PCB_各工序知识介绍

课堂守则请将手机、BP机等通讯工具调到震动状态。请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。请勿交头接耳、大声喧哗。如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，方可离场。以上守则，各位学员共同遵守。PCB的功能提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。PCB的角色在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色。因此当电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。PCB扮演的角色PCB扮演的角色电子构装层级区分示意。1903年Mr.AlbertHanson首创利用“线路”(Circuit)观念应用于电话交换机系统。它是用金属箔予以切割成线路导体，将之粘着于石蜡纸上，上面同样贴上一层石蜡纸，成了现今PCB的机构雏型。见右图。PCB的发展史PCB的发展史1936年，DrPaulEisner真正发明了PCB的制作技术，也发表多项专利。今日之print-etch(photoimagetransfer)的技术，就是沿袭其发明而来的。PCB的发展史制造方法介绍A、减除法通过选择性地去除无用导电箔而形成导电图形的工艺。其流程见图1.9PCB制作方法B、半加成法和全加成法的定义半加成法在未覆铜箔基材或薄箔基材上，用化学沉积金属，结合电镀或蚀刻，或者三者并用形成导电图形的一种加成法工艺。全加成法相对半加成法而言，完全采用化学沉积在绝缘基板上形成导电图形的工艺。PCB制作方法加成法，又可分半加成与全加成法，见下图。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/压板InnerDryFilm内层干菲林InnerEtching(DES)内层蚀刻InnerBoardCutting内层开料AOI自动光学检测内层制作SolderMask湿绿油MiddleInspection中检PTH/PanelPlating沉铜/板电DryFilm干菲林Drilling钻孔PatternPlating/Etching图电/蚀刻外层制作Packing包装FA最后稽查HotAirLevelling喷锡Profiling外形加工ComponentMark白字FQC最后品质控制外层制作（续）内层开料内层切料InnerBoardCutting内层洗板Clean焗板BakeBoards原始大料尺寸：41“×49”、43“×49”、40”×48”等内层制作内层开料去毛边debur⑴(2)49“41“10.25“16.33“1张大料12块板料内层开料去毛边去除切料后留下的毛屑及锋利的铜边，从而减少后工序板与板相撞擦花铜面的机率，板厚大于0.4mm的板可在专用的磨边机上自动磨边内层开料洗板去除切料和去毛刺时产生的板屑和PP粉，可减少或避免PP粉在烤板后固化于铜面上的机率内层开料焗板去除板内的水份，降低板的内应力内层开料Prepreg铜箔类型：1/4OZ；1/3OZ；1/2OZ；1OZ；2OZ；3OZP片类型：106、2116、1080、7628、2113等内层CopperFoilChemicalClean化学清洗DES显影/蚀板Exposure曝光BlackOxide黑氧化Laying-Up排板Pressing压板ResistsLamination辘干膜OxideReplacement棕化内层AOI自动光学检测PEPunching啤孔化学清洗用碱溶液去除铜表面的油污、指印及其它有机污物。然后用酸性溶液去除氧化层和原铜基材上为防止铜被氧化的保护涂层，最后再进行微蚀处理以得到与干膜具有优良粘附性能的充分粗化的表面。优点：除去的铜箔较少（1~1.5um),基材本身不受机械应力的影响，较适宜薄板。内层辘干膜（贴膜）先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜。辘干膜三要素：压力、温度、传送速度。内层聚乙烯保护膜干膜聚酯薄膜干膜干膜曝光原理在紫外光照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱溶液的立体型大分子结构。内层干膜的性质曝光前干膜的分子结构为链状结构，可溶于1%的Na2CO3溶液。DryFilm干菲林干膜的性质曝光后干膜的分子结构为立体网状结构，不溶于1%Na2CO3溶液。DryFilm干菲林显影的原理感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下来，从而把未曝光的部分溶解下来，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辘干膜曝光显影停放15分钟停放15分钟DryFilm干菲林正片菲林负片菲林定位系统PINLAM有销钉定位MASSLAM无销钉定位1.X射线打靶定位法2.熔合定位法PressProcess黑化/棕化原理对铜表面进行化学氧化或黑化，使其表面生成一层氧化物（黑色的氧化铜或棕色的氧化亚铜或两者的混合物)，以进一步增加表面积，提高粘结力。PressProcessTake4layerforExampleCopperFoilLaminateLayer1Layer2Layer3Layer4Pre-pregPressProcess上热压模板上定位模板叠层定位销钉下定位模板下热压模板牛皮纸缓冲层多层板压合的全过程包括预压、全压和保压冷却三个阶段PINLAMPressProcess啤圆角：除去生产板上四角上的尖角，以免擦花、插穿菲林及伤人。磨板边：除去生产板周围的纤维丝，防止擦花。打字唛：在生产板边线用字模啤出生产型号（距板边4-5mm)。钉板：将生产板与底板用管位钉固定在一起，以避免钻孔时板间滑动,造成钻咀断。L表示批量板（S表示样板)板的层数（1表示单面板，2表示双面板…3,4,5,6,7,8,…）落单的顺序号版本号(A0,B0,C0,A1,B1,C1…)L4R0001A1生产型号举例：Drilling–钻孔表示工艺（R表无铅喷锡，H表有铅喷锡，C表示沉金板GuideHole管位孔BackUpBoard垫板PCBEntry盖板Drilling–钻孔目的在镀铜板上钻通孔/盲孔，建立线路层与层之间以及元件与线路之间的连通。钻孔板的剖面图孔钻孔定位孔板料铝Drilling–钻孔（1）盖板的作用定位散热减少毛头(披锋）钻头的清扫防止压力脚直接压伤铜面Drilling–钻孔（2）垫板的作用保护钻机之台面防止出口性毛头降低钻咀温度清洁钻咀沟槽中之胶渣Drilling–钻孔钻孔质量缺陷质量缺陷钻孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔径错、断钻头、塞孔、未钻透孔内缺陷铜箔缺陷：分层、钉头：钻污、毛刺、碎屑、粗糙基材缺陷：分层、空洞、碎屑堆、钻污、松散纤维、沟槽、来福线Drilling–钻孔沉铜原理为了使孔壁的树脂以及玻璃纤维表面产生导电性,所以进行化学镀铜即沉铜.它是一种自催化还原反应,在化学镀铜过程中Cu2+得到电子还原为金属铜,还原剂放出电子,本身被氧化.目的用化学方法使线路板孔壁/板面镀上一层薄铜，使板面与孔内成导通状态。PlatingThroughHole-沉铜PTH/孔内沉铜PTH/孔内沉铜PanelPlating/板面电镀板料沉铜/板面电镀剖面图PanelPlating板面电镀PlatingThroughHole-沉铜Scrubbing磨板Rinsing三级水洗Desmear除胶渣Rinsing三级水洗Puffing膨胀Neutralize中和Rinsing二级水洗Degrease除油LoadPanel上板PlatingThroughHole-沉铜Rinsing三级水洗Rinsing二级水洗Catalyst活化Pre-dip预浸Rinsing二级水洗PTH沉铜Micro-etch微蚀PlatingThroughHole-沉铜Basecopper底铜PTH沉铜Rinsing二级水洗Un-loadPanel下板PlatingThroughHole-沉铜a.整孔Conditioner：1、Desmear后孔内呈现Bipolar（两级）现象，正电:Cu负电:Glassfiber、Epoxy2、为使孔内呈现适当状态，Conditioner（调节装置）具有两种基本功能.(1)Cleaner:清洁表面(2)Conditioner：使孔壁呈正电性，以利Pd/SnColloid负电离子团吸附.PlatingThroughHole-沉铜b.微蚀Microetching为了提高铜箔表面和化学铜之间的结合力，去除铜箔表面的氧化层。利用微蚀刻溶液从铜基体表面上蚀去1-2微米的铜层，使铜箔表面粗糙。1.Microetching旨在清除表面之Conditioner所形成的Film。2.此同时亦可清洗铜面残留的氧化物。PlatingThroughHole-沉铜C.预浸处理为防止将水带到随后的活化液中,使活化液的浓度和PH值发生变化,影响活化效果,通常在活化前先将印制板浸入预浸液处理,然后直接进入活化液中。D.预活化Catalpretreatment1.为避免Microetch形成的铜离子带入Pd/Sn槽，预浸以减少带入水的带入。2.降低孔壁的SurfaceTension（张力）。PlatingThroughHole-沉铜PanelPlating板面电镀PTH孔内沉铜PTH孔内沉铜PanelPlating板面电镀Prepreg板料CutawayofPanelPlatingandPTH沉铜/板面电镀剖面图干菲林(图像转移）的目的经钻孔及通孔电镀后,内外层已连通,本制程再制作外层线路,以达到导电性的完整，形成导通的回路。OuterDryFilm–外层干菲林Scrubbing磨板Developing显影Exposure曝光LaminateDryFilm辘干菲林DuplicateGIIDryFilm黄菲林复制OuterDryFilm–外层干菲林光致抗蚀剂（即干膜）的特性负性光致抗蚀剂：光照射部分聚合（或交联），曝光显影之后，能把生产用照相底版上透明的部分保留在板面上。OuterDryFilm–外层干菲林AfterDeveloping显影后OuterDryFilm–外层干菲林图形电镀的目的铜线路是用电镀光阻定义出线路区，以电镀方式填入铜来形成线路。图形电镀在图象转移后进行的,该铜镀层可作为锡铅合金(或锡)的底层,也可作为低应力镍的底层。PanelPlating–图形电镀LoadPanel上板AcidDip酸浸Rinsing水洗Micro-etch微蚀Rinsing水洗CopperElectroplate电镀铜Rinsing水洗Aciddegreaging酸性除油PanelPlating–图形电镀Rinsing水洗AcidDip酸浸Tinelectroplate电镀锡PanelPlating–图形电镀platenickel/gold电镍Un-load下板Plategold电金Rinsing水洗Rinsing水洗AfterPatternPlating图电后（锡板）PanelPlating–图形电镀蚀刻的原理将覆铜箔基板上不需要的铜，以化学反应方式将不要的部分铜予以除去，使其形成所需要的电路图形。Etching–蚀刻Striping褪膜Etching蚀刻TinStriping褪锡制作过程常采用金、铅锡、锡、等金属及油墨、干膜作抗蚀层。Etching–蚀刻AfterEtching蚀刻后（锡板）Etching–蚀刻阻焊膜（湿绿油）定义一种保护层，涂覆在印制板不需焊接的线路和基材上。目的防止焊接时线路间产生桥接，同时提供永久性的电气环境和抗化学保护层。SolderMask-绿油工作原理液态光成像阻焊油墨简称感光胶或湿膜。感光胶经网印并预烘后，进行光成像曝光，紫外光照射使具有自由基的环氧树脂系统产生光聚合反应，未感光部分（焊盘被底片挡住），在稀碱液中显影喷洗而清除。印制板上已感光部分进行热固化，使树脂进一步交联成为永久