PCB工藝流程設(shè)計(jì)規(guī)范詳解PPT課件

主要內(nèi)容,1、PCB的角色2、PCB的演變3、PCB的分類4、PCB流程介紹,五彩繽紛的PCB工藝,1、PCB的角色,PCB的角色：PCB是為完成第一層次的元件和其它電子電路零件接合提供的一個(gè)組裝基地，組裝成一個(gè)具特定功能的模塊或產(chǎn)品。所以PCB在整個(gè)電子產(chǎn)品中，扮演了連接所有功能的角色，也因此電子產(chǎn)品的功能出現(xiàn)故障時(shí)，最先被懷疑往往就是PCB，又因?yàn)镻CB的加工工藝相對(duì)復(fù)雜，所以PCB的生產(chǎn)控制尤為嚴(yán)格和重要。,PCB的解釋：Printedcircuitboard；簡(jiǎn)寫：PCB中文為：印制板（1）在絕緣基材上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或由兩者結(jié)合而成的導(dǎo)電圖形，稱為印制電路。（2）在絕緣基材上，提供元、器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱為印制線路。（3）印制電路或者印制線路的成品板稱為印制電路板或者印制線路板，亦稱印制板。,1.早於1903年Mr.AlbertHanson（阿爾伯特.漢森）首創(chuàng)利用“線路”(Circuit)觀念應(yīng)用于電話交換系統(tǒng)上。它是用金屬箔切割成線路導(dǎo)體，將之粘于石蠟紙上，上面同樣粘上一層石蠟紙，成了現(xiàn)今PCB的構(gòu)造雛形。如下圖：2.到1936年，DrPaulEisner（保羅.艾斯納）真正發(fā)明了PCB的制作技術(shù)，也發(fā)表多項(xiàng)專利。而今天的加工工藝“圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)（photoimagetransfer)，就是沿襲其發(fā)明而來的。,圖,2、PCB的演變,PCB在材料、層數(shù)、制程上的多樣化以適合不同的電子產(chǎn)品及其特殊需求。因此其種類劃分比較多，以下就歸納一些通用的區(qū)別辦法,來簡(jiǎn)單介紹PCB的分類以及它的制造工藝。A.以材料分a.有機(jī)材料酚醛樹脂、玻璃纖維/環(huán)氧樹脂、Polyimide、BT等皆屬之。b.無機(jī)材料鋁基板、銅基板、陶瓷基板等皆屬之，主要取其散熱功能。B.以成品軟硬區(qū)分a.硬板RigidPCBb.軟板FlexiblePCB見圖1.3c.軟硬結(jié)合板Rigid-FlexPCB見圖1.4C.以結(jié)構(gòu)分a.單面板見圖1.5b.雙面板見圖1.6c.多層板見圖1.7,3、PCB的分類,圖1.3,圖1.4,圖1.5,圖1.6,圖1.7,圖1.8,4、PCB流程介紹,我們以多層板的工藝流程作為PCB工藝介紹的引線，選擇其中的圖形電鍍工藝進(jìn)行流程說明，具體分為八部分進(jìn)行介紹，分類及流程如下：,A、內(nèi)層線路,C、孔金屬化,D、外層干膜,E、外層線路,F、絲印,H、后工序,B、層壓鉆孔,G、表面工藝,A、內(nèi)層線路流程介紹,流程介紹:目的:1、利用圖形轉(zhuǎn)移原理制作內(nèi)層線路2、DES為顯影;蝕刻;去膜連線簡(jiǎn)稱,前處理,壓膜,曝光,DES,開料,沖孔,內(nèi)層線路-開料介紹,開料(BOARDCUT):目的:依制前設(shè)計(jì)所規(guī)劃要求,將基板材料裁切成工作所需尺寸主要生產(chǎn)物料:覆銅板覆銅板是由銅箔和絕緣層壓合而成,依要求有不同板厚規(guī)格,依銅厚可分為H/H;1oz/1oz;2oz/2oz等種類注意事項(xiàng):避免板邊毛刺影響品質(zhì),裁切后進(jìn)行磨邊,圓角處理?？紤]漲縮影響,裁切板送下制程前進(jìn)行烘烤。裁切須注意經(jīng)緯方向與工程指示一致，以避免翹曲等問題。,前處理(PRETREAT):目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於后續(xù)的壓膜制程主要消耗物料：磨刷,銅箔,絕緣層,前處理后銅面狀況示意圖,內(nèi)層線路-前處理介紹,壓膜(LAMINATION):目的:將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜主要生產(chǎn)物料:干膜(DryFilm)工藝原理：,干膜,壓膜前,壓膜后,內(nèi)層線路壓膜介紹,曝光(EXPOSURE):目的:經(jīng)光線照射作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上主要生產(chǎn)工具:底片/菲林（film)工藝原理：白色透光部分發(fā)生光聚合反應(yīng),黑色部分則因不透光,不發(fā)生反應(yīng)，顯影時(shí)發(fā)生反應(yīng)的部分不能被溶解掉而保留在板面上。,UV光,曝光前,曝光后,內(nèi)層線路曝光介紹,顯影(DEVELOPING):目的:用堿液作用將未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之干膜部分沖掉主要生產(chǎn)物料:K2CO3工藝原理：使用將未發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜沖掉,而發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜則保留在板面上作為蝕刻時(shí)之抗蝕保護(hù)層。說明：水溶性干膜主要是由于其組成中含有機(jī)酸根，會(huì)與弱堿反應(yīng)使成為有機(jī)酸的鹽類，可被水溶解掉，顯露出圖形,顯影后,顯影前,內(nèi)層線路顯影介紹,蝕刻(ETCHING):目的:利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉,形成內(nèi)層線路圖形主要生產(chǎn)物料:蝕刻藥液(CuCl2),蝕刻后,蝕刻前,內(nèi)層線路蝕刻介紹,去膜(STRIP):目的:利用強(qiáng)堿將保護(hù)銅面之抗蝕層剝掉,露出線路圖形主要生產(chǎn)物料:NaOH,去膜后,去膜前,內(nèi)層線路退膜介紹,沖孔:目的:利用CCD對(duì)位沖出檢驗(yàn)作業(yè)之定位孔及鉚釘孔主要生產(chǎn)物料:鉆刀,內(nèi)層線路沖孔介紹,AOI檢驗(yàn):全稱為AutomaticOpticalInspection，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)目的：通過光學(xué)反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找出缺點(diǎn)位置注意事項(xiàng)：由于AOI所用的測(cè)試方式為邏輯比較，一定會(huì)存在一些誤判的缺點(diǎn)，故需通過人工加以確認(rèn)。,內(nèi)層檢查工藝,B、層壓鉆孔流程介紹,流程介紹:目的：層壓：將銅箔（Copper)、半固化片（Prepreg)與棕化處理后的內(nèi)層線路板壓合成多層板。鉆孔：在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔。,棕化,鉚合,疊板,壓合,后處理,鉆孔,棕化:目的:(1)粗化銅面,增加與樹脂接觸表面積(2)增加銅面對(duì)流動(dòng)樹脂之濕潤(rùn)性(3)使銅面鈍化,避免發(fā)生不良反應(yīng)主要生產(chǎn)物料:棕化液MS100注意事項(xiàng):棕化膜很薄,極易發(fā)生擦花問題,操作時(shí)需注意操作手勢(shì),層壓工藝棕化介紹,鉚合目的:(四層板不需鉚釘)利用鉚釘將多張內(nèi)層板釘在一起,以避免后續(xù)加工時(shí)產(chǎn)生層間滑移主要生產(chǎn)物料:鉚釘;半固化片（P/P)P/P(PREPREG):由樹脂和玻璃纖維布組成,據(jù)玻璃布種類可分為106、1080、3313、2116、7628等幾種樹脂據(jù)交聯(lián)狀況可分為:A階(完全未固化);B階(半固化);C階(完全固化)三類,生產(chǎn)中使用的全為B階狀態(tài)的P/P,2L,3L,4L,5L,鉚釘,層壓工藝鉚合介紹,疊板:目的:將預(yù)疊合好之板疊成待壓多層板形式主要生產(chǎn)物料:銅箔、半固化片電鍍銅皮;按厚度可分為1/3OZ12um(代號(hào)T)1/2OZ18um(代號(hào)H)1OZ35um(代號(hào)1)2OZ70um（代號(hào)2）,層壓工藝疊板介紹,2L,3L,4L,5L,壓合:目的:通過熱壓方式將疊合板壓成多層板主要生產(chǎn)輔料:牛皮紙、鋼板,鋼板,壓力,牛皮紙,承載盤,熱板,可疊很多層,層壓工藝壓合介紹,后處理:目的:對(duì)層壓后的板經(jīng)過磨邊;打靶;銑邊等工序進(jìn)行初步的外形處理以便后工序生產(chǎn)品質(zhì)控制要求及提供后工序加工之工具孔。主要生產(chǎn)物料:鉆頭;銑刀,層壓工藝后處理介紹,鉆孔:目的:在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔主要原物料:鉆頭;蓋板;墊板鉆頭:碳化鎢,鈷及有機(jī)粘著劑組合而成蓋板:主要為鋁片,在制程中起鉆頭定位;散熱;減少毛頭;防壓力腳壓傷作用墊板:主要為復(fù)合板,在制程中起保護(hù)鉆機(jī)臺(tái)面;防出口性毛頭;降低鉆針溫度及清潔鉆針溝槽膠渣作用,鉆孔工藝鉆孔介紹,流程介紹,去毛刺(Deburr),去膠渣(Desmear),化學(xué)銅(PTH),一次銅Panelplating,目的:使孔璧上的非導(dǎo)體部分之樹脂及玻璃纖維進(jìn)行金屬化方便進(jìn)行后面的電鍍制程,提供足夠?qū)щ娂氨Ｗo(hù)的金屬孔璧。,C、孔金屬化工藝流程介紹,去毛刺(Deburr):毛刺形成原因:鉆孔后孔邊緣未切斷的銅絲及未切斷的玻璃布去毛刺的目的:去除孔邊緣的毛刺,防止鍍孔不良重要的原物料：磨刷,沉銅工藝去毛刺除膠渣介紹,去膠渣(Desmear):膠渣形成原因:鉆孔時(shí)造成的高溫的過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg值),而形成融熔態(tài),產(chǎn)生膠渣去膠渣的目的:裸露出各層需互連的銅環(huán)，另膨松劑可改善孔壁結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)電鍍銅附著力。重要的原物料：KMnO4(除膠劑),化學(xué)銅(PTH)化學(xué)銅之目的:通過化學(xué)沉積的方式時(shí)表面沉積上厚度為20-40微英寸的化學(xué)銅。孔壁變化過程：如下圖化學(xué)銅原理：如右圖,PTH,沉銅工藝化學(xué)銅介紹,一次銅一次銅之目的:鍍上200-500微英寸的厚度的銅以保護(hù)僅有20-40microinch厚度的化學(xué)銅不被后制程破壞造成孔破。重要生產(chǎn)物料:銅球,一次銅,電鍍工藝電鍍銅介紹,流程介紹:,前處理,壓膜,曝光,顯影,目的:經(jīng)過鉆孔及通孔電鍍后,內(nèi)外層已經(jīng)連通,本制程制作外層干膜,為外層線路的制作提供圖形。,D、外層干膜流程介紹,前處理:目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利于壓膜制程重要原物料：磨刷,外層干膜前處理介紹,壓膜(Lamination):目的:通過熱壓法使干膜緊密附著在銅面上.重要原物料：干膜(Dryfilm),曝光(Exposure):目的:通過圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)在干膜上曝出所需的線路。重要的原物料：底片,外層干膜曝光介紹,顯影(Developing):目的:把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域用顯像液將之沖洗掉,已感光部分則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗不掉而留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜.主要生產(chǎn)物料：弱堿(K2CO3),一次銅,乾膜,外層干膜顯影介紹,流程介紹:,二次鍍銅,退膜,線路蝕刻,退錫,目的:將銅厚度鍍至客戶所需求的厚度。完成客戶所需求的線路外形。,鍍錫,E、外層線路流程介紹,二次鍍銅:目的:將顯影后的裸露銅面的厚度加后,以達(dá)到客戶所要求的銅厚重要原物料：銅球,乾膜,二次銅,外層線路電鍍銅介紹,鍍錫:目的:在鍍完二次銅的表面鍍上一層錫保護(hù)，做為蝕刻時(shí)的保護(hù)劑。重要原物料：錫球,乾膜,二次銅,保護(hù)錫層,退膜:目的:將抗電鍍用途之干膜以藥水剝除重點(diǎn)生產(chǎn)物料：退膜液(NaOH),線路蝕刻:目的:將非導(dǎo)體部分的銅蝕掉重要生產(chǎn)物料：蝕刻液、氨水,二次銅,保護(hù)錫層,二次銅,保護(hù)錫層,底板,外層線路堿性蝕刻介紹,退錫:目的:將導(dǎo)體部分的起保護(hù)作用之錫剝除重要生產(chǎn)物料:HNO3退錫液,二次銅,底板,外層線路退錫介紹,流程介紹:,阻焊,字符,固化,目的:外層線路的保護(hù)層，以保證PCB的絕緣、護(hù)板、防焊的目的制作字符標(biāo)識(shí)。,火山灰磨板,F、絲印工藝流程介紹,顯影,阻焊(SolderMask)阻焊,俗稱“綠油”,為了便于肉眼檢查，故于主漆中多加入對(duì)眼睛有幫助的綠色顏料，其實(shí)防焊漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色目的A.防焊：留出板上待焊的通孔及其焊盤，將所有線路及銅面都覆蓋住，防止波焊時(shí)造成的短路,并節(jié)省焊錫的用量。B.護(hù)板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質(zhì)的侵害使線路氧化而危害電氣性能，并防止外來的機(jī)械傷害以維持板面良好的絕緣。C.絕緣：由於板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細(xì),故導(dǎo)體間的絕緣問題日形突顯,也增加防焊漆絕緣性能的重要性.,絲印工藝阻焊介紹,阻焊工藝流程圖,預(yù)烘烤,印刷第一面,前處理,曝光,顯影,固化,S/M,預(yù)烘烤,印刷第二面,前處理目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加強(qiáng)板面油墨附著力。主要原物料：火山灰,阻焊工藝前處理介紹,印刷目的：利用絲網(wǎng)將油墨印寫在板子上，如右圖：主要原物料：油墨常用的印刷方式：A印刷型（ScreenPrinting)B淋幕型(CurtainCoating)C噴涂型(SprayCoating)D滾涂型(RollerCoating),預(yù)烤目的:趕走油墨內(nèi)的溶劑，使油墨部分硬化，不致在進(jìn)行曝光時(shí)粘底片。,阻焊工藝預(yù)烘介紹,制程要點(diǎn)溫度與時(shí)間的設(shè)定，須參照供應(yīng)商提供的條件雙面印與單面印的預(yù)烤條件是不一樣的。烤箱的選擇須注意通風(fēng)及過濾系統(tǒng)以防異物沾粘。溫度及時(shí)間的設(shè)定，必須有警報(bào)器，時(shí)間一到必須馬上拿出，否則overcuring會(huì)造成顯影不盡。,曝光目的：影像轉(zhuǎn)移主要設(shè)備：曝光機(jī)制程要點(diǎn)：A曝光機(jī)的清潔B能量的選擇C抽真空的控制,阻焊工藝曝光顯影介紹,顯影目的：將未聚合之感光油墨利用濃度為1的碳酸鉀溶液去除掉。主要生產(chǎn)物料：碳酸鉀,S/MA/W,印字符目的：利于維修和識(shí)別原理：絲網(wǎng)印刷的方式主要生產(chǎn)物料：文字油墨,字符工藝印刷介紹,烘烤,印一面文字,印另一面文字,S/M,文字,文字,固化（后烤）目的：通過高溫烘烤讓油墨中的環(huán)氧樹脂徹底硬化。,字符工藝固化介紹,常規(guī)的印刷電路板(PCB)在板上都有銅層，如果銅層未受保護(hù)將氧化和損壞，直接影響后續(xù)的焊接。有多種不同的保護(hù)層可以使用，最普遍的有：熱風(fēng)整平（HASL)、有機(jī)涂覆(OSP)、電鍍鎳金(platinggold)、化學(xué)沉鎳金(ENIG)、金手指、沉銀（IS)和沉錫(IT)等。（）熱風(fēng)整平(HASL):板子完全覆蓋焊料后，接著經(jīng)過高壓熱風(fēng)將表面和孔內(nèi)多余焊料吹掉，并且整平附著于焊盤和孔壁的焊料；分有鉛噴錫和無鉛噴錫兩種。優(yōu)勢(shì)：成本低，在整個(gè)制造過程中保持可焊接性。（）有機(jī)涂覆(OSP):在PCB的銅表面上形成一層薄的、均勻一致的保護(hù)層。優(yōu)點(diǎn)：在成本上與HASL具有可比性、好的共面性、無鉛工藝。（）電鍍鎳金(platinggold)：通過電鍍的方式在銅面上電鍍上鎳和保護(hù)層金。優(yōu)點(diǎn)：良好的可焊接性，平整的表面、長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命、可承受多次的回流焊。（4）化學(xué)沉鎳金(ENIG)：通過化學(xué)反應(yīng)在銅面上置換上鎳磷層，再在鎳層上置換一層金。優(yōu)點(diǎn)：良好的可焊接性，平整的表面、長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命、可承受多次的回流焊。（5）金手指：通過電鍍的方式在同面上電鍍上鎳和金，因?yàn)殄兘鹬泻衅渌饘賲^(qū)別（3）。（6）沉銀(IS):銀沉浸在銅層上0.1到0.6微米的金屬層，以保護(hù)銅面。優(yōu)點(diǎn)：好的可焊接性、表面平整、HASL沉浸的自然替代。（7）沉錫(IT):錫沉浸在銅層上0.到.um的金屬層，以保護(hù)銅面。優(yōu)點(diǎn)：良好的可焊接性、表面平整、相對(duì)低的成本。,G、表面工藝的選擇介紹,流程介紹:,外形,終檢/實(shí)驗(yàn)室,目的:根據(jù)客戶外形完成加工。根據(jù)電性