PCB培训教材

121.PCB生产流程工序图片介绍2.生产制程说明32.1开料2.1.1流程说明切料：按照订单要求，将大料切成MI规定的大小磨边/圆角：通过机械打磨去除开料时板边及板四边的直角留下的玻璃纤维，以减少在后工序生产过程中擦花/划伤板面，造成品质隐患。烤板：通过烘烤去除水汽和有机挥发物，释放内应力，促进交联反应，增加板料尺寸稳定性，化学稳定性和机械强度。2.1.2控制要点A.板料：拼板尺寸、板厚、板料类型、铜厚B.操作：烤板时间/温度、叠板高度2.1.3板料介绍板料类型：CEM-3料FR-4料CEM-1料高Tg料环保料ROSH料板料供应商：KB超声国际南亚生益松下斗山合正42.2内层图形2.2.1流程说明经磨板粗化后的内层铜板，经磨板干燥、贴上干膜iw后，用紫外线曝光。曝光后的干膜变硬，遇弱碱不能溶解，遇强碱能溶解，而未曝光部分遇弱碱就溶解掉，内层线路就是利用该物料特性将图形转移到铜面上来。线路图形对温湿的条件要求较高。一般要求温度22±3。C、湿度55±10%，以防止菲林的变形。对空气中的尘埃度要求高,随制作的线路密度增大及线路越小，含尘量≤1万级以下。2.2.2物料介绍干膜：干膜光致抗蚀剂简称干膜（Dryfilm）为水溶性阻剂膜层，厚度一般有1.2mil.1.5mil和2mil等,分聚酯保护膜、聚乙烯隔膜和感光膜三层。聚乙烯隔膜的作用是当卷状干膜在运输及储存时间中，防止其柔软的阻剂膜层与聚乙烯保护膜之表面发生沾黏。而保护膜可防止氧气渗入阻剂层与其中自由基产生意外反应而使其光聚合反应，未经聚合反应的干膜则很容易被碳酸钠溶液冲脱。湿膜：湿膜为一种单组份液态感光材料，主要由高感光性树脂、感光剂、色料、填料及少量溶剂组成，生产用粘度10~15dpa.s，具有抗蚀性及抗电使镀性。湿膜涂覆方式有网印、辊涂、喷涂等几种，我司采用辊涂方式。51.1、内层图形(InnerLayerPattern)开料（板料）(PanelCutting)完成内层(FinishedInnerLauer)对位(Registration)显影&蚀刻&退膜(Developing&Etching&PeelingFilm)内层清洗(InnerLayerCleaning)AOI检查&修板(AutomaticOpticalInspection&Repairing)QC检查(QCInspection)贴膜(JointingDry-film)湿膜(PrintingWet-film)曝光(Exposure)下工序(NextProcess)62.2.3控制要点A、磨板：磨板速度（2.5-3.2mm/min）、磨痕宽度（500#针刷磨痕宽度:8-14mm800#不织布磨痕宽度:8-16mm）、水膜实验、烘干温度（80-90℃）B、贴膜：贴膜速度（1.5±0.5m/min）、贴膜压力（5±1kg/cm2）、贴膜温度（110±10℃）、出板温度（40-60℃）C、湿膜涂布：油墨粘度、涂布速度、涂布厚度、预烤时间/温度（第一面5-10分钟第二面10-20分钟）D、曝光：对位精度、曝光能量、曝光光尺（6-8级盖膜）、停留时间E：显影：显影速度（1.5-2.2m/min）、显影温度（30±2℃）、显影压力（1.4-2.0kg/cm2）、显影液浓度（N2CO3浓度0.85-1.3%）2.2.4常见问题线路开短/路、线路缺口、干膜碎、偏位、线幼72.3内层蚀刻2.3.1流程说明干膜/湿膜覆盖电路图形的表面，防止铜蚀刻；其它裸露在基板上不要的铜，以化学反应方式将予以除去，使其形成所需要的线路图形。线路图形蚀刻完成再以氢氧化钠溶液退干膜/湿膜。蚀刻反应原理：在氯化铜溶液中入氨水，发生络合反应：CuCl2+4NH3Cu（NH3）4Cl2（氯化氨铜）在蚀刻过程中，基板上面的铜被[Cu（NH3）4]2+（氨铜根离子）络离子氧化，蚀刻反应：Cu（NH3）4Cl2+Cu2Cu（NH3）2Cl所生产[Cu（NH3）2]+1不具备蚀刻能力。在大量的氨水和氯离子存在情况下，能很快地被空气中的氧所氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu（NH3）4]2+络离子，其再生反应如下：2Cu（NH3）2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O22Cu（NH3）4Cl2+H2O因此在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补充氨水和氯化铵。2.3.2控制要点A、蚀刻：速度、温度（48-52℃）压力（1.2-2.5kg/cm2）B、退膜：44-54℃8-12%NaOH溶液2.3.3常见问题蚀刻不净、蚀刻过度82.4压合2.4.1流程说明棕化：通过水平化学生产线处理,在内层芯板铜面产生一种均匀，有良好粘合特性的有机金属层结构，使内层粘合前铜层表面粗化，增强内层铜层与半固化片之间压板后粘合强度。压合：在高温高压条件下利用半固化片从B-stage向C-stage的转换过程,将各线路层粘结成一体。压合叠板方式（如图）2.4.2控制要点A、棕化：各药水槽浓度、温度，传送速度B、压合：叠层结构、热压机参数2.4.3常见问题棕化不良、压合白点、滑板、板面凹痕盖板牛皮纸钢板牛皮纸底盘芯板PP铜箔9棕化(BrownOxidized)内层板(InnerLayerPCB)叠层(Lay-up)钻靶孔(DrillingTargetHole)铣靶标(RoutingTarget)铣边框(RoutingFrame)1.2、压合(Lamination)开半固化片(Pre-pregCutting)棕化板(FinishedB.O.)开铜箔(CopperCutting)下工序(NextProcess)压合(Lamination)102.5钻孔2.5.1流程说明利用钻咀的高速旋转和落速，在PCB板面加工出客户所需要的孔；线路板中孔主要用于线路中元件面与焊接面及层与层之间的导通、IC引脚的插装；11和2层之间导通22.5.2物料介绍生产用钻咀，采用硬质合金材料制造，硬质合金材料是一种钨钴类合金，是以碳化钨（WC）粉末为基材，以钴（CO）作粘结剂，经加压烧结而成，具有高硬度，耐磨，有较高的强度。为改善其硬质合金性能，可以改变粉末的颗粒大小，调整碳化钨与钴的配比，硬质合金材料的技术数据如下：碳化钨（WC）：90--94%钴：6--10%硬度：91.8--94.9%HRA密度:14.4-15g/cm3WC颗粒度：0.4-1.0um铜层112.5.3控制要点A、加工方法及切削条件；B、切削速度（转速）；C、进给速度；D、待加工板的层数及每轴叠板片数；E、分步加工方法；2.5.4常见问题钻偏孔大\孔小多孔\少孔孔未钻穿12钻孔(Drilling)QA检查(QAInspection)已钻孔(BeenDrilled)1.3、钻孔(Drilling)待钻孔(WaitingDrilling)下工序(NextProcess)132.6沉铜/板电2.6.1流程说明沉铜：通过一糸列化学处理，最终在绝缘的孔壁及板铜面上，沉积一层厚薄均匀的金属铜(0.3-0.7微米)，为后工序提供一定的金属电镀导通层。板电：通过电镀铜的方式，将孔壁和板面铜加厚至一定的厚度,以确保后工序过程中孔壁的完整。上板膨胀二级逆流水洗除胶渣回收热水洗二级逆流水洗中和二级逆流水洗碱性除油热水洗二级逆流水洗微蚀二级逆流水洗预浸活化二级逆流水洗加速水洗化学沉铜二级逆流水洗下板浸稀酸2.6.2控制要点A、沉铜：各药水槽浓度、温度B、板电：电流密度、电流大小、电镀时间2.6.3常见问题孔无铜铜层起泡铜厚不均匀板面水印141.4、化学镀铜(PlatedThroughHole)磨板(GrindingBoard)化学沉铜(LoadingPTH)除胶(Dismear)活化(Activation)化学沉铜(PlatedThroughHole)整板电镀(PanelPlating)下工序(NextProcess)已钻孔(FinishedDrilling)加速(Accelerating)152.7线路图形2.7.1流程说明经磨板粗化后的内层铜板，经磨板干燥、贴上干膜后，用紫外线曝光。曝光后的干膜变硬，遇弱碱不能溶解，遇强碱能溶解，而未曝光部分遇弱碱就溶解掉，内层线路就是利用该物料特性将图形转移到铜面上来。线路图形对温湿的条件要求较高。一般要求温度22±3℃、湿度55±10%，以防止菲林的变形。对空气中的尘埃度要求高,随制作的线路密度增大及线路越小，含尘量≤1万级以下。2.7.2控制要点A、磨板：磨板速度（2.5-3.2mm/min）、水膜实验、烘干温度（80-90℃）磨痕宽度（500#针刷磨痕宽度:8-14mm800#不织布磨痕宽度:8-16mm）B、贴膜：贴膜速度（1.5±0.5m/min）、贴膜压力（5±1kg/cm2）、贴膜温度（110±10℃）、出板温度（40-60℃）C、湿膜涂布：油墨粘度、涂布速度、涂布厚度、预烤时间/温度（第一面5-10分钟第二面10-20分钟）D、曝光：对位精度、曝光能量、曝光光尺（6-8级盖膜）、停留时间E、显影：显影速度（1.5-2.2m/min）、显影温度（30±2℃）、显影压力（1.4-2.0kg/cm2）、显影液浓度（N2CO3浓度0.85-1.3%）2.7.3常见问题线路开短/路、线路缺口、干膜碎、偏位、线幼161.5、图象转移(DryFilm)磨板(GrindingPCB)贴膜(JointingDry-film)对位(Registration)来料(IncomingPCB)曝光(Exposure)显影(Developing)QC检查(QCInspection)完成干膜(FinishedDryFilm)下工序(NextProcess)172.8图形电镀2.8.1流程说明镀铜：图形电镀铜在图形转移后，通过电镀的方式对孔内及线路进行电镀处理，满足客户对孔内及线路的铜厚要求,保证其优良的导电性；镀锡：为碱性蚀刻提供抗蚀保护层,以保证碱性蚀刻后形成良好的线路；镀镍：镀镍层作为中间层起着金、铜之间的阻挡层的作用，它可以阻止金铜间的相互扩散和阻碍铜穿透到金表面，确保镀金层的平整性及硬度；镀金：镀金层是碱性蚀刻度的保护层，也可作为客户焊接和邦线的最终表面镀层，具有优良的导电性及抗化学浸蚀能力；全板电镀铜流程：上板→除油→两级水洗→浸酸→镀铜→水洗→出板→退镀→水洗图形电镀铜锡流程：上板→除油→两级水洗→微蚀→两级水洗→浸酸→镀铜→两级水洗→浸酸→镀锡→两级水洗→出板→退镀→水洗；镀铜镍金板：前工序来料→上板→除油→二级逆流水洗→微蚀→二级逆流水洗→酸洗→电镀铜→二级逆流水洗→酸洗→二级逆流水洗→电镀镍→镍缸回收水洗→二级逆流水洗→二级逆流水洗→DI水洗→电镀金→三级回收水洗→DI水洗182.8.2控制要点电镀铜：铜缸成份CuSO4.5H2O:55-65g/LH2SO4110-130ml/LCL-40-70ppm温度25±2℃镀锡：锡缸成份SnSO435-45g/LH2SO490-110ml/L温度20±2℃镀镍：镍缸成份Ni2+65-75g/L,NiCl2·6H2O10-20g/L,H3BO335-55g/L,PH3.8-4.5温度45-55℃镀金：金缸成份Au0.45-0.65g/LPH3.8-4.2比重1.02-1.05温度40℃2.8.3常见问题孔铜不足铜厚不均匀孔小金面发白甩镀层192.9蚀刻2.9.1流程说明通常采用正片电镀方式，镀锡/镍金层覆盖电路图形的表面防止铜蚀刻；其它干膜/湿膜覆盖在基板上不要的铜以化学反应方式将予以除去，使其形成所需要的线路图形。线路图形蚀刻前以氢氧化钠溶液退干膜/湿膜生产。2.9.2控制要点A、蚀刻：速度、温度（48-52℃）压力（1.2-2.5kg/cm2）B、退膜：44-54℃8-12%NaOH溶液2.9.3常见问题蚀刻不净、蚀刻过度201.6、图形电镀&蚀刻(PatternPlating&Etching)QC检查(QCInspection)图形电镀(PatternPlating)待蚀刻(FinishedPlating)退膜(PeelingDry-film)蚀刻(Etching)褪锡(Rem