《CB加工基礎知識》PPT課件.ppt

1、,PCB加工基礎知識,第一章 PCB基礎知識,1、印制電路板的名稱 印制電路板的英文名稱為：The Printed Cricuit Board，通?？s寫為：PCB。在電子產(chǎn)品 中，印制電路板的主要功能為支撐電路元件和互連電路元件，即支撐和互連兩大作 用。,2、印制電路板的發(fā)展 1、印制電路概念于1936年由英國Eisler博士提出； 2、1953年出現(xiàn)了雙面板，并采用電鍍工藝使兩面導線互連； 3、1960年出現(xiàn)了多層板； 4、1990年出現(xiàn)了積層多層板； 5、一直發(fā)展到今天，印制板老的種類提高，新的種類開拓，隨著整個科技水平，工業(yè) 水平的提高，印制板行業(yè)得到了蓬勃發(fā)展。,3、印制電路板常用基材

2、 印制電路板常用基材可以分為： 1、單、雙面PCB用基板材料（覆銅薄層壓板，簡稱為覆銅板，英文縮寫為CCL）； 2、多層PCB用基板材料（內(nèi)芯薄型覆銅板、半固化片等）； 常用的FR-4覆銅板包括以下幾部分：a、玻璃纖維布，b、環(huán)氧樹脂，c、銅箔。 印制電路板上，PCB用基板材料主要擔負著導電、絕緣和支撐三個方面的功能； 銅箔,玻璃布+樹脂,銅箔,4、印制電路板的加工流程 多層板常規(guī)的加工流程為：1、內(nèi)層覆銅板下料；2、內(nèi)層圖形；3、內(nèi)層蝕刻；4、沖定 位孔；5、內(nèi)層檢驗；6、棕化；7、層壓疊板；8、層壓；9、銑邊；10、鉆孔；11、沉 銅；12、全板電鍍；13、外層圖形； 14、圖形電鍍；15

3、、外層蝕刻；16、外層檢驗（AOI)； 17、阻焊印刷、字符；18、銑外形；19電測試、；20成品檢驗、；21、表面處理；22、包裝出貨； 按照加工原理，分為：機械加工、圖形處理和濕法處理三大類；,第二章 PCB加工流程,2.1、下料,依據(jù)工程設計要求，選用指定芯板（半固化片、銅箔）按照MI（生產(chǎn)制作指示）指定 的長寬尺寸進行切割，將基板材料裁切成工作所需尺寸供下工序加工。,2.2、內(nèi)層圖形,目的 利用影像轉(zhuǎn)移原理制作內(nèi)層線路，制作流程為： 前處理貼膜曝光,顯影內(nèi)層蝕刻,前處理 利用刷輪去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度，以利于后續(xù)的貼膜操作，如下圖所示： 銅箔 絕緣層 前處理后銅面狀況示意,

4、貼膜 將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜，主要原物料為干膜。 曝光 經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上，主要原物料為底片。曝光時透光部 分發(fā)生光聚合反應，不透光的部分不發(fā)生反應； UV光,干膜 曝光前,曝光后,顯影 用化學藥水作用將未發(fā)生化學反應的干膜部分沖掉，而發(fā)生化學反應的干膜則保留在板 面上作為蝕刻時的抗蝕保護層。,顯影前,顯影后,2.3、內(nèi)層蝕刻,目的 利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉，然后 利用化學藥水將保護銅面之抗蝕干膜層 剝掉，露出銅層，形成內(nèi)層線路圖形。 主要原物料為蝕刻藥液。,蝕刻前,去膜后,蝕刻后,2.4、內(nèi)層檢驗,目的 通過內(nèi)層檢驗，對內(nèi)層生產(chǎn)板進行檢查,挑

5、出異常板并進行處理；收集品質(zhì)信息并及時反饋 處理，避免重大異常發(fā)生。 AOI檢驗，全稱為Automatic Optical Inspection，自動光學檢測； 原理為通過光學反射原理將圖像回饋至設備處理，與設定的邏輯判斷原則或資料圖形相比 較，找出缺陷位置。 注意事項 由于AOI所用的測試方式為邏輯比較，一定會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確 認。,2.5、棕化,目的 粗化銅面，增加與樹脂接觸表面積，增強內(nèi)層銅與半固化片的結(jié)合力；主要原物料為棕 化藥液。 工藝流程 內(nèi)層檢驗來料酸洗水洗除油水洗棕化預浸棕化水洗 烘干預疊,工藝原理 棕化：CU+H+H2O2+棕化液銅氮硫有機金屬物+H2O

6、 控制重點 過程控制：通過控制反應時間、溫度、藥水濃度來控制黑化、棕化的厚度。 品質(zhì)控制：抗拉強度（IPC標準要求抗拉強度大于4.5磅/平方英寸） 注意事項 棕化層很薄，極易發(fā)生劃傷問題，操作時需注意拿板、放板等動作；,棕化前,棕化后,2.6、層壓配板,1、配板 把邦定/鉚合后的內(nèi)層（常規(guī)四層板只有一個芯板）按照MI要求配上外層半固化片； 控制要點 防止劃傷（棕化層）； 2、定位方式 邦定、鉚釘、有銷、無銷和邦釘鉚釘 概述 把內(nèi)層芯板和半固化片按照MI要求定位于工具板上，然后把各層固定在一起； 目的 對需要進行層壓的內(nèi)層板進行預定位。,2.7、層壓,疊板概述 把配好的板按要求鋪上外層銅箔后放入

7、墊有牛 皮紙的托盤中并用打磨干凈的隔離鋼板層層隔離 。 壓合概述 在適當?shù)纳郎厮俾逝c壓力作用下使半固化樹脂充 分流動填充芯板圖形的同時把芯板粘接在一起。,2.8、鉆孔,目的 利用數(shù)控鉆床選擇不同規(guī)格的鉆頭對表面平整 的PCB進行加工以得到MI要求的孔徑，在板面 上鉆出層與層之間線路連接的導通孔。 控制要點 疊板層數(shù)；鉆頭規(guī)格（鉆徑、刃磨次數(shù)）； 主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、退刀速度。,蓋板,鉆頭,墊板,2.9、沉銅,目的 通過化學反應，在已經(jīng)鉆完孔的孔壁上沉積上一 層銅，實現(xiàn)孔金屬化。 工藝流程 鉆孔來料去毛刺膨松 水洗去鉆污水洗預中和水洗中和水洗除油水洗 微蝕水洗預浸活化速化化學沉銅 水洗全板電鍍,

8、主要反應原理 去鉆污：4Mno-4+C+4OH-4MnO2-4+CO2+H2O 再生：MnO2-4-e Mno-4 活化中心形成：Pd(SnCl3)-+H2O Pd+Sn(OH)2+Cl- 沉銅：Cu+2HCHO+ 4OH-Cu+2HCOO-+ 2H2O+H2 過程控制 去鉆污量、微蝕量、沉銅厚度、背光級數(shù)； 品質(zhì)控制 燈芯效應、樹脂收縮、層間結(jié)合力； 主要缺陷 孔內(nèi)空洞、層間分離、孔內(nèi)銅瘤；,2.10、電鍍,目的 在化學沉銅的基礎上進行電鍍銅，實現(xiàn)層與層之間的導通。 工藝流程 全板電鍍（加厚電鍍）：沉銅來板鍍銅預浸電鍍銅水洗烘干外層圖形； 圖形電鍍：外層圖形除油水洗微蝕 水洗鍍銅預浸電鍍銅水

9、洗鍍錫預浸電鍍錫水洗堿性蝕刻；,電鍍銅層,主要反應原理 銅陽極的電解Cu-e Cu+（快速），Cu+-e Cu2+（慢速）； 零件板的電鍍Cu2+ +2e Cu； 過程控制 通過藥水作用控制電鍍時間、電流密度、電鍍面積來獲取具有一定延展性能的電鍍銅。 品質(zhì)控制 孔壁銅厚、表面銅厚、銅層延展性 主要缺陷 鍍層不均、板面銅粒（孔內(nèi)銅渣）、電鍍凹坑、 孔壁斷裂、滲鍍,2.11、外層圖形,內(nèi)層圖形的目的:經(jīng)過鉆孔及通孔電鍍后，內(nèi)外層已經(jīng)連通，利用影像轉(zhuǎn)移原理制作外 層線路，以達電性的完整，制作流程為：,前處理貼膜曝光顯影 前處理 利用刷輪去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度，以利于后續(xù)的貼膜操作；,外層

10、蝕刻,2.11、外層圖形-貼膜,貼膜 將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜，主要原物料為干膜。 曝光 經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上，最終形成客戶需要的導電圖形。,顯影 把尚未發(fā)生聚合反應的區(qū)域用顯像液沖洗掉 ，已感光部分因已發(fā)生聚合反應洗不掉而留 在銅面上成為蝕刻或電鍍的保護層。 外層顯影示意圖,UV光,底片,干膜,外層曝光示意圖,2.12、外層蝕刻,目的 通過腐蝕反應獲取客戶所需的板面圖形。 工藝流程 堿性蝕刻：圖電來板退膜水洗蝕刻水洗退錫水洗烘干外層檢驗；,主要反應原理 堿性蝕刻：Cu+Cu2+ 2Cu+； 再生：氧化劑+ Cu+ Cu2+H2O； 氨水提供堿性條件，

11、通過特定氧化劑做再生劑。 褪錫：4HNO3+Sn/Pb+OXPb(NO3)2+Sn(NO3)2+R； 再生：R+O2OX； 氧化劑作用在于加速褪錫速率，穩(wěn)定劑可抑制硝酸與銅的反應。 過程控制 銅離子含量、PH值、溶液的比重（溶液的添加均采用自動添加系統(tǒng)）、蝕刻速率； 品質(zhì)控制 線寬、線距、蝕刻因子；,2.13、外層檢驗,通過外層檢驗，對外層生產(chǎn)板進行檢查,挑出異常板并進行處理；收集品質(zhì)信息并及時 反饋處理，避免重大異常發(fā)生。 AOI檢驗：全稱為Automatic Optical Inspection，自動光學檢測； 通過光學反射原理將圖像回饋至設備處理，與設定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，

12、找出缺陷位置。,2.14、印綠油（油墨）,目的 A.防焊：防止波焊時造成的短路，并節(jié)省焊錫的用量； B.護板：防止線路被濕氣、各種電解質(zhì)及外來的機械力所傷害； C.絕緣：由于板子愈來愈小，線路間距愈來愈窄，需要對板面加印綠油達到絕緣的 效果； 加工流程,前處理,絲印油墨,預烘,顯影,后固化,曝光,前處理 去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加強板面油墨附著力；主要原物料：磨板機。 印油墨 利用絲網(wǎng)上圖案，將油墨準確的印刷在板子上；主要原物料：油墨。 主要控制點：油墨厚度。 預烘 趕走油墨內(nèi)的溶劑，使油墨部分硬化。 曝光 影像轉(zhuǎn)移；主要設備：曝光機。,顯影 將未聚合的感光油墨利用化學反應去除掉。,固

13、化 印油墨后，通過固化主要讓油墨徹底硬化。,印油墨后,油墨,顯影后,2.15、絲印字符,在板面上，印上各種元器件和導線等位置的標記，便于識別和維修。 加工流程,印一面字符,固化,印另一面字符,2.16、表面處理,目的 產(chǎn)生供電氣連接及電氣互連的可焊性的涂覆層和保護層。 表面涂覆類型 噴錫、化學鎳金、鍍金手指、化學錫、OSP等。,工藝流程 噴錫 微蝕水洗吹干涂覆助焊劑熱風整平軟毛磨刷水 洗熱水洗水洗風干烘干成型外形； OSP 成檢除油水洗微蝕水洗 OSP處理風干干燥檢驗；,表面處理示意圖 在焊盤表面及插件孔內(nèi)覆蓋有機膜或錫層,表面處理示意圖,過程控制 噴錫 Sn / Pb比例、噴錫溫度、噴錫停留時間； OSP 微蝕厚度、OSP槽反應溫度、時間、PH值、酸度； 品質(zhì)控制 各涂覆層的厚度 Sn/Pb：125微米； OSP：0.20.45微米；,外形后,板件 外形前,目的 利用數(shù)控銑床機械切割，讓板子裁切 成客戶所需規(guī)格尺寸。 邊框,2.17、成型,目的 利用數(shù)控銑床機械切割，讓板子裁切 成客戶所需規(guī)格尺寸。,成型機,自動V-cut機