PCB基础培训

PCB培训教材1、XPC板材：是用纤维纸作芯材增强材料，浸以酚醛树脂，并覆以电解铜箔做成的覆铜基板，防火等级是94HB，也叫非阻燃型纸基板，一般水印为蓝字。此板材是PCB板材最低级的材料，价格成本低，因没有添加阻燃剂，故而不防火，故此板材的加工工艺只能适用于丝印加工及过UV机光固化，而不能做曝光工艺及电镀加工，贴片也一定不能做回流焊工艺。此类板材主要是用来做通微弱电压和电流的电子产品，比如遥控器、玩具、等安装干电池的电子产品中。PCB板材分类PCB板材分类2、FR-1（FR-2)板材：是用纤维纸作芯材增强材料，浸以酚醛树脂，并覆以电解铜箔做成的覆铜基板，添加了阻燃剂，防火等级是94V0，也叫阻燃型酚醛纸基板，一般水印为红字。此板材是目前对于单面板使用较多材料，相比XPC材料，主要是添加了阻燃剂材料成份，因此能够达到防火级别为94V0的等级，此板材能较好的适用与过UV光固化的加工制程，但是对于酸碱药水的攻击及高温的耐热性不佳，故而只适用于点红胶的贴片制程，如果用作贴片回流焊工艺就会造成板材变形等异常。3、22F板材（国产）：主要是以木浆纤维纸或棉浆纤维纸作芯材材料，加无机填料﹐用玻璃纤维布作表层增强材料﹐环氧树脂加酚醛树脂体系压制而成的覆铜板，也叫改性环氧纸芯玻璃布复合层压覆铜板。此材料是国内自行开发研制的材料，用来替代CEM-1的板材，但是性能略低于CEM-1，而且防火等级无法达到94V0,只能达到国内的FV0等级。成本相对于CEM-1板材稍低。PCB板材分类PCB板材分类4、CEM-1板材：主要是以木浆纤维纸或棉浆纤维纸半固化片作芯材增强材料，用玻纤布半固化片作表层增强材料﹐环氧树脂加酚醛树脂体系压制铜箔而成的覆铜板，也叫环氧纸芯玻璃布复合层压覆铜板。此板材因增加了玻璃纤维布材料，而使得其比FR-1板材的硬度和耐热性都较好，加工过程也能够做曝光工艺，但不适宜作沉铜电镀工艺。在贴片加工中因材料由多种原料复合压制而成，故而对于回流焊工艺的稳定性还是欠缺，最佳的还是用波峰焊接制作。此板材可适合做一般的日常使用的电源电子产品，如PC电源、开关电源、家电开关等。5、CEM-3板材：主要是以玻纤纸半固化片为芯板材料﹐以双层玻璃纤维布作表层增强材料﹐两者都浸以阻燃环氧树脂层压制成的覆铜板，也叫环氧玻纤复合型覆铜板。此材料因去掉了木浆纸基材料和酚醛树脂材料，使得此材料性能较CEM-1稍好，但是仍然是复合型材料，不能完全达到FR4全波纤板的性能，特别在做沉铜电镀的工艺会有风险。目前CEM-3材料多数为假双面板产品，而且现在已经研发出导热性较高的材料，用来代替铝基板材，其主要用来做LED背光源产品，如液晶电视背光源、LED灯条及其他光源产品。PCB板材分类PCB板材分类6、FR-4板材：是以环氧树脂作主剂﹐以多张电子级玻璃纤维布作增强材料加上填充剂，并压制铜箔所做出的材料基板，也叫环氧树脂玻纤覆铜板。此板材为全玻璃纤维布材料，故材料的硬度高，抗酸碱的性能和耐热性相对前面提到的材料都是最好的，目前业界双面和多层板电子产品都是采用此板料加工制作。7、铝基板材：是一种三明治结构，由基材为铝+导热绝缘材料+铜箔的特殊散热板材。（采用铝基板主要是注重此板材的高散热性能，一般导热率为1--2W/M-K）PCB板材分类板材的各性能对比：PCB板材分类板材大料规格：1.单面板材(FR-1\CEM-1)大料规格尺寸:1020x1220mm(40”x48”)2.双面板材FR-4大料规格尺寸：1041x1245mm(41”x49”)1092x1245mm(43”x49”)PCB板材资料板材开料加工过程：PCB板材资料1SHEET即1张大料1PNLPCB厂加工的工作件1SETPCB成品交于客户的连片1PCS客户最终产品使用的单只PCB单面板制作流程图SingleSidedManufactureFlowChart品质控制站QualityControlStation检查站Inspectionstation生产站ProductionStationCuttingScrubbing裁板ImageTransferEtching刷磨影像轉移IPQC蝕刻W/RResistStrippingDryingHoleDrillingTouch-upScrubbing刷磨LeagendPrinting防焊印刷UVDryingUV烘乾IPQCSolderMaskPrinting文字印刷UVDryingUV烘乾IPQCPunchingV/CUT成型/V-CUTIPQC100%O/STesting&InspFinalInspOQCUVDrying上松香保護膜QAPacking包裝Shipping出貨水洗去墨烘乾中檢打定位孔短/斷測試/檢修成檢PCB双面板制作流程图DoubleSidedH.A.LManufactureFlowChartCuttingDrilling裁板ScrubbingCNC鑽孔檢修IQC刷磨ElectrolessCopper(PTH)PanelPlatingImageTransfer影像轉移LeagendPrinting文字印刷IPQCPatternPlating二次銅Tin-leadPlating錫鉛電鍍PunchingV/CUT成型/V-CUTIPQC100%O/STesting&InspFinalInspLPSM濕膜防焊Packing包裝Shipping出貨品质控制站QualityControlStation品质控制站Inspectionstation品质控制站ProductionStation化學銅一次銅短/斷測試/檢修成檢Touch-up檢修Touch-upIPQCScrubbing刷磨IPQC檢修Touch-upStripping去膜（墨）Etching蝕刻剝錫鉛Tin-leadPlating檢修Touch-upIPQCIPQCIPQCHotAirLeveling噴錫檢修Touch-upIPQCIPQC100%O/STesting&Insp短/斷測試/檢修OQCBakingLeveling烘烤/整平QA生产制程能力ProcessCapability序号No项目Item能力Capability1線路板層數Layers1,2,4,6multilayer2線徑/線距(H/H、1/1、2/2)Linewidth/spacing(H/H、1/1、2/2)4/4mil、5/5mil、6/6mil0.1mm、0.125mm、0.15mm3最小孔徑(钻孔)Min.HoleSize(BeforePlating)10mil0.25mm4各層通孔對準度RegistrationBetweenLayers+/-4mil+/-0.1mm5防焊誤差值SolderMaskTolerance+/-3mil+/-0.076mm6防焊隔焊條SolderDam4mil0.1mm7成型尺寸精度OutlineDimension+/-4mil+/-0.1mm8最大板尺寸Max.PanelSize20″×30″9电镀板厚和孔径從橫比AspectRatio6:110薄板能力ThicknessBoard8mil0.2mm.1.单面板孔径制作：1)钻孔及模冲成型一般孔径公差都是+/-0.lmm2)针对孔径要求高的公差可以达到+/-0.05mm，但此模具必须开高档的精修模，费用是普通的3-5倍。3)零件孔的孔径制作补偿一般要+0.1mm,否则会出现因为板材本身的特性或出现冲孔毛刺而造成孔径偏小问题，导致插件困难或插不进零件问题。4）模冲板因受机械冲板力度影响，孔边到孔边的最小安全距离跟距不同板厚度而有差异，最小处必须大于0.8mm(见合通开模设计制作能力表），否则冲板时会出现破孔现象。当然如果是CNC数控钻孔就不会出现这个问题，但数控钻孔的成本较高，效率也较模冲低。PCB钻孔制程2.双面板孔径制作：要正确定义PTH(镀铜孔）,NPTH（非镀铜孔）,VIA孔（导通孔/过电孔）的属性，否则容易造成孔径错误。一般PTH孔径公差是+/-0.075mm,NPTH的孔径公差+/-0.05mm钻孔补偿的标准：1)化金、OSP(ENTEK\抗氧化膜）、喷锡板：PTH+0.15mm,NP+0.05mm；2)电金板：PTH+0.1mm,NP+0.05mm；3)VIA孔补偿要依据线路PAD(焊盘)大小而定，在保证焊环(Ring)最小在0.15mm的情况下作补偿，一般越小的钻孔成本越高。PCB钻孔制程1.单面板线路制作工艺及标准：单面板线路制作工艺有两种：1）丝印工艺：直接用网板丝印线路油墨到板上，再经蚀刻后，做出线路图像，此工艺一般设计最小线宽/线距为0.25/0.25mm，这是单面板传统的制作方式；2）曝光工艺：在板材上涂布一层感光线路油墨，再用线路图像菲林贴在板上，经曝光机曝光，显影机显出线路图形，再经蚀刻退油墨后，做出线路图像，此工艺一般设计最小线宽/线距为0.125/0.125mm，适用与线路密集的板，因制作工艺流程多，及物料耗用多，所以成本较高，但线路边缘平整光滑。PCB线路制程2.双面板线路制作工艺及标准：双面板线路制作工艺相对来说就更加复杂，其中的线路图像转移同单面板的曝光方式相同，但另外还包含有电镀制程，此工艺流程也分两种：1）电厚铜工艺：钻孔后的板经过沉铜后，进入电镀槽一次性电镀厚铜，经铜板面贴干膜，再线路负片曝光，显影，最后经蚀刻退膜后，做出线路图像，此工艺流程稍短，但对与线路焊环小于0.25mm的设计和有开走锡槽PTH孔因干膜封孔问题无法就无法采用此设计，；2）电二次铜锡工艺：钻孔后的板经过沉铜后，进入电镀槽做第一次电镀薄铜，经铜板面贴干膜，再线路正片曝光，显影，再第二次进入电镀槽镀铜，镀锡，经退膜、蚀刻、剥锡后，做出线路图像，这个是以往大多数工厂采用的制作工艺；双面板设计最小线宽/线距根据板的成品表面铜厚不同而有所区别，1OZ成品铜厚的是：0.125/0.125mm，2OZ成品铜厚的是：0.15/0.15mm，主要是因为面铜的厚度差异造成的侧蚀不同而受影响。3.单面板线路焊环（Ring)设计标准单面板线路焊环设计：最小为0.3mm，一般设计是焊环达到0.4mm，否则因制程对位的偏移，孔径补偿的加大，模具冲孔的机械受力，会导致焊环破环、插件焊环小，出现空洞而不牢或铜箔脱落的现象。但有部分设计的板上元件（如D符号和Q符号元件)是需要保证焊盘的安全间距，而无法加大焊环的，此类情况就必须制作前先沟通焊盘破环接受之事宜。4.双面板线路焊环（Ring)设计标准双面多层板正片线路焊环设计：VIA孔（导通孔）焊环最小为0.15mm，PTH孔焊环最小为0.2mm。另外线路大铜面如要设计网格方式，网格的线宽线距最佳做0.25/0.25mm或更大一点,这样的设计有助与线路显影后的干膜碎减少且大，为提升线路制程的良率而起到关键作用。(PTH孔)(VIA孔)5.双面板线到PAD距离不足：曝光线路工艺，线到PAD的最小安全距离为0.1mm，若是间距不足容易造成短路现象。遇到此类问题时，一般优化线路选择削PAD，故会出现PAD的形状不是圆形的现象。所以线路间距足够的情况下尽量不要设计太小。(处理后)(处理前)6.线与贴片焊盘间隙小于0.1mm曝光线路工艺，线到贴片焊盘的最小安全间隙为0.1mm，若是间距不足容易造成干膜附着力不够而产生漂浮，导致开路现象。遇到此类问题时，一般选择填实线路的间隙。(NG)(OK)(黑色的是干膜浮离造成断线)(结果)(根本解决方案)在板边线路设计时，有细线路的地方需要特别注意。要是按照一般规范内削安全距离有削到线时，能移线的考虑移线，不能移线的就减少内削。一般削线不超出线宽的10%为标准，线到成型边的安全距离为0.4mm。7.板边线路到成型线不足：(NG)(OK)8.板边的导通孔焊环小或没有：此种的设计异常就是在成型边有放导通孔的，因导通孔设计比较靠板边，而达不到安全距离，造成导通孔一边破孔。所以这中情况要补上一点比导通孔大的焊盘，或者设计时将孔向板内移动，保证足够焊盘。(NG)(OK)1.单面板防焊制作工