《PCB制作流程詳解》PPT課件.ppt

PCB制程講解PCB其全稱為 PrintingCircuitsBoard 中文為印刷線路板 PCB 線路板 是用來承載電子元件 提供電路聯(lián)接各元件的母版 單面板 雙面板 多層板 硬板 軟板 軟硬板 明孔板 暗孔板 盲孔板 噴錫板 碳油板 金手指板 等等 鍍金板 沉金板 ENTEK板 Hardness硬度性能 PCBClassyPCB分類 HoleDepth孔的導通狀態(tài) FabricationandCostomerRequirements生產(chǎn)及客戶的要求 Constructure結(jié)構(gòu) PCB基板的造成 Prepreg CopperFoil 銅箔類型 1 4OZ 1 3OZ 1 2OZ 1OZ 2OZ 3OZ PCB成品圖 如圖所示 WetFilm 綠油 Annualring錫圈 ScreenMarks白字 PAD 焊錫盤 ProductionNumber生產(chǎn)型號 3C601 3C601 3C601 12658 GoldenFinger 金手指 雙面板與多層板區(qū)別 從工序上講 多層板與雙面板的區(qū)別 1 雙面板的壓板材料只有P片和Cu箔 多層板的壓板材料既有P片和最外層的兩個Cu箔 還有P片之間的內(nèi)層板 2 多層板的生產(chǎn)多了內(nèi)層板的生產(chǎn)制造 內(nèi)層板的制造與外層板大體相似 下面介紹雙面板的制作 PCB所用板料概述 目前PCB內(nèi)層所用板材按照TG點分類有三種 a TG點為130 樹脂體系由兩個官能團組成 特性 TG點低 耐熱性能相對較差 b TG點為140 樹脂體系由四個官能團組成 特性 耐熱性能良好 材料穩(wěn)定性較好 是PCB常用材料 c 高TG TG點通常大于150 樹脂體系由多個官能團組成 特性 TG點較高 耐熱性較優(yōu) 單價較高 流程制作工藝相對復雜 按照材料的相關(guān)成分分類可三種 a 鹵素材料 PCB所用板料概述 特性 目前用于生產(chǎn)的大多數(shù)板材為鹵素材料 對人體有害 主要是燃燒時會產(chǎn)生二惡英 dioxides 戴奧辛TCDD 二氧環(huán)環(huán)己烷 奔呋喃 Benzfuran 等 發(fā)煙量大 高毒性 致癌 人體攝入后無法排除 影響身體健康 b 無鹵素材料 特性 含鹵素比例較少 JPCA ES 01 2003標準 日本人的定義 CL Br I含量小于0 09 重量比 稱為無鹵素 鑒于鹵素對人體存在較大危害 相關(guān)法律法規(guī)推動禁止使用鹵素材料用于板料中 WEEE ROHS 1982年瑞士發(fā)現(xiàn)在鹵化物燃燒后存在二惡英 后20世紀90年代在日本后生省焚爐廢氣中發(fā)現(xiàn)二惡英 a 與FR4材料相比 吸水性低 TG約高 DK值約小一點 適用于PCB阻抗板生產(chǎn) 單價較貴 b 主要應用于電腦 手機 通信設(shè)備 醫(yī)療設(shè)備 儀表 攝象機 平面液體濕顯示器等領(lǐng)域中 PCB所用板料概述 按照焊錫流程可分為兩種 a 有鉛制程材料 目前所用的FR4板料均有鉛材料 特點 有毒性 對人體有害 體現(xiàn)在智力下降 惡心 頭痛 失眠 食欲不振等 典型的是貧血 中樞神經(jīng)混亂 b 無鉛材料 主要范圍 焊錫中 元件半導體引腳涂覆層 PCB金屬花孔及焊盤上 相關(guān)物質(zhì)中所含穩(wěn)定劑中 鹵化樹脂 導線 涂料 染料 玻璃黏結(jié)材料等 定義 歐盟稱物質(zhì)中鉛含量 0 1 為無鉛 日本 0 2 為無鉛 特點 1 對人體的毒害較小 2 焊料的熔點升高 越217 3 對板材的耐熱性要求提高 4 板料要求低DK值 低CET Z軸膨脹系數(shù)tg點前50PPM tg后250PPM 普通板材的為TG點前80PPM TG點后300PPM PCB所用板料概述 按照增強材料可分為四種 1 CEM系列材料 如CEM 1 CEM 3材料等 特點 TG點低 耐熱性較差等 2 玻璃布材料 如FR4等 特點 尺寸穩(wěn)定較好 耐熱性較好等 3 陶瓷材料 我司咱未用過 4 鐵氟龍材料 特點 成本高 尺寸穩(wěn)定較差 對流程生產(chǎn)工藝要求較高 如壓合 鉆孔 沉銅等 PCB所用板料概述 常用板料FR4相關(guān)特性介紹 1 板料成分組成 由玻璃布 環(huán)氧樹脂 銅箔組成 2 玻璃布分為 普通板料用玻璃布 即玻璃布成圓柱形的 及LDPP用玻璃布 即玻璃布為橢圓形的 便于激光打孔時孔壁質(zhì)量的改進 目前存在類型有 7629 7628 2116 1506 1500 2113 2112 1080 106 3313等類型 他們的區(qū)別主要是在厚度 樹脂含量 經(jīng)緯向玻璃布的數(shù)量 大小等區(qū)別 3 樹脂體系分為 含鹵素同不含鹵素兩種環(huán)氧樹脂 通常普通FR4含Br 4 銅箔 按照加工方式的不同可分為電解銅箔及壓延銅箔兩種 其中按照銅箔的重量來分通常有1 3OZ HOZ 1OZ 2OZ 3OZ 4OZ等 通常是重量越重厚度相對就越厚 如HOZ厚度為0 65MIL 1OZ為1 35MIL 制作工藝流程 開料 局板 制作工藝流程 Pressing壓板 Drilling鉆孔 PTH PP沉銅 板電 DryFilm干菲林 Exposure曝光 PatternPlating圖電 Developing沖板 PlatingTin鍍錫 StripFilm褪菲林 StripTin褪錫 WetFilm濕綠油 主要過程圖解 Surfacetreatment表面處理 Profiling成型 表面處理方法 HotAirLevelling噴錫Goldfingerboard金手指板Carbonoilboard碳油板Auplatingboard鍍金板Entek 防氧化 板ImmersionAuboard沉金板ImmersionTin沉錫板ImmersionSilver沉銀板 目的在鍍銅板上鉆通孔 盲孔 建立線路層與層之間以及元件與線路之間的連通 鉆孔板的剖面圖 孔 鋁片 Drilling 鉆孔 GuideHole管位孔 BackUpBoard墊板 PCB Entry蓋板 Drilling 鉆孔 磨圓角 除去生產(chǎn)板上四角上的尖角 以免擦花 插穿菲林及傷人 磨板邊 除去生產(chǎn)板周圍的纖維絲 防止擦花 管位釘 將生產(chǎn)板與底板用管位釘固定在一起 以避免鉆孔時板間滑動 造成鉆咀斷 P表示生產(chǎn)板 S代表樣板 我司的生產(chǎn)型號 板的層數(shù) 版本號 1A 1B 2B P12658 3A04 生產(chǎn)型號舉例 Drilling 鉆孔 1 蓋板的作用定位散熱減少毛頭 披鋒 鉆頭的清掃防止壓力腳直接壓傷銅面 2 墊板的作用保護鉆機之臺面防止出口性毛頭降低鉆咀溫度清潔鉆咀溝槽中之膠渣 Drilling 鉆孔 鉆孔質(zhì)量缺陷 Drilling 鉆孔 PlatingThroughHole 沉銅 板電 沉銅原理為了使孔壁的樹脂以及玻璃纖維表面產(chǎn)生導電性 所以進行化學鍍銅即沉銅 它是一種自催化還原反應 在化學鍍銅過程中Cu2 得到電子還原為金屬銅 還原劑放出電子 本身被氧化 目的用化學方法使線路板孔壁 板面鍍上一層薄銅 使板面與孔內(nèi)成導通狀態(tài) PlatingThroughHole 沉銅 主要缺陷 板面起泡及分層 板電銅與化學銅或化學銅與基銅結(jié)合力差造成的 孔粗 孔紅 孔黑 孔無銅 塞孔 板面砂粒及粗糙 水漬 DryFilm 干菲林 光致抗蝕劑 即干膜 的特性負性光致抗蝕劑 光照射部分聚合 或交聯(lián) 曝光顯影之后 能把生產(chǎn)用照相底版上透明的部分保留在板面上 定位方法 我司用的是用紅膠紙粘貼定位的方法 DryFilm 干菲林 主要缺陷 沖穿孔曝光不良 幼線 沖板不凈滲鍍和甩菲林菲林碎開路曝光垃圾 圖形電鍍的目的銅線路是用電鍍光阻定義出線路區(qū) 以電鍍方式填入銅來形成線路 圖形電鍍在圖象轉(zhuǎn)移后進行的 該銅鍍層可作為錫鉛合金 或錫 的底層 也可作為低應力鎳的底層 PanelPlating 圖形電鍍 蝕刻的原理將覆銅箔基板上不需要的銅 以化學反應方式將不要的部分銅予以除去 使其形成所需要的電路圖形 堿性氯化銅蝕刻特性 1 適用于圖形電鍍金屬抗蝕層 如鍍覆金 鎳 錫鉛含金 錫鎳含金及錫的印制板的蝕刻 2 蝕刻速率快 側(cè)蝕小 溶銅能力高 蝕刻速率容易控制 3 蝕刻液可以連續(xù)再生循環(huán)使用 成本低 Etching 蝕刻 制作過程 常采用金 鉛錫 錫 等金屬及油墨 干膜作抗蝕層 Etching 蝕刻 AfterEtching蝕刻后 圖電 蝕刻主要缺陷 1 圖電電鍍燒板電鍍分層階梯電鍍針孔麻點陽極鈍化低電流區(qū)鍍層發(fā)暗鍍層粗糙鍍層脆性大2 蝕刻蝕刻速率降低蝕刻液中出現(xiàn)沉淀抗蝕層被浸蝕銅表面發(fā)黑 蝕刻不動 SolderMask 綠油 阻焊膜 濕綠油 定義一種保護層 涂覆在印制板不需焊接的線路和基材上 目的防止焊接時線路間產(chǎn)生橋接 同時提供永久性的電氣環(huán)境和抗化學保護層 SolderMask 綠油 工作原理液態(tài)光成像阻焊油墨簡稱感光膠或濕膜 感光膠經(jīng)網(wǎng)印并預烘后 進行光成像曝光 紫外光照射使具有自由基的環(huán)氧樹脂系統(tǒng)產(chǎn)生光聚合反應 未感光部分 焊盤被底片擋住 在稀堿液中顯影噴洗而清除 印制板上已感光部分進行熱固化 使樹脂進一步交聯(lián)成為永久性硬化層 SolderMask 綠油 綠油制作流程圖 SolderMask 綠油 前處理目的是為了除去銅箔表面的氧化物 油脂和其它雜質(zhì) 另一方面是為了粗化銅表面 增加表面積 使之能與阻焊油墨有良好的結(jié)合力 前處理是絲印阻焊前的十分重要的工序 如成品檢查發(fā)現(xiàn)阻焊膜掉 膠帶試驗不合格 波峰焊后板面阻焊起泡 阻焊下的大銅面有污物等都同表面處理有關(guān) SolderMask 綠油 預烘目的是蒸發(fā)油墨中所含的約25 的溶劑 使皮膜成為不粘底片的狀態(tài) 溫度和時間應有限制 曝光將需要留在板子上的油墨經(jīng)紫外光照射后發(fā)生交聯(lián)反應 在顯影時不被褪去 而未感光部分則被曝光后的油墨Na2CO3溶液溶解洗掉露出焊盤 焊墊等需焊的區(qū)域 曝光后的油墨不溶于弱堿 1 Na2CO3 但可溶于強堿 5 10 NaOH 從而達到既可顯影又可及時使有問題的板返工處理的目的 SolderMask 綠油 顯影目的使油墨中未感光部分溶解于顯影液而被洗去 留下之感光部分 起絕緣 保護的作用 終固化目的使阻焊油墨徹底固化 形成穩(wěn)固的網(wǎng)狀構(gòu)架 達到其電氣和物化性能 終固化后 ComponentMark 白字 元件字符提供黃 白或黑色標記 給元件安裝和今后維修印制板提供信息 具體采用絲印的方法 白字后 綠油主要缺陷 1 綠油主要缺陷板面星點氧化板面光澤度低板面有砂粉水金板面金面星點發(fā)黑水金板甩油2 白字主要缺陷不過油聚油S M塞孔散油封VIA孔藏錫油薄 10 Profiling外形加工 對成品板進行外形加工 鑼 啤 V Cut 1 鑼板 將客戶要求的外圍尺寸輸入電腦 在由CNC控制的鑼機上 使用特制的刀具進行切型 2 啤板 按客戶的外圍要求制成沖壓之模具 在沖床上沖壓而成 它適用于對可大量生產(chǎn) 又不太注重板邊粗糙度的客戶 3 手鑼 成型時將板套在事先按客戶檢求尺寸做好的模板上 再以手動銑床 沿模板外圍銑切而成 目前我司多數(shù)對主機板實行先啤再手鑼的方式 4 v cut 即為方便客戶在插件后將panel改為piece 而在每piece中間刻劃一條v糟 目前我司有手動與自動v cut兩種 手動v cut須在成型后完成 自動v cut在成型前 接下來表面處理及主要后工序制作 工作原理將印制板浸入熔融的焊料 通常為63Sn37Pb的焊料 中 再通過熱風將印制板的表面及金屬化孔內(nèi)的多余焊料吹掉 從而得到一個平滑 均勻又光亮的焊料涂覆層 HotAirSolderLevelling噴錫 工藝流程 前處