PCB各工序知識介紹課件

各生產(chǎn)工序的知識簡介課堂守則請將手機、BP機等通訊工具調(diào)到震動狀態(tài)。請勿在上課期間，隨意進(jìn)出，以免影響其他同事。請勿交頭接耳、大聲喧嘩。如有特殊事情，在征得培訓(xùn)導(dǎo)師的同意的情況下，方可離場。以上守則，各位學(xué)員共同遵守。PCB的功能提供完成第一層級構(gòu)裝的組件與其它必須的電子電路零件接合的基地，以組成一個具特定功能的模塊或成品。PCB的角色在整個電子產(chǎn)品中，扮演了整合連結(jié)總其成所有功能的角色。因此當(dāng)電子產(chǎn)品功能故障時，最先被質(zhì)疑往往就是PCB。PCB扮演的角色1903年Mr.AlbertHanson首創(chuàng)利用“線路”(Circuit)觀念應(yīng)用于電話交換機系統(tǒng)。 它是用金屬箔予以切割成線路導(dǎo)體，將之粘著于石蠟紙上，上面同樣貼上一層石蠟紙，成了現(xiàn)今PCB的機構(gòu)雛型。見右圖。PCB的發(fā)展史

PCB的發(fā)展史 1936年，DrPaulEisner真正發(fā)明了PCB的制作技術(shù)，也發(fā)表多項專利。

今日之print-etch(photoimagetransfer)的技術(shù)，就是沿襲其發(fā)明而來的。PCB的發(fā)展史制造方法介紹A、減除法通過選擇性地去除無用導(dǎo)電箔而形成導(dǎo)電圖形的工藝。其流程見圖1.9PCB制作方法加成法，又可分半加成與全加成法，見下圖。PCB制作方法半加成PCB制作方法BlackOxide(OxideReplacement)黑氧化(棕化）Laying-up/Pressing排板/壓板InnerDryFilm內(nèi)層干菲林InnerEtching(DES)內(nèi)層蝕刻InnerBoardCutting內(nèi)層開料AOI自動光學(xué)檢測內(nèi)層制作Packing包裝FA最后稽查HotAirLevelling噴錫Profiling外形加工ComponentMark白字FQC最后品質(zhì)控制外層制作（續(xù)）內(nèi)層開料內(nèi)層切料InnerBoardCutting內(nèi)層洗板Clean焗板BakeBoards原始大料尺寸：41“×49”、43“×49”、40”×48”等內(nèi)層制作內(nèi)層開料去毛邊debur⑴(2)

49“41“10.25“

16.33“1張大料12塊板料內(nèi)層開料洗板去除切料和去毛刺時產(chǎn)生的板屑和PP粉，可減少或避免PP粉在烤板后固化于銅面上的機率內(nèi)層開料焗板去除板內(nèi)的水份，降低板的內(nèi)應(yīng)力內(nèi)層開料Prepreg銅箔類型：1/4OZ；1/3OZ；1/2OZ；1OZ；2OZ；3OZP片類型：106、2116、1080、7628、2113等內(nèi)層CopperFoil化學(xué)清洗

用堿溶液去除銅表面的油污、指印及其它有機污物。然后用酸性溶液去除氧化層和原銅基材上為防止銅被氧化的保護(hù)涂層，最后再進(jìn)行微蝕處理以得到與干膜具有優(yōu)良粘附性能的充分粗化的表面。 優(yōu)點：除去的銅箔較少（1~1.5um),基材本身不受機械應(yīng)力的影響，較適宜薄板。內(nèi)層轆干膜（貼膜）

先從干膜上剝下聚乙烯保護(hù)膜，然后在加熱加壓的條件下將干膜抗蝕劑粘貼在覆銅箔板上。干膜中的抗蝕劑層受熱后變軟，流動性增加，借助于熱壓輥的壓力和抗蝕劑中粘結(jié)劑的作用完成貼膜。 轆干膜三要素：壓力、溫度、傳送速度。內(nèi)層聚乙烯保護(hù)膜干膜聚酯薄膜干膜干膜的性質(zhì)曝光前干膜的分子結(jié)構(gòu)為鏈狀結(jié)構(gòu)，可溶于1%的Na2CO3

溶液。DryFilm干菲林干膜的性質(zhì)曝光后干膜的分子結(jié)構(gòu)為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不溶于1%Na2CO3溶液。DryFilm干菲林顯影的原理 感光膜中未曝光部分的活性基團與稀堿溶液反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)而溶解下來，從而把未曝光的部分溶解下來，而曝光部分的干膜不被溶解。DryFilm干菲林未曝光的感光膜

可溶解已曝光的感光膜不可溶解正片菲林負(fù)片菲林定位系統(tǒng)PINLAM有銷釘定位MASSLAM無銷釘定位X射線打靶定位法熔合定位法PressProcess黑化/棕化原理 對銅表面進(jìn)行化學(xué)氧化或黑化，使其表面生成一層氧化物（黑色的氧化銅或棕色的氧化亞銅或兩者的混合物)，以進(jìn)一步增加表面積，提高粘結(jié)力。PressProcessTake4layerforExampleCopperFoilLaminateLayer1Layer2Layer3Layer4Pre-pregPressProcess上熱壓模板上定位模板疊層定位銷釘下定位模板下熱壓模板牛皮紙緩沖層多層板壓合的全過程包括預(yù)壓、全壓和保壓冷卻三個階段PINLAMPressProcess啤圓角：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。打字嘜：在生產(chǎn)板邊線用字模啤出生產(chǎn)型號（距板邊4-5mm)。釘板：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。L表示批量板（S表示樣板)板的層數(shù)（1表示單面板，2表示雙面板…3,4,5,6,7,8,…）落單的順序號版本號(A0,B0,C0,A1,B1,C1…)L

4

R

0001

A1生產(chǎn)型號舉例：Drilling

–鉆孔表示工藝（R表無鉛噴錫，H表有鉛噴錫，C表示沉金板GuideHole管位孔BackUpBoard墊板PCB

Entry蓋板Drilling

–鉆孔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。鉆孔板的剖面圖孔鉆孔定位孔板料鋁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Drilling

–鉆孔（2）墊板的作用保護(hù)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)量缺陷質(zhì)量缺陷鉆孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔徑錯、斷鉆頭、塞孔、未鉆透孔內(nèi)缺陷銅箔缺陷：分層、釘頭：鉆污、毛刺、碎屑、粗糙基材缺陷：分層、空洞、碎屑堆、鉆污、松散纖維、溝槽、來福線Drilling

–鉆孔沉銅原理 為了使孔壁的樹脂以及玻璃纖維表面產(chǎn)生導(dǎo)電性,所以進(jìn)行化學(xué)鍍銅即沉銅.它是一種自催化還原反應(yīng),在化學(xué)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(xué)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(dǎo)通狀態(tài)。PlatingThroughHole-沉銅PTH/孔內(nèi)沉銅PTH/孔內(nèi)沉銅PanelPlating/板面電鍍板料沉銅/板面電鍍剖面圖PanelPlating板面電鍍PlatingThroughHole-沉銅Scrubbing磨板Rinsing三級水洗Desmear除膠渣Rinsing三級水洗Puffing膨脹Neutralize中和Rinsing二級水洗Degrease除油LoadPanel上板PlatingThroughHole-沉銅Rinsing三級水洗Rinsing二級水洗Catalyst活化Pre-dip預(yù)浸Rinsing二級水洗PTH沉銅Micro-etch微蝕PlatingThroughHole-沉銅Basecopper底銅PTH沉銅Rinsing二級水洗Un-loadPanel下板PlatingThroughHole-沉銅整孔

Conditioner：

1、Desmear后孔內(nèi)呈現(xiàn)Bipolar（兩級）現(xiàn)象，

正電:Cu

負(fù)電:Glassfiber、Epoxy2、為使孔內(nèi)呈現(xiàn)適當(dāng)狀態(tài)，Conditioner（調(diào)節(jié)裝置）具有兩種基本功能.(1)Cleaner:

清潔表面

(2)Conditioner：

使孔壁呈正電性，以利Pd/SnColloid負(fù)電離子團吸附.

PlatingThroughHole-沉銅b.微蝕Microetching

為了提高銅箔表面和化學(xué)銅之間的結(jié)合力，去除銅箔表面的氧化層。利用微蝕刻溶液從銅基體表面上蝕去1-2微米的銅層，使銅箔表面粗糙。Microetching旨在清除表面之Conditioner所形成的Film。此同時亦可清洗銅面殘留的氧化物。

PlatingThroughHole-沉銅C.預(yù)浸處理

為防止將水帶到隨后的活化液中,使活化液的濃度和PH值發(fā)生變化,影響活化效果,通常在活化前先將印制板浸入預(yù)浸液處理,然后直接進(jìn)入活化液中。D.預(yù)活化Catalpretreatment

1.為避免Microetch形成的銅離子帶入Pd/Sn槽，預(yù)浸以減少帶入水的帶入。2.降低孔壁的SurfaceTension（張力）。PlatingThroughHole-沉銅PanelPlating板面電鍍PTH孔內(nèi)沉銅PTH孔內(nèi)沉銅PanelPlating板面電鍍Prepreg板料CutawayofPanelPlatingandPTH沉銅/板面電鍍剖面圖干菲林(圖像轉(zhuǎn)移）的目的 經(jīng)鉆孔及通孔電鍍后,內(nèi)外層已連通,本制程再制作外層線路,以達(dá)到導(dǎo)電性的完整，形成導(dǎo)通的回路。OuterDryFilm–外層干菲林Scrubbing磨板Developing顯影Exposure曝光LaminateDryFilm轆干菲林DuplicateGIIDryFilm黃菲林復(fù)制OuterDryFilm–外層干菲林光致抗蝕劑（即干膜）的特性 負(fù)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。OuterDryFilm–外層干菲林AfterDeveloping

顯影后OuterDryFilm–外層干菲林圖形電鍍的目的 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(jìn)行的,該銅鍍層可作為錫鉛合金(或錫)的底層,也可作為低應(yīng)力鎳的底層。PanelPlating–圖形電鍍LoadPanel

上板AcidDip酸浸Rinsing水洗Micro-etch微蝕Rinsing水洗CopperElectroplate電鍍銅Rinsing水洗Aciddegreaging酸性除油PanelPlating–圖形電鍍Rinsing水洗AcidDip酸浸Tinelectroplate電鍍錫PanelPlating–圖形電鍍platenickel/gold

電鎳Un-load下板Plategold

電金Rinsing水洗

Rinsing水洗AfterPatternPlating圖電后（錫板）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(xué)反應(yīng)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。Etching–蝕刻Striping褪膜Etching蝕刻TinStriping褪錫制作過程常采用金、鉛錫、錫、等金屬及油墨、干膜作抗蝕層。Etching–蝕刻AfterEtching蝕刻后（錫板）Etching–蝕刻阻焊膜（濕綠油）定義 一種保護(hù)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(xué)保護(hù)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(yù)烘后，進(jìn)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(yīng)，未感光部分（焊盤被底片擋?。谙A液中顯影噴洗而清除。

印制板上已感光部分進(jìn)行熱固化，使樹脂進(jìn)一步交聯(lián)成為永久性硬化層。SolderMask-綠油Pre-Baking預(yù)固化DuplicateGIIFilm復(fù)制黃菲林Pretreatment前處理ScreenPrinting絲印Exposure曝光Developing顯影停放15分鐘停放15分鐘Baking終固化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(yù)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(yīng)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(yīng)，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(dá)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W/F曝光菲林顯影 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(hù)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(dá)到其電氣和物化性能。SolderMask-綠油元件字符 提供黃，白或黑色標(biāo)記，給元件安裝和今后維修印制板提供信息。ComponentMark-白字ComponentMark-白字熱風(fēng)整平（即噴錫）噴錫HotAirSolderLevelling噴錫工作原理

將印制板浸入熔融的焊料（通常為63Sn37Pb的焊料）中，再通過熱風(fēng)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噴錫工藝流程前處理預(yù)涂助焊劑熱風(fēng)整平清洗HotAirSolderLevelling噴錫Immersenickel/gold沉鎳金Immersenickel/gold沉鎳金設(shè)備:電測儀、飛針測試儀(用于檢查樣板,有多少short、open).例如：O-1:275-382表示第275點與第382點之間開路。

S+1:386+1257表示第386點與第1257點之間短路。E-Test電測試SolderMask/綠油AnnualRing錫圈V-Cut/V坑ComponentMarks白字PAD/焊錫盤ProductionNumber生產(chǎn)型號3C6013C6013C6013P20116A0GoldenFinger金手指GoldFingerPlating鍍金手指

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/Etching褪膜蝕刻菲林StripTin褪錫WetFilm濕綠油HAL 噴錫PCBProcessFlowChart新技術(shù)/新工藝高密度化高功能化輕薄短小細(xì)線化高傳輸速率電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢TechnologyRoadmap2002+

2002

2001

2003Q4Q1Q2Q3Q3Q4Q1Q2Q3OTHERSMULTILAYERMICROVIASFreeHalogenMatl

(ZS)HorizontalImmersionTin(ZS)BuriedCapacitance

(GZ)Matl:Getek(GZ)BackPanel

(GZ)LaserDrill(GZ)HDI(GZ)HighLayerCount

(24L)(GZ)MatlNelco(GZ)RogersAluminumHeatsinks(ZS)NOVIP(ZS)DeepTankGold

(GZ)Teflon(GZ)HighLayerCount(48L)

(GZ)HighLayerCount(36L)

(GZ)CyanateEster(GZ)公司新技術(shù)一、新板料GetekRogerNelcoTeflonHalogen-freeGoreSpeedboardC-CyanateEster二、新項目HDISuperBackplaneHighLayerCount(36L)BuriedCapacitanceEmbededResistorsDeepTankGoldBuildupProcess-ALIVH

公司新技術(shù)封裝載板的應(yīng)用A、BGA基板B、CSP（ChipScalePackage）基板C、增層式電路板（BuildUpProcess）

高密度互連板（HighDensityInterconnect)D、覆晶基板（FlipChipSubstrate）電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢LowLossMaterial 主要應(yīng)用于高頻數(shù)字移動通訊、高頻數(shù)字信息處理器、衛(wèi)星信號傳輸設(shè)備。LowLossMaterialLowLossMaterial類型GetekNelcoRoger特性高Tg低介電常數(shù)低介質(zhì)損失角正切LowLossMaterial定義ε(Dk)-介電常數(shù)，電極間充以某種物質(zhì)時的電容與同樣構(gòu)造的真空電容器的電容之比。

通常表示某種材料儲存電能能力的大小。ε儲存電能能力傳輸速度

LowLossMaterial定義

tanδ–介質(zhì)損耗，電介質(zhì)材料在交變電場作用下，由于發(fā)熱而消耗的能量。Tanδ與ε成正比。LowLossMaterial板料型號DkDfTg(℃)(DMA)CTE(ppm/℃)MoistureAbsorption(%)FR406(ISOLA)4.20.016170140.2ML200(Getek)3.90.01~0.015175~185/0.12N4000(Nelco)3.90.009250/R4403(Rogers)3.480.004≥280160.06PTFE(TaconicRF-35)3.50.001831519-240.02LowLossMaterial與FR-4板料比較0.005 0.010 0.015 0.020 0.025GoreSpeedboardDf@1MHzDk@1MHz4.03.02.05.0BTPolyimideN4000-13Teflon/GlassHighTgEpoxyEpoxyThermountImprovedSpeedSignalIntegrityRegionStd.Epoxy

N6000N4000-13SI

N6000SIGetekN4000-6SIN4000-7SISI=SignalIntergrityLowDkGlassN4000-6

N4000-7N4000-2Roger4350LowLossMaterialCharacteristicMilitaryApplicationsLowVolumeHighFrequencyLowLossDemandingTolerancesTeflon（PTFE)板料SpecificApplicationsHighPowerAmplifier--------高功率放大器DBSSystems-----------------直播衛(wèi)星系統(tǒng)PCSBaseStationsAMPSandGSMBaseStations-高級移動電話基站GPSSystems--------------全球定位系統(tǒng)PagingSystems------------內(nèi)存分頁/頁面調(diào)度系統(tǒng)LNAs---------------------------信號損耗低Teflon（PTFE)板料SpecificApplicationsVehicularCollisionAvoidance----防撞系統(tǒng)Ant