PCB工艺流程培训教材

PCB工艺流程培训教材（第三版）全线流程HR&A(T)033第1页共16页全线流程一、线路板制造工艺基础首先，有方框图表示线路板制造的基本工艺流程：双面板从开料和局板后，就直接进入钻孔工序。以下介绍各个工序：1．开料1.1切板目的按照订单要求，将大料切成MI规定的大小。程序开箱取料，将板送入预先界定位置的切床上，确保安全无误后，踩脚掣把切好的板放在一边。注意事项：切刀要锋利，尺寸要准确，分清横直料，切勿擦花板面,更勿将手带入刀下。开料局板内层制造压板钻孔沉铜蚀板湿绿油内层制造喷锡内层制造啤锣板内层制造外层干膜内层制造线路电镀内层制造电测试内层制造最后检查内层制造包装付运内层制造全线流程HR&A(T)033第2页共16页1.2打字唛目的说明生产板的型号，如2P40116A02表示生产的分厂为D2；P表示生产板；4表示四层板；0116表示该四层板的编号；A表示客户的版本；0表示本厂的版本；程序装好字模，试打一件，如字唛清晰，则可继续打下去，否则要换新的字模。注意事项字唛要打在指定的位置，力度要适中。1.3磨板边和圆角目的防止刺伤手指和擦花其他板。程序用电木板夹住约4厘米厚的板，在机动砂带上磨板边和板角使边光滑，角圆。注意事项要开动吸尘器，并带口罩操作，要清除板上吸附的胶粉，并定时清除机器及其周围的粉尘。1.4焗板目的赶走水蒸汽和有机挥发物，释放内应力，促进交联反应，增加板尺寸稳定性、化学稳定性和机械强度。程序以每叠高度5厘米为限，将板送入局炉，摆好，在14510之下，局5小时后，取出冷却。注意事项板料与炉边距离须大于10厘米，叠与叠间距离须大于5厘米，要记录温度和进出时间并签名，局板一定要保证每叠板中央的温度高过玻璃转变温度（Tg）,而且维持至少二个小时，温度也不能太高，温度过高会导致板黄。名词解释玻璃转变温度（Tg）是指非晶体由固体开始转变为液体时的温度，它反映了环氧树脂在C阶段时的交联程度，Tg愈高交联程度愈高，我厂要求双功能基树脂的Tg不低过125，四功能基树脂的不低过130全线流程HR&A(T)033第3页共16页2．内层板的制造2.1除胶目的除去板上原有的和磨边后带来的固化环氧树脂，减少短路。程序先用高锰酸钾（KmnO4）的碱性溶液在高温下氧化板面上的固化环氧树脂，然后再用中和剂将沉积在板上的二氧化锰固体（MnO2）进一步还原成锰离子（Mn+2）而溶于水在。注意事项：高锰酸钾的还原产物之一，锰酸钾（K2MnO4）浓度不可太高，要控制在25克/升以下，所以要在缸中安装再生器，以便将锰酸钾再生为高锰酸钾。名词解释再生器是一种利用电解来进行氧化还原反应的装置，在电解时，锰酸钾在阳极上变为高锰酸钾。2.2磨板(幼磨)目的磨掉铜面上的保护膜和污物,并使其粗化,表面积增大,达致感光膜在铜面粘合得好.程序首先检查机器运输、磨辘、喷咀、干风有无问题在开工和磨不同厚度的板之前，先要进行磨痕实验和水破实验，合格后，方可磨板。注意事项磨过的板上，不可有火山灰，为此，一定要保证水洗干净，磨好的板，要尽快辘感光膜，超过五小时就要重新磨板。名词解释磨痕实验是将试板送入机中，开动运输带，等走到上下辘之间时，停止运输带，开动磨辘及其上的喷液，磨一分钟，停辘，送板出来，观察板上的磨痕，对幼磨来讲，要求是8-12MM，水破实验是将磨好的板浸入干净的水中，取出来，用手持板边，其上的水膜要求维持至少15秒钟才算合格。2.3辘感光膜目的把感光膜均匀地热压在清洁的板上。程序对辘干膜而言，将清洁过的板送入机中，在11010℃温度和30.5巴压力的热压辘下，将干膜粘在板上，对辘温膜而言，先辘第一面，低温烘板，接着对第二面辘油和烘板。注意事项板面上既不可有胶渍也不可有凹陷，前者会造成短路，后者会造成开路,辘板时，速度不可过快，因为过快可使膜板间结合得不紧密，导致开路，热压辘上不可有胶屑，也不可有凹陷，要经常检查并用异丙醇清洁，辘膜板要15全线流程HR&A(T)033第4页共16页分钟后才可曝光。名词解释感光膜，其原料是光敏性的高分子单体，在紫外光辐射下,它们会聚合反应而形成高分子化合物，感光膜有干的和湿的，干的叫干膜，其构造像三文治，如下图所示：保护层(聚酯薄膜)药膜层隔离层(聚乙烯薄膜)隔离层在辘膜之前，就被卷走，保护层在冲板之前，也被揭开，药膜层有三种主要成份，他们是光敏高分子单体，引发剂、联结剂，联结剂是基干，结合了前二者，在曝光时，紫外光活化了引发剂，使其引发单体进行聚合和交联反应，形成高分子物，感光膜对黄光是没感应的，保存它们的方式是用黑纸包裹，水平放置，要在温度24℃以下，相对湿度50-60%的环境中。2.4曝光目的将母片上的图像转移到感光膜上。程序根据曝光尺的试验，选取合适的曝光指数（能量），仔细检查母片，确认无误后，将其安装在曝光机上，取抗静电辘，清洁母片，再清洁待曝光板,然后将板置于曝光台上，按上开始掣，在抽真空时，要用胶刮在聚酯薄膜上推压以赶走空气，曝光结束后，取出有图像的板。注意事项高度清洁对辘膜和曝光是极其重要的，所以干膜房是属干净房，工艺要求人、板、母片和机器都要清洁，房中的东西样样都要清洁，才能有效地减少开路，操作工必须穿防尘衣和带手套。在做幼线和密线板图像时，为了得到好的解像率，需用平等光曝光机。为消除定位的开短路，要做首板，最好选取一批板中的第一件和最后一件，曝光后拿去冲板，再检查。名词解释曝光机是用来产生紫外线的设备，若按其光波的辐射方式，可分为非平行光曝光机和平行光曝光机，后者适合做幼线和高密度线路的板，曝光机灯源是高压水银蒸汽灯，对感光膜起反应的波长为320至430纳米，光强度单位为毫伏/厘米2，若乘以时间（秒）就成为曝光能量，其单位为毫耳/厘米2光源在使用过程中，会不断衰减，当强度降到一定数值，就要换新的。曝光尺，是用来试曝光能量的工具，在辘好感光膜的板上放曝光尺后曝全线流程HR&A(T)033第5页共16页光，再经冲洗，由开始出现完整铜的格数，来判断能量是否合适。母片，分黑片和红片，黑片是溴化银片，红片是偶氮片，母片粗糙面是药膜面，容易擦花，所以要粘保护膜，母片的尺寸，受湿度和温度的影响,尤以湿度影响较大，在二种母片中，红片尤其敏感，胀缩较大。解像率，又称分辨率，是指感光膜经曝光和冲板后，能够成线的最小线条的宽度。干净房，工厂干膜房属一万级的干净房，其标准是在每立方米空中，粒径大于0.5微米的尘埃含量不可超过10,000粒，气干净房要求的温度为20-24℃，相对湿度为50-60%。2.5冲板目的将曝光后感光膜上的图像显示出来。程序将曝光后的板，揭掉其保护层，送入冲板机，碳酸钠溶液将未感光的膜溶解掉，留下已感光的膜，此时，母片上的图像已经完全转移到感光膜上。注意事项生产前要试露铜点，板曝光后要静置至少15分钟，保证感光膜上的反应完全，才能进行冲板，但也不可放得太久，超过48小时，就要洗掉感光膜,重新做起，冲板后，水洗要特好。名词解释露铜点，是指板上未感光的膜，开始溶解露出铜时所在位置，用冲板室长度的百分比来表示。2.6蚀板目的将感光膜上的图像转移到板上。程序将显影后的板，送入蚀板机，氨铜药水蚀掉露出的铜，先用氨溶液洗掉板上残留的药水，再用水洗。注意事项板未进入蚀板机前，一定要冲干净，否则要造成蚀不净而短路，在蚀板作用发生后，无论是蚀板的二价铜抑或被蚀的金属铜都变成一价铜，所以要不断给药水打气，氧可一。价铜离子变二价，只有二价的铜氨络离子才能蚀板。名词解释底下切U，是指由于侧蚀而减少的线宽，如下图所示：全线流程HR&A(T)033第6页共16页ABHU=F=2U蚀刻因素F,是指线高除以底下切。如果底下切小，则蚀刻因素就大，线路壁就越挺直。2.7退膜目的使感光过的膜退掉而露出板的图像。程序让蚀净的板进入退膜机，用氢氧化钠溶液溶解感光膜。注意事项退膜时，苛性钠不能太浓，维持在2-4%，药水温度要高些，要在50-60℃，喷压要大些，2巴左右，速度慢些，如此，方可将胶渍洗得干净，使黑化过程。无论是冲板、蚀板或者退膜、其水洗的喷咀要求是扇形的，喷压2巴左右。2.8自动光学检查目的检查有线路的板，有无问题，如开路、短路、蚀不净、蚀过头。程序事先将要检查板型号的有关资料输入电子计算机，再检查板检查站将测出缺陷的资料传输给修理站的终端机，再由人确认并加以修理，修理后的板还需再测。注意事项待检查板必须十分干净，否则机器会误将尘埃当作缺陷，对于无线路的板，即接地板，电压板，可用肉眼检查。2.9黑氧化目的使内层板图像表面的铜，变成氧化铜，增大表面，增强其与半固化片的结合力。程序将干净的板上架入线，先经除油、微蚀，继而经预浸而入黑化缸，再经过处理而出线，烘干之。A+BH全线流程HR&A(T)033第7页共16页注意事项黑氧化前，感光膜一定要退得相当干净，否则将呈现黑化不良。除油要温度高些，时间长些，微蚀是用过硫酸钠（Na2S2O3）加少量硫酸（H2SO4），溶解的铜多了，会降低微蚀能力，黑氧化是用亚氯酸钠（NaCIO2）的碱性溶液，预浸溶液是用来保护黑氧化溶液的，黑氧化溶液不可和酸性溶液相混溶，否则会产生有毒氯气。在黑氧化过程中，产生了二种铜的氧化物，即黑色的氧化铜和红色的氧化亚铜，前者遇酸迅速溶解；后者遇酸不易溶解，后处理就是尽量溶解板上的黑色氧化铜，以消除粉红圈的出现，经后处理的氧化层厚度只有原来的1/10左右，容易擦花，手持时要特别小心。经黑氧化的板，放置时间不可超过24小时，否则重做，这是因为板上吸咐的水可溶解空气中的二氧化碳而形成碳酸，碳酸慢慢溶解黑氧化层，影响其结合力。在浸缸式生产线中，要用到摇摆、打气和连续泵滤，摇摆的目的，是使水洗干净、药水均匀、孔中不断有新鲜药水进入，打气的作用，也是使水洗干净，药水均匀，还可氧化需要氧化的金属离子，如碱性蚀板溶液和沉铜溶液中的一价铜离子，但是泡沫多或沉淀多的缸，含有不可氧化金属离子（为二价锡）的缸，是不宜于打气的，用以打气的气体应是无尘无油的，连续泵滤的作用，是使药水干净和均匀。名词解释粉红圈，是指钻孔后，内层板与外面绝缘层之间有裂缝，如酸性溶液进入该缝，会使沿着孔边的二价铜的氧化物消失而露出铜的颜色。3.压板3.1排板目的将内层板半固化片和铜膜按顺序排列好，为压板作准备。程序先排好内层板和半固化片，如果要压的板是六层或以上，则需用铆钉固定多个内层板，使其对位，加上半固化片和铜膜后，再用薄钢片来界定。注意事项在排板时，铜膜容易沾附胶粉，要用腊布抹干净，薄钢片要求十分平整，必须先经打磨，否则在压出的板上，会有凸兀或凹陷。半固化片中的环氧树脂容易吸收水分，要事先抽湿四个小时。由于排板必须在相当干净的房里进行，操作工必须穿防尘工衣，带手套，为免吸入粉尘，还需带口罩。名词解释排板干净房，其级数为80，000，即每立方米空气中，粒径为0.5微米以上的尘埃不可超过八万粒。全线流程HR&A(T)033第8页共16页3.2压板目的用内层板、半固化片和铜膜在高温高压下制成多层板。程序将排好的板叠到规定高度，放在钢盆里，上下加上规定数的牛皮纸，（盖上钢盖），送入机中进行热压，然后送到冷压机中加以冷压，使其缓慢地冷却下来。最后取出，进行切板（或锣板），打字唛、磨边和角、局板，局完板，再进行掏管位孔上铜皮以及啤管位孔。注意事项牛皮纸的作用是对力和热的传递起缓冲作用，它影响到树脂的流动甚至板厚。每一件板上下都有薄钢片界定，其作用是使热压出的板十分平整。内层板的板边做成约2厘米宽的点通道，目的是使气体容易跑出。铜膜要大过内层板每边约七厘米，这是为了使熔融的树脂不致流到压板机平台上，半固化片要大过内层板每边约1厘米。这是为了使板边有足够的树脂。压出的板，同一件的厚度误差不得超过4毫英寸，尺寸要稳定，上面不可有胶渍，也不可有凹陷，当然不可有白边、白角。3.2.2环氧树脂环氧树脂在形成的过程中经历了三个阶段：A阶段，是指溶于有机溶剂内的单体；B阶段，是指单体在加热条件下，经聚合反应而形成的长链分子；C阶段，是指其长链分子在热压下，经交联反应而形成的立体网状分子；当玻璃纤维布浸附了A阶段环氧树脂，经加热后，有机溶剂蒸