PCB流程简介(outer)

1Elec&EltekPCBDivision[外层制作部分]一般线路板制作流程知识2外层制作流程利用已完成的内层工序板料基材，进行钻孔并贯通内层线路，电镀铜层互连及加厚，图形蚀刻，铜面保护等工序，以及相关的可靠性测试，成品测试，检验后完成整个外层制作流程。第五部分：外层制作原理阐述3钻孔（Drilling)除胶渣/孔内沉铜（PTH)全板电镀（Panelplating)线路蚀刻（Circuitryetching)图像转移（Imagetransfer)防焊油丝印（Soldermask)表面处理（surfacetreatment)外形轮廓加工（profiling)图形电镀（Patternplating)最后品质控制（F.Q.C)第五部分：外层制作原理阐述外层制作流程：4第五部分：外层制作原理阐述钻孔工序（Drilling)1.在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均需满足客户的要求。2.实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊。3.为后工序的加工做出定位或对位孔。钻孔目的：5第五部分：外层制作原理阐述钻孔流程（Drilling)QE检查标签钻孔生产钻咀翻磨合格PE制作绿胶片检孔钻带发放PE制作胶片及标准板客户资料6钻带发放钻带发放：按照客户的要求，编写钻孔的程序，为钻孔的操作提供依据。钻孔钻孔：通过钻带的资料，选取要求的钻咀，按叠数的规定进行。翻磨钻咀翻磨钻咀：通过分度导磨或超声波洗涤的磨削作用，将已钝的钻咀重新研磨至符合要求的规格，再应用于生产。第五部分：外层制作原理阐述钻孔基本流程（Drilling)7第五部分：外层制作原理阐述钻孔工序（Drilling)铝片基本物料：管位钉底板皱纹胶纸钻咀钻咀胶套钻孔使用的物料：每叠板的块数主要取决于板的层数，板的厚度、钻机类型、最小钻咀的直径以及板的内层特性（如HWTC）等。叠板块数PL/STR：8钻孔够Hits数翻磨清洗后标记第五部分：外层制作原理阐述钻孔工序（Drilling)钻咀的使用：9第五部分：外层制作原理阐述钻孔工序（Drilling)钻机由CNC电脑系统控制机台移动，按所输入电脑的资料制作出客户所需孔的位置。控制方面分别有X、Y轴坐标及Z轴坐标，电脑控制机台适当的钻孔参数，F、N、Hits、D等，机器会自动按照资料，把所需的孔位置钻出来。机械钻机的工作原理：10第五部分：外层制作原理阐述钻孔工序（Drilling)镭射钻孔:UV钻孔，CO2钻孔(主要针对盲孔工艺的制作流程)成孔的其他常用方法：11第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序磨板磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。全板电镀：全板电镀是作为化学铜层的加厚层，增加导电层的导电性。全板电镀孔沉铜孔沉铜：通过钯媒体的作用下，在孔壁上将铜离子还原为铜，起到导通各铜层的作用。除胶渣除胶渣：在自动系统及药液作用下，将钻孔过程产生的孔壁胶质体清除，使之粗化及洁净。12机械磨板机械磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。烘干：将磨刷后的层压板用冷风与热风吹干后，在下流程开始前存放时，不会被氧化，同时可为检孔流程作准备。烘干高压水洗高压水洗：利用高压水往复运动冲洗板面及孔，使粘附较牢固的颗粒粉尘在水压的作用下被有效地清洗，水洗压力在60~100bar之间。超声波清洗超声波清洗：使用超声波孔内得到充分清洗，孔内铜粉及粘附性颗粒得以清除。第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序磨板流程：13第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序除胶渣流程：膨胀水洗水洗除胶渣水洗中和14除胶渣属于孔壁凹蚀处理（Etchback），印制板在钻孔时产生瞬时高温，而环氧玻璃基材（主要是FR-4）为不良导体，在钻孔时热量高度积累，孔壁表面温度超过环氧树脂玻璃化温度，结果造成环氧树脂沿孔壁表面流动，产生一层薄的胶渣（EpoxySmear），如果不除去该胶渣，将会使多层板内层信号线联接不通，或联接不可靠。除胶渣作用：第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序15第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序孔沉铜流程：整孔水洗水洗微蚀还原水洗水洗沉铜水洗预浸水洗活化16垂直化学沉铜工艺（如，I期PTH）水平直接电镀工艺第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序PTH的两种工艺：17化学沉铜（ElectrolessCopperDeposition），俗称沉铜，它是一种自催化的化学氧化及还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。化学镀铜在印刷板制造中被用作孔金属化，来完成双面板与多面板层间导线的联通。孔沉铜作用：第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序18全板电镀是作为化学铜层的加厚层，一般化学镀铜层为0.02-0.1mil而全板电镀则是0.3-0.6mil在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序全板电镀：19第五部分：外层制作原理阐述孔内沉铜/全板电镀工序全板电镀流程：水洗镀铜酸洗后处理其中后处理为微蚀或火山灰磨板，其主要作用是对板的表面进行清洁及粗化处理，以适合下工序对板面的要求。20板面处理贴干膜曝光菲林制作显影图形电镀退膜蚀刻褪锡第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)整体流程：21第五部分：外层制作原理阐述前处理工序（SurfacePre-Treatment)定义：将镀后铜面机械粗化及超声波孔内清洁，便于之后工序的干膜有效地附着在铜面上。超声波水洗超声波水洗：提升孔内清洁能力及效果。热风吹干热风吹干：将板面吹干。酸洗酸洗：除油脂及减少铜面的氧化。（+水洗）水洗+火山灰水洗+火山灰：粗化板面及孔内清洁。（+水洗）22第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)辘膜（贴干膜）辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。曝光曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥架硬化的效果，而完成影像转移的目的。定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。菲林制作菲林制作：根据客户的要求，将线路图形plot在菲林（底片）上，并进行检查后投入生产。菲林检查菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免影像转移出误。23第五部分：外层制作原理阐述影像转移过程图例Cu基材贴膜底片曝光显影干膜蚀刻褪锡图电褪膜24第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)褪锡褪锡：是通过较高浓度的褪锡水将保护线路铜面的锡层去掉。蚀刻蚀刻：是将未曝光的露铜部份面蚀刻掉。图形电镀图形电镀：用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层。显影显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。25第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)图形电镀的作用：将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.26第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)图形电镀的流程：微蚀酸性除油预浸电镀铜预浸电镀锡烘干27褪膜的原理：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。Mn+：Li+，Na+，k+，Ca++Ki：扩散速度常数（Ka＞Kb→干膜碎片小）（Ka＜Kb→干膜碎片大）扩散速度：K+＞Na+KbOH-Mn+CuOCu2OCuO氢键(褪膜实质上就是OH,将氢键切断)KaOH-Mn+第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)28外层蚀刻的作用：是将露铜的铜面蚀刻掉，被锡覆盖的铜面被保留。第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)外层蚀刻的原理：Cu2++4NH3+2Cl-Cu（NH3）4Cl2Cu（NH3）4Cl2+Cu2Cu（NH3）2Cl2Cu（NH3）2Cl+2NH4Cl+1/2O2Cu（NH3）4Cl2+H2O蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应：Cu2++Cu2Cu1+29•EtchFactor:r=2H/(D-A)蚀刻因子的表述：蚀铜除了要做正面向下的溶蚀（Downcut)之外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷，即为蚀刻品质的一种指标（EtchFactor)。第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)铜层+全电层ADH覆锡基材图电层30褪锡的原理：第五部分：外层制作原理阐述影像转移（Imagetransfer)锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式：Sn+2HNO3Sn（NO3）2+NO231丝印也叫防焊或阻焊，其作用在于保护PCB表面的线路。白字也叫字符，其作用在于标识PCB表面粘贴或插装的元件。第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)丝印的表述：32第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)丝网印刷（ScreenPrint)：在已有负性图案的网布上，用刮刀刮挤出适量的绿油油墨，透过网布形成正形图案，印在基面或铜面上。涂布印刷（CurtainCoating)：即将已调稀的非水溶性绿油油墨，以水帘方式连续流下，在水平输送前进的板面上均匀涂满一层绿油，待其溶剂挥发半硬化之后，再翻转做另一面涂布的施工方式。33第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)喷涂印刷（SprayCoating)：利用压缩空气将调稀绿油以雾化粒子的方式喷射在板面的绿油印制方式。绿油印制技术已由早期手工丝网印刷或半自动丝印发展为连线型（In-Line)涂布或喷涂等施工方式，但丝网印刷技术以其成本低，操作简便，适用性强特点，尤其能满足其他印刷工艺所无法完成的诸如塞孔、字符印刷，导电油印刷（碳油制作）等制作要求，故而仍为业界广泛采用。34板面处理丝印低温锔曝光菲林制作低温烘烤显影高温锔字符第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)丝印流程(Processflow)：35显影曝光丝印低温烘烤UV紫外：使印由进一步的表面固化。显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。板面处理：通过酸洗，除油，清除铜面的氧化。字符：按客户要求、印刷指定的零件符号。第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)板面处理低温锔字符高温锔丝印：通过印机的作用，涂刮上印油于板面保护PCB表面的线路。低温锔：通过锔炉的处理，将印油进行半固化的状态。曝光：利用紫外光的作用，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部硬化的效果，而完成影像转移目的。高温锔：将绿油硬化、烘干。36第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)网纱工具的制作：丝印网版制网流程：绷网洗网涂覆感光浆曝光显影封网烘网37第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油初步硬化，为准备曝光提供条件。低温锔板：低温锔板方法：采用隧道锔炉的方式。温度一般设定在70~75度。38第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)操作区间温、湿度控制：温度-20±2℃;湿度50-60%.操作间温、湿度控制很重要，温度低于18℃搅好的绿油粘度会越来越低，高于22℃。网上的绿油极易风干，给印板造成困难，而且板面也极易氧化。湿度低于50%时，绿油易干网；而当湿度高于60%时，绿油粘度越来越低，难以控制。39第五部分：外层制作原理阐述丝印（SolderMask)根据客户要求制作特定的曝光底片贴在板面上，在紫外光下进行曝光，设有遮光区域的绿油最终将被冲掉裸露出铜面，受紫外光照射的部分将硬化，并最终着附于板面。曝光（Exposure）：曝光的要求：每种绿油有不同的曝光能量及时间要求，一般由21格曝光尺进行检验Z26