印刷電路板工藝流程培訓教材(共62頁).ppt

1、珠海方正印刷電路板發(fā)展有限公司Zhuhai Founder PCB Development Limited方正集團IT產業(yè)集信息技術之大成,提供IT服務、軟件、硬件和數據運營在內的綜合解決方案。Founder Groups IT sector is a leader in information technology, providing comprehensive solutions, including IT services, software, hardware, and data operation. 2022-2-20印刷電路板印刷電路板工藝流程培訓教材工藝流程培訓教材制作人：火龍

2、果制作人：火龍果PCB生產工藝流程 主 要 內 容 1、PCB的角色 2、PCB的演變 3、PCB的分類 4、PCB流程介紹 PCB PCB的角色：的角色： PCB PCB是為完成第一層次的元件和其它電子電路零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組裝基地，組裝成一個具特定件接合提供的一個組裝基地，組裝成一個具特定功能的模塊或產品。功能的模塊或產品。 所以所以PCBPCB在整個電子產品中，扮演了連接所有功在整個電子產品中，扮演了連接所有功能的角色，也因此電子產品的功能出現(xiàn)故障時，最能的角色，也因此電子產品的功能出現(xiàn)故障時，最先被疑心往往就是先被疑心往往就是PCBPCB，又因為，

3、又因為PCBPCB的加工工藝相對的加工工藝相對復雜，所以復雜，所以PCBPCB的生產控制尤為嚴格和重要。的生產控制尤為嚴格和重要。晶圓第0層次第1層次(Module)第2層次(Card)第3層次(Board)第4層次(Gate)1 1、PCBPCB的角色的角色2、PCB的演變 1.早於1903年Mr. Albert Hanson阿爾伯特.漢森首創(chuàng)利用“線路(Circuit)觀念應用于 交換系統(tǒng)上。它是用金屬箔切割成線路導體，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的構造雛形。如以下圖： 2. 1936年，Dr Paul Eisner保羅.艾斯納真正創(chuàng)造了PCB的制作技術，也發(fā)表

4、多項專利。而今天的加工工藝“圖形轉移技術photoimage transfer) ，就是沿襲其創(chuàng)造而來的。 3. 1967年，美國人，提出了多層板生產制造工藝MLB，將印刷電路板推上了更高一層樓。 4. 1984年，日本人PCB專家項冢田裕嘗試在多層板上采用埋孔結構，HDIHigh Density Interconnection技術興起。 5. 2006年中國大陸印制電路板產值超過日本、韓國躍居世界第一，約占世界總產值470億美元的20%。 3、PCB的分類的分類 PCB在材料、層數、制程上的多樣化以適合不同的電子產品及其特殊需求。因此其種類劃分比較多，以下就歸納一些通用的區(qū)別方法,來簡單介紹

5、PCB的分類以及它的制造工藝。 . 以層次分 a. 單面板 ;b. 雙面板 ; c. 多層板 ; . 以成品軟硬區(qū)分 a. 硬板 b. 軟板 c. 軟硬結合板 以產品結構分 a. 普通多層板 b.HDI板 c.機械盲埋孔板 以產品用途分 a. 金手指卡板 ;b.通信系統(tǒng)板系統(tǒng)板、背板、系統(tǒng)HDI板; c、IC載板 d.高頻、高速板；e、其它消費電子產品如 板、電腦 主板、電源板、金屬基板等單面板雙面板多層板硬板軟板軟硬復合板26L4、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，具體分為八局部進行介紹，分類及流程如下：H、后工序、后工序A、內層線路、內層線路C、鉆孔、鉆孔D、

6、沉銅電鍍、沉銅電鍍E、外層線路、外層線路F、濕膜、濕膜B、層壓、層壓G、表面工藝、表面工藝(微影微影)(鐳射鉆孔鐳射鉆孔)(防焊防焊)A A、內層線路流程介紹微影、內層線路流程介紹微影 流程介紹: 目的:1、利用圖形轉移原理制作內層線路2、DES為顯影;蝕刻;去膜連線簡稱前處理前處理壓膜壓膜曝光曝光DESDES開料開料內層內層AOIAOI內層線路內層線路-開料介紹開料介紹 開料(BOARD CUT): 目的: 依工程設計所規(guī)劃要求,將基板材料裁切成生產所需尺寸 主要生產物料: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/HOZ;1/1oz;2/2oz等種類 本卷

7、須知: 考慮漲縮影響,裁切板送下制程前進行烘烤。 裁切須注意經緯方向與工程指示一致，以防止翹曲等問題?；瘜W前處理(PRETREAT):目的:通過微蝕液通過微蝕液, ,去除銅面上的污染去除銅面上的污染物，物，增加增加銅銅面粗糙度面粗糙度, ,以利以利于后于后續(xù)續(xù)的的壓壓膜膜及線路制作及線路制作銅箔銅箔絕緣層絕緣層前處理后前處理后銅面狀況銅面狀況示意圖示意圖內層線路-前處理介紹壓膜(LAMINATION):目的:將經處理之基板銅面透過熱壓方式將經處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜貼上抗蝕干膜主要生產物料:干膜干膜(Dry Film)(Dry Film)工藝原理：干膜干膜壓膜前壓膜前壓膜后壓膜后

8、內層線路壓膜介紹壓膜壓膜曝光(EXPOSURE):目的:經光線照射作用將原始底片上的圖像轉移到感光底板上 主要生產工具: 底片/菲林film)工藝原理： 白色透光局部發(fā)生光聚合反響, 黑色局部那么因不透光,不發(fā)生反響，顯影時發(fā)生反響的局部不能被溶解掉而保存在板面上。UV光光曝光前曝光前曝光后曝光后內層線路曝光介紹顯影(DEVELOPING):目的:用堿液作用將未發(fā)生化學反響之干膜局部沖掉主要生產物料:K2CO3工藝原理： 使用將未發(fā)生聚合反響之干膜沖掉,而發(fā)生聚合反響之干膜那么保存在板面上作為蝕刻時之抗蝕保護層。說明： 水溶性干膜主要是由于其組成中含有機酸根，會與弱堿反響使成為有機酸的鹽類，可

9、被水溶解掉，顯露出圖形顯影后顯影后顯影前顯影前內層線路顯影介紹 蝕刻(ETCHING): 目的: 利用藥液將顯影后露出的利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉銅蝕掉, ,形成內層線路圖形成內層線路圖形形 主要生產物料:蝕刻藥液蝕刻藥液(CuCl2)(CuCl2)蝕刻后蝕刻后蝕刻前蝕刻前內層線路蝕刻介紹 去膜(STRIP): 目的: 利用強堿將保護銅面之抗利用強堿將保護銅面之抗蝕層剝掉蝕層剝掉, ,露出線路圖形露出線路圖形 主要生產物料:NaOHNaOH去膜后去膜后去膜前去膜前內層線路退膜介紹 沖孔: 目的: 利用利用CCDCCD對位沖出檢驗作業(yè)之定位孔及鉚釘孔對位沖出檢驗作業(yè)之定位孔及鉚釘孔 主要生產物

10、料:鉆刀鉆刀內層線路內層線路沖孔介紹沖孔介紹AOI檢驗:全稱為Automatic Optical Inspection，自動光學檢測目的：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那么或資料圖形相比較，找出缺點位置注意事項：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。內層內層AOIAOILONG WIDTHVIOLATIONNICKSPROTRUSIONDISHDOWNFINE OPENSURFACE SHORTWIDE SHORTFINE SHORTSHAVED PADSPACING WIDTHVIOLATIONPINHOLENICKOV

11、ERETCHED PADCOPPER SPLASHMISSING PADMissing JunctionMissing O內層線路微影內層線路微影內層線路微影工序內層線路微影工序-簡介說明簡介說明 在銅箔基板上，壓上感光阻劑，利用曝光機透過底片將所需在銅箔基板上，壓上感光阻劑，利用曝光機透過底片將所需之圖像轉移至感光膜銅箔基板上，再經由化學藥品將聚合后之圖像轉移至感光膜銅箔基板上，再經由化學藥品將聚合后的感光膜經顯影、蝕刻、去膜出所需之圖像線路；最后利用的感光膜經顯影、蝕刻、去膜出所需之圖像線路；最后利用AOI作線路之檢修，完成線路之制作。作線路之檢修，完成線路之制作。內層線路微影工序內層線路

12、微影工序 -主要流程主要流程壓壓 膜膜D/F Lamination曝曝 光光Exposure自動光學檢測自動光學檢測A O I蝕蝕 刻刻E內層線路微影內層線路微影壓膜前壓膜前壓膜后壓膜后曝光后曝光后顯影后顯影后蝕刻后蝕刻后去膜后去膜后內層線路微影內層線路微影-實物圖實物圖B、層壓流程介紹 流程介紹: 目的： 將銅箔Copper)、半固化片Prepreg)與棕化處理后的內層線路板壓合成多層板。棕化棕化/ /黑化黑化熔熔膠膠鉚鉚合合疊疊板板壓壓合合后處理后處理 棕化/黑化: 目的: (1)粗化銅面,增加與樹脂接觸外表積 (2)增加銅面對流動樹脂之濕潤性 (3)使銅面鈍化,防止發(fā)生不良反響 本卷須知

13、: 棕化膜/黑化絨毛很薄,極易發(fā)生擦花問題,操作時需注意操作手勢層壓壓合工藝層壓壓合工藝棕化棕化/ /黑化介紹黑化介紹水平棕化線 鉚合 目的:(四層板不需鉚釘) 先進行熔膠,將每張芯板進行固定,再使用鉚釘將多張內層板釘在一起,以防止后續(xù)加工時產生層間滑移 主要生產物料:鉚釘;半固化片P/P) P/P(PREPREG): 由樹脂和玻璃纖維布組成, 據玻璃布種類可分為106、1080、3313、2116、7628等幾種 樹脂據交聯(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,生產中使用的全為B階狀態(tài)的P/P2L3L 4L 5L鉚釘層壓工藝熔膠鉚合介紹 疊板: 目的: 將預

14、疊合好之板疊成待壓多層板形式 主要生產物料:銅箔、半固化片 電鍍銅皮;按厚度可分為 1/3OZ12um(代號T) 1/2OZ18um(代號H) 1OZ35um(代號1) 2OZ70um代號2Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6層壓工藝疊板介紹2L3L 4L 5L 壓合: 目的:通過熱壓方式將疊合板壓成多層板通過熱壓方式將疊合板壓成多層板 主要生產輔料: 牛皮紙、鋼板鋼板壓力牛皮紙承載盤熱板可疊很多層可疊很多層層壓工藝壓合介紹層壓壓合流程層壓壓合流程層壓壓合工序層壓壓合工序-簡介說明簡介說明 依設計之疊構所需，將依設計之疊構所需，將PP膠片、銅箔及

15、經過黑化處理的內層板膠片、銅箔及經過黑化處理的內層板進行疊合，然后使用壓合機在高溫、高壓之環(huán)境下進行壓合，使得進行疊合，然后使用壓合機在高溫、高壓之環(huán)境下進行壓合，使得 各層之間產生強力的黏合，以保證客戶所需要的板厚及介層規(guī)格，各層之間產生強力的黏合，以保證客戶所需要的板厚及介層規(guī)格， 并擴增出上、下銅面，以供布線所需。并擴增出上、下銅面，以供布線所需。層壓壓合工序層壓壓合工序-主要流程主要流程黑化黑化/ /棕化棕化Black Oxide疊疊 板板Lay-up壓壓 合合Lamination后后 處處 理理Post-黑化前黑化前黑化后黑化后組合組合預疊預疊壓合后壓合后打靶成型后打靶成型后壓合制作

16、實物流程圖壓合制作實物流程圖壓合工序壓合工序-實物實物C、鉆孔流程介紹 流程介紹: 目的：在板面上鉆出層與層之間線路連接的導通孔或所有非導通孔。在板面上鉆出層與層之間線路連接的導通孔或所有非導通孔。 物物料料準準備備打打銷銷釘釘上上板板鉆鉆孔孔下板下板主要原物料:鉆頭鉆頭; ;蓋板蓋板; ;墊板墊板鉆頭鉆頭: :碳化鎢碳化鎢, ,鈷及有機粘著劑組合而成鈷及有機粘著劑組合而成蓋板蓋板: :主要為鋁片主要為鋁片, ,在制程中起鉆頭定位在制程中起鉆頭定位; ;散熱散熱; ;減少毛頭減少毛頭; ;防壓力腳壓防壓力腳壓傷作用傷作用墊板墊板: :主要為復合板主要為復合板, ,在制程中起保護鉆機臺面在制程中

17、起保護鉆機臺面; ;防出口性毛頭防出口性毛頭; ;降低降低鉆針溫度及清潔鉆針溝槽膠渣作用鉆針溫度及清潔鉆針溝槽膠渣作用墊木板鋁板高高 速速 鉆鉆 機機鉆孔流程介紹鉆孔流程介紹鉆孔工序鉆孔工序-簡介說明簡介說明備鉆備鉆Preparative鉆孔鉆孔Drilling孔位檢查孔位檢查Hole-AOI X-RAY檢查檢查X-RAY Check 依客戶要求的孔徑需求，在板材上鉆出相對應的孔徑，便于組依客戶要求的孔徑需求，在板材上鉆出相對應的孔徑，便于組裝時插件；還可起到層與層之間的導通，散熱，固定等作用。裝時插件；還可起到層與層之間的導通，散熱，固定等作用。鉆孔工序鉆孔工序-主要流程主要流程 流程介流程

18、介紹紹去毛去毛刺刺(Deburr)(Deburr)去去膠膠渣渣(Desmear)化化學沉銅學沉銅(PTH)(PTH)電鍍銅電鍍銅Panel platingPanel plating 目的目的: : 使孔璧上的非導體局部之樹脂及玻璃纖維進行金屬化使孔璧上的非導體局部之樹脂及玻璃纖維進行金屬化 方便進行后面的電鍍制程方便進行后面的電鍍制程, ,提供足夠導電及保護的金提供足夠導電及保護的金屬孔璧。屬孔璧。D、沉銅電鍍工藝流程介紹 去毛去毛刺刺(Deburr):(Deburr): 毛毛刺刺形成原因形成原因: :鉆鉆孔孔后孔邊緣后孔邊緣未切未切斷斷的的銅絲銅絲及未切及未切斷斷的玻璃布的玻璃布 去毛刺的去

19、毛刺的目的目的: :去除孔去除孔邊緣邊緣的的毛刺毛刺, ,防止防止鍍鍍孔不良孔不良 重要的原物料：磨刷重要的原物料：磨刷沉銅工藝去毛刺除膠渣介紹 去去膠膠渣渣(Desmear):(Desmear): 膠渣膠渣形成原因形成原因: : 鉆鉆孔孔時時造成的高造成的高溫的過玻璃化轉變溫度溫的過玻璃化轉變溫度 ( (TgTg值值) ), ,而而形成融熔形成融熔態(tài)態(tài), ,產生膠渣產生膠渣 去膠渣的去膠渣的目的目的: :裸露出各裸露出各層層需互需互連連的的銅環(huán)銅環(huán)，另膨松，另膨松劑劑可可 改善孔壁改善孔壁結構結構，增，增強電鍍銅強電鍍銅附著力。附著力。 重要的原物料：重要的原物料：KMnOKMnO4 4(

20、(除膠劑除膠劑) ) 化學銅化學銅(PTH)(PTH) 化學銅之目的化學銅之目的: : 通通過化學沉積的方式時外過化學沉積的方式時外表沉積上厚度為表沉積上厚度為20-4020-40微微英寸的化學銅。英寸的化學銅。 孔壁變化過程：如以孔壁變化過程：如以下圖下圖化學銅原理：如右圖化學銅原理：如右圖PTH沉銅工藝化學銅介紹 電鍍銅電鍍銅 一次一次銅銅之目的之目的: : 鍍鍍上上200-500200-500微英寸微英寸的厚度的的厚度的銅銅以保以保護僅護僅有有20-40 micro 20-40 micro inchinch厚度的化厚度的化學銅學銅不被不被后后制制程破程破壞壞造成孔破。造成孔破。 重要生產

21、物料重要生產物料: : 銅球銅球 電鍍銅層電鍍工藝電鍍銅介紹F、外層線路流程介紹 流程介紹:前處理前處理壓膜壓膜曝光曝光DESDES外層外層AOIAOI外層圖形轉移負片酸蝕工藝流程介紹:同內層線路工藝正片堿蝕工藝流程介紹 流程流程介紹介紹: : 目的目的: :外層線路的保護層，以保證外層線路的保護層，以保證PCBPCB的絕緣、護板、防焊的目的的絕緣、護板、防焊的目的制作字符標識。制作字符標識。G、濕膜字符(防焊)工藝流程介紹火山灰火山灰磨板磨板絲印絲印預烘預烘曝曝光光顯顯影影字字符符固固化化阻焊(Solder Mask) 阻焊,俗稱“綠油,為了便于肉眼檢查，故于主漆中多參加對眼睛有幫助的綠色顏

22、料，其實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，防止波焊時造成的短路,并節(jié)省焊錫的用量 。 B. 護板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性能，并防止外來的機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,故導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(防焊)介紹前處理目的：去除外表氧化物，增加板面粗糙度，加強板面油墨附著力。主要原物料：火山灰濕膜工藝前處理、絲印介紹 印 刷目的：利用絲網將油墨印寫在板子上，如右圖：主要原物料：油墨 預烤 目的:趕走油墨內的

23、溶劑，使油墨局部硬化，不致在進行曝光時粘底片。濕膜工藝預烘介紹 制程要點 溫度與時間的設定，須參照供給商提供的條件雙面印與單面印的預烤條件是不一樣的。 烤箱的選擇須注意通風及過濾系統(tǒng)以防異物沾粘。 溫度及時間的設定，必須有警報器，時間一到必須馬上拿出，否那么over curing會造成顯影不盡。 曝光p目的：影像轉移p主要設備：曝光機p制程要點： n A 曝光機的清潔n B 能量的選擇n C 抽真空的控制 濕膜工藝曝光顯影介紹 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。 主要生產物料：碳酸鉀S/M A/W印字符p目的：利于維修和識別目的：利于維修和識別p原理：絲網印刷的方式

24、原理：絲網印刷的方式p主要生產物料：文字油墨主要生產物料：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 文字字符絲印機 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，如果銅層未受保護將氧化和損壞，直接影響后續(xù)的焊接。有多種不同的保護層可以使用，最普遍的有：熱風整平HASL)、有機涂覆(OSP)、電鍍鎳金(plating gold)、化學沉鎳金(ENIG)、金手指、沉銀IS)和沉錫(IT) 等。 熱風整平(HASL):板子完全覆蓋焊料后，接著經過高壓熱風將外表和孔內多余焊料吹掉，并且整平附著于焊盤和孔壁的焊料；分

25、有鉛噴錫和無鉛噴錫兩種。優(yōu)勢：本錢低，在整個制造過程中保持可焊接性。 有機涂覆(OSP):在PCB的銅外表上形成一層薄的、均勻一致的保護層。 優(yōu)點：在本錢上與HASL具有可比性、好的共面性、無鉛工藝。 電鍍鎳金(plating gold)：通過電鍍的方式在銅面上電鍍上鎳和保護層金。優(yōu)點：良好的可焊接性，平整的外表、長的儲存壽命、可承受屢次的回流焊。4化學沉鎳金(ENIG)：通過化學反響在銅面上置換上鎳磷層，再在鎳層上置換一層金。優(yōu)點：良好的可焊接性，平整的外表、長的儲存壽命、可承受屢次的回流焊。 5金手指：通過電鍍的方式在同面上電鍍上鎳和金，因為鍍金中含有其他金屬區(qū)別3。6沉銀(IS):銀沉浸

26、在銅層上0.1到0.6微米的金屬層，以保護銅面。 優(yōu)點：好的可焊接性、外表平整、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，以保護銅面。 優(yōu)點：良好的可焊接性、外表平整、相對低的本錢。 H、外表工藝的選擇介紹H、外表工藝的選擇介紹壓膜后壓膜后曝光后曝光后顯影后顯影后去膜后去膜后化鎳金化鎳金化金工序化金工序-流程及實物流程及實物前處理前處理壓膜壓膜曝光曝光化金化金顯影顯影去膜去膜I、后工序工藝流程介紹銑床成型工序銑床成型工序-簡介說明簡介說明 將將PCB板切成客戶要求的形狀，將外圍沒有用途的邊框廢料去板切成客戶要求的形狀，將外圍沒有用途的邊框廢料去除，并去除經過

27、機械成型加工后板面、孔內及除，并去除經過機械成型加工后板面、孔內及V-cut、slot槽內的粉槽內的粉屑，提供符合規(guī)格尺寸的屑，提供符合規(guī)格尺寸的PCB板，便于客戶上件組裝。板，便于客戶上件組裝。銑床成型工序銑床成型工序-主要流程主要流程清清 洗洗Rinse 成成 型型 R外形銑板p目的：讓板子裁切成客戶所需規(guī)格尺寸目的：讓板子裁切成客戶所需規(guī)格尺寸p原理：數位機床機械切割原理：數位機床機械切割p主要生產物料：銑刀主要生產物料：銑刀后工序外形工藝流程介紹PNL固定固定pin折斷Misalignment偏移30o-90oWebWeb 厚度厚度V-cutV-cut深度深度尺寸孔尺寸孔準備位置準備位置外形銑床后工序電測工藝流程介紹電測測試工序電測測試工序-簡介說明簡介說明 利用利用歐歐姆定律姆定律來測試判定來測試判定PCB各各網絡