠以甲醛樹脂銅箔為基材，制作單面PCB進(jìn)軍電唱機(jī)、錄音機(jī)、錄像機(jī)等市場，之后因雙面貫孔鍍銅制造技術(shù)興起，于是耐熱、尺寸安定之玻璃環(huán)氧基板大量被應(yīng)用至今。現(xiàn)在用得比較多的有FR4，F(xiàn)R2，CEM3，陶瓷板，鐵氟龍板等，我司現(xiàn)在使用的一般為FR4板.電路板的分類：

1.根據(jù)硬度分：軟板、硬板、軟硬板

2.根據(jù)層數(shù)分：單面板、雙面板、多層板單面板就是只有一層導(dǎo)電圖形層雙面板是有兩層導(dǎo)電圖形層多層印刷線路板是指由三層及以上的導(dǎo)電圖形層與絕緣材料交替層壓粘結(jié)在一起制成的印刷電路板。銅箔層絕緣層雙面板多層板單面板單、雙、多層板之差異總體流程介紹客戶要求→工程設(shè)計資料→制作工單MI→開料/烤板→鉆孔→沉銅/板面電鍍→堵孔→

CUTDRILLPTHPHH

磨刷→線路→電鍍銅錫→退膜/蝕刻→退錫→BWDFPPETCHTLST阻焊→沉鎳金→成型/沖壓→成測→高溫整平→SMENIGPGETHTL成品檢驗→成品倉

FQCFG流程說明

1）下料：從一定板厚和銅箔厚度的整張覆銅板大料上剪出便于加工的尺寸

2）鉆孔：在板上按電腦鉆孔程序鉆出導(dǎo)電孔或插件孔

3）沉銅：在鉆出的孔內(nèi)沉積一層薄薄的化學(xué)銅，目的是在不導(dǎo)電的環(huán)氧玻璃布基材（或其他基材）通過化學(xué)方法沉上一層銅，便于后面電鍍導(dǎo)通形成線路；4）全板鍍銅：主要是為加厚保護(hù)那層薄薄的化學(xué)銅以防其在空氣中氧化,形成孔內(nèi)無銅或破洞；5）線路（圖形轉(zhuǎn)移）：在板上貼上干膜或絲印上圖形抗電鍍油墨，經(jīng)曝光，顯影后，做出線路圖形6）圖形電鍍：在已做好圖形線路的板上進(jìn)行線路加厚鍍銅，使孔內(nèi)和線路銅厚達(dá)到一定厚度，可以負(fù)載一定的電流7）蝕刻：褪掉圖形油墨或干膜，蝕刻掉多余的銅箔從而得到導(dǎo)電線路圖形8）退錫：將所形成圖形上的錫層退掉，以便露出所需的線路9）絲印阻焊油墨或貼阻焊干膜：在板上印刷一層阻焊油墨，或貼上一層阻焊干膜，經(jīng)曝光，顯影后做成阻焊圖形，主要目的在于防止在焊接時線路間發(fā)生短路10）化金/噴錫：在板上需要焊接的地方沉上金或噴上一層錫，便于焊接，同時也可防止該處銅面氧化11）字符：在板上印刷一些標(biāo)志性的字符，主要便于客戶安12）沖壓/成型：根據(jù)客戶要求加工出板的外形

13）電測：通過閉合回路的方式檢測PCB中是否有開短路現(xiàn)象第二部分：多層線路板基本結(jié)構(gòu)L1：銅層分隔層（玻璃纖維+環(huán)氧樹脂）L2：銅層分隔層（玻璃纖維+環(huán)氧樹脂）L3：銅層L4：銅層導(dǎo)通孔信號線層信號線層銅層

板料剖析圖：以4層板為例：9第三部分：制作流程簡介多層線路板制作，包括兩大部分：

內(nèi)層制作工序

外層制作工序10第三部分：制作流程簡介內(nèi)層制作工序

定義：利用板料基材，通過銅層圖形蝕刻，各層板料圖形及覆銅膜對位，在受控?zé)崃Φ呐浜舷滦纬蓪娱g壓合，經(jīng)修邊處理后完成內(nèi)層制作流程，為外層線路之間的導(dǎo)通提供依據(jù)。11第三部分：制作流程簡介外層制作工序

定義：利用已完成的內(nèi)層工序板料基材，進(jìn)行鉆孔并貫通內(nèi)層線路，電鍍銅層互連及加厚，圖形蝕刻，銅面保護(hù)等工序，以及相關(guān)的可靠性測試，成品測試，檢驗后完成整個外層制作流程。12

第三部分：制作流程簡介

開料（BoardCutting)前處理（Pre-treatment)影像轉(zhuǎn)移（Imagetranster)銅面粗化（B.ForB.O)線路蝕刻（Circuitryetching)排板（Layup)壓合（Pressing)鉆管位孔（X-Ray)光學(xué)檢查（AOI)修邊（Edgetrimming)

PCB內(nèi)層制作流程：13

第三部分：制作流程簡介

鉆孔（Drilling)除膠渣/孔內(nèi)沉銅（PTH)全板電鍍（Panelplating)線路蝕刻（Circuitryetching)圖像轉(zhuǎn)移（Imagetransfer)防焊油絲?。⊿oldermask)表面處理（surfacetreatment)外形輪廓加工（profiling)圖形電鍍（Patternplating)最后品質(zhì)控制（F.Q.C)

PCB外層制作流程：14

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

開料工序（BoardCutting)定義：將覆銅板裁剪為所需的尺寸。鋦料（Baking)鋦料：為了消除板料在制作時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。令到板料尺寸（漲縮性）穩(wěn)定性加強(qiáng)。去除板料在儲存時吸收的水份，增加材料的可靠性。切料（LaminateCutting)切料：將一張大料根據(jù)不同板號尺寸要求切成所需的生產(chǎn)尺寸。鑼圓角（corner

Rounting)鑼圓角：為避免在下工序造成Handling及品質(zhì)問題，將板料鑼成圓角。打字嘜（Mark

stamping)打字嘜：將生產(chǎn)板的編號資料附印在板邊，令各工序能識別與追溯不同的板號。15

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

前處理工序（SurfacePre-Treatment)熱風(fēng)吹干熱風(fēng)吹干：將板面吹干。定義：將銅面粗化，便于之后工序的干膜有效地附著在銅面上。

磨板的方式：化學(xué)磨板、物理磨板（機(jī)械）。除油除油：通過酸性化學(xué)物質(zhì)將銅面的油性物質(zhì)，氧化膜除去。（+水洗）微蝕微蝕：原理是銅表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成粗化的銅面。（+水洗）酸洗酸洗：將銅離子除去及減少銅面的氧化。（+水洗）16

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

前處理工序（SurfacePre-Treatment)以上關(guān)鍵步驟為微蝕段，原理是銅表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成粗化的銅面?；痉磻?yīng)：CuCu2+

反應(yīng)機(jī)理：17

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

影像轉(zhuǎn)移（Imagetranster)轆膜（貼干膜）轆膜：以熱貼的方式將干膜貼附在板銅面上。曝光曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物質(zhì)進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，以達(dá)到選擇性局部橋架硬化的效果，而完成影像轉(zhuǎn)移的目的。定義：利用感光材料，將設(shè)計的線路圖形通過曝光/顯影/蝕刻的工藝步驟，達(dá)至所需銅面線路圖形。菲林制作菲林制作：根據(jù)客戶要求，將線路圖形plot在菲林（底片）上，并進(jìn)行檢查后投入生產(chǎn)。菲林檢查菲林檢查：檢查菲林上的雜質(zhì)或漏洞，避免影像轉(zhuǎn)移出誤。18

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

影像轉(zhuǎn)移（Imagetranster)貼膜曝光底片Cu基材顯影蝕刻褪膜干膜線路蝕刻19

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

線路蝕刻（Circuitryetching)顯影顯影：通過藥水碳酸鈉的作用下，將未曝光部分的干膜溶解并沖洗后，留下感光的部分。定義：利用感光材料，將設(shè)計的線路圖形通過曝光/顯影/蝕刻的工藝步驟，達(dá)至所需銅面線路圖形。蝕刻蝕刻：是將未曝光的露銅部份銅面蝕刻掉。褪膜褪膜：是通過較高濃度的NaOH（1-4%）將保護(hù)線路銅面的菲林去掉。沖孔沖孔：通過設(shè)定的標(biāo)靶，沖出每層統(tǒng)一位置的管位孔，為下工序的排板管位使用。20

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

線路蝕刻（Circuitryetching)

顯影的作用：是將未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。

顯影的原理：未曝光部分的感光材料沒有發(fā)生聚合反應(yīng)，遇弱堿Na2CO3（1.0%)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。

COCOOHOCH3

COCO

ONaOCH31%Na2CO3

顯影的反應(yīng)式：21

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

線路蝕刻（Circuitryetching)

蝕刻的作用：

是將未曝光部分的銅面蝕刻掉。

蝕刻的原理：

Cu+CuCl22CuCl2CuCl+HCl+H2O22CuCl2+2H2O2CuCl+HCl+1/2O22CuCl2+H2O22

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

自動光學(xué)檢查（AutomaticOpticalInspection)光學(xué)檢查（AOI）光學(xué)檢查：該機(jī)器原理是利用銅面的反射作用使板上的圖形可以被AOI機(jī)掃描后記錄在軟件中,并通過與客戶提供的數(shù)據(jù)圖形資料進(jìn)行比較來檢查缺陷點的一種機(jī)器，如開路、短路、曝光不良等缺陷都可以通過AOI機(jī)檢查到。目視檢修及分板目視檢修及分板：對確認(rèn)的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)或報廢，以及對不同層數(shù)進(jìn)行配層歸類。目視檢查確認(rèn)目視檢查確認(rèn)：對一些真，假缺陷進(jìn)行確認(rèn)或排除。

自動光學(xué)檢查工序的工作流程：23

黑氧化/棕化的作用：

黑氧化或棕化工序的作用就是粗化銅表面，增大結(jié)合面積，增加表面結(jié)合力。

黑氧化前

黑氧化后

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

銅面棕化或黑化（BrownOxideorBlackOxide)24

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

銅面棕化或黑化（BrownOxideorBlackOxide)

棕化流程：

微蝕微蝕：增加銅面附著力，達(dá)至粗化銅面的效果。（+水洗）除油除油：通過堿性化學(xué)物質(zhì)將銅面的油性物質(zhì)，氧化膜除去。（+水洗）預(yù)浸預(yù)浸：為棕化前提供緩和及加強(qiáng)藥物的適應(yīng)性前處理。（+水洗）熱風(fēng)吹干：將板面吹干。干板棕化（+水洗）棕化：在銅表面通過反應(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)（通常形成銅的絡(luò)合物）。25

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

排板（Layup)

排板的定義：

多層板或基板在壓合前，需將內(nèi)層板，半固化片與銅皮等各種散材與鋼板，牛皮紙墊料等，完成上下對準(zhǔn)/落齊，或套準(zhǔn)之工作，待送入壓合機(jī)進(jìn)行熱壓，這種事前的準(zhǔn)備工作稱之為排板。26

排板壓合的種類：

大型排壓法。（MassLam)將各內(nèi)層以及夾心的半固化片，先用鉚釘予以管位鉚合，外加銅皮后再去進(jìn)行高溫壓合，這種簡化快速又加大面積之排壓法，還可按基板式的做法增多“開口數(shù)”（Opening)，既可減少人工并使產(chǎn)量增加的方法，稱之為大型排壓法。

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

排板（Layup)

梢釘壓板法。（PinLam)將各內(nèi)層板，半固化片以及銅皮，先用梢釘予以管位，預(yù)疊后再去進(jìn)行高溫壓合，這種小面積之排壓方法，稱之為梢釘壓板法。27

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

排板（Layup)

排板流程（MassLam)：

壓板半固化片沖定位孔半固化片沖定位孔：根據(jù)預(yù)疊使用的管位孔的距離，數(shù)量，位置及大小沖孔。板材打雞眼釘板材打雞眼釘：在預(yù)疊使用的管位孔位置進(jìn)行層間管位。鋼板清潔處理牛皮紙剪裁切半固化片剪裁銅皮剪裁銅皮：將銅皮剪為所需的尺寸。切半固化片：將半固化片剪為所需的尺寸。鋼板清潔處理：通過機(jī)械研磨方法，清除預(yù)疊前使用的鋼板表面膠漬，輕微花痕。牛皮紙剪裁：通過剪床剪為所需的尺寸。預(yù)疊預(yù)疊：將內(nèi)層板，半固化片，銅皮，鋼板，牛皮紙按順序的要求管位，逐層疊合。28

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

壓合流程定義：將已管位預(yù)疊的排板料，通過高溫高壓條件的作用下，將各內(nèi)層板，半固化片以及銅箔粘結(jié)在一起，制成多層線路板的制作工序，將稱之為熱壓合法。

工藝條件：提供半固化片從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、然后發(fā)生聚合反應(yīng)所需的溫度。提供液態(tài)樹脂流動填充線路空間所需要的壓力。提供使揮發(fā)成分流出板外所需要的真空度。29

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

壓合流程：

壓板壓板：通過設(shè)定的溫度，壓力的作用下，將已預(yù)疊對位的線路板進(jìn)行壓合。拆板拆板：將壓合散熱后的線路板與鋼板，梢釘進(jìn)行分離。X-Ray鉆孔X-Ray鉆孔：利用X光的透視作用與標(biāo)位確認(rèn)，鉆出下工序鉆孔使用的管位孔。修邊,打字嘜修板打字嘜：將壓板的不整齊的流膠邊修整，并為下一工序的識別標(biāo)志打字嘜，以免混板。內(nèi)層出貨30

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

X-Ray鉆孔：通過機(jī)器的X光透射，通過表面銅皮投影到內(nèi)層的標(biāo)靶，然后用鉆咀鉆出該標(biāo)靶對應(yīng)位置處的定位孔。

定位孔的作用：多層板中各內(nèi)層板的對位。同時也是外層制作的定位孔，作為內(nèi)外層對位一致的基準(zhǔn)。判別制板的方向。31

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

X-Ray鉆孔圖示：鉆孔管位孔一般為3.175mm認(rèn)方向孔示意圖實物圖32

第四部分：內(nèi)層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

修邊，打字嘜：根據(jù)MI要求，將壓板后的半成品板的板邊修整到需要的尺寸。虛線外為切除部分33