PCB介绍培训教材课件(PPT 64页).pptx

1、11 广 东 依 顿 电 子 科 技 股 份 有 限 公 司Guang Dong Ellington Electronics Technology Co,Ltd.第1页，共64页。2 内容内容PCB 简介简介PCB发展史发展史PCB一般分类一般分类PCB制作流程简介制作流程简介第2页，共64页。3 PCB（printed circuit board），即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或由两者组合而成的导电图形后制成的板。它作为元器件的支撑，并且提供系统电路工作所需要的电气连接，是实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。

2、即：绝缘、承载、导电PCB 简介简介第3页，共64页。4PCB发展史发展史1936年，英国博士Eisler博士，首先提出铜箔蚀刻法工艺。1942年，他用丝网印刷图形，用铜箔蚀刻法制作 出收音机印制板。1950年，铜箔蚀刻法美国成功用于二次世界大战中。1953年，出现双面板，并采用电镀工艺使两面线路互连，出现孔金属化。1960年，出现了多层板。1970年，产生多层布线板 集成电路和电子计算机 1990年，产生积层多层印刷板 表面安装技术和多芯片技术迅速发展。第4页，共64页。5单面板碳油板沉银板双面板多层板硬板软硬板软板OSP板镀金板沉锡板喷锡板沉金板通孔板埋孔板盲孔板Const ructure

3、结构Hardness硬度性能Hole Depth孔的导通状态Solder surface 表面制作PCB一般一般 分类分类PCB Classy PCB分类第5页，共64页。6PCB 一般分类一般分类按结构分：按结构分：单面板、双面板、多层板单面板、双面板、多层板 双面板四层板单面板一层线路两层线路四层线路第6页，共64页。7PCB一般分类一般分类 按硬度分：软板、硬板、按硬度分：软板、硬板、软硬结合板软硬结合板硬板硬板软板软板软硬结合板软硬结合板第7页，共64页。8PCB 一般分类一般分类按孔的导通状态分：按孔的导通状态分：埋孔板埋孔板 未延伸到印制板表面的一种导通孔。盲孔板盲孔板 从印制板内

4、仅延展到表层的导通孔。通孔板通孔板 从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。通孔板通孔板盲孔板盲孔板埋孔板埋孔板第8页，共64页。9PCB 分类分类按表面制作分类：按表面制作分类：常见：喷锡、镀金常见：喷锡、镀金、沉金、沉金、OSP、碳油、沉锡、碳油、沉锡、沉银等复合沉银等复合 表面处理表面处理镀金+OSP沉金碳油沉银OSP第9页，共64页。10PCB制作流程简介制作流程简介内层干菲林内层AOI棕化/压板钻 孔沉铜/全板电镀外层干菲林表面处理外形加工图形电镀/外层蚀刻绿油/白字FQCET测试外层AOI包装出货多层板内层工序切板/开料外层工序第10页，共64页。11PCB制作工艺流程制作工艺

5、流程开料开料 即是将来料大料加工成生产要求的尺寸。自动开料机常用来料的大料尺寸37 4941 4943 49成品将大料加工成生产尺寸18 24覆铜板覆铜板第11页，共64页。12 PCB制作工艺流程制作工艺流程开料开料 磨板磨板下工序下工序 开料流程开料流程 开料开料磨圆角磨圆角磨板边磨板边打字唛打字唛水洗水洗焗焗板板第12页，共64页。13*开料注意事项：1.磨边、磨角，开料后的小料经过磨边、磨角主要是避免板与板在运输过程中擦花；2.区分小料经纬向（小料与大料的长边一致为直料；小料与大料的长边 不一致为横料）；PCB制作工艺流程制作工艺流程开料开料3.烤板的目的是：a.消除板料在制作时产生的

6、内应力，提高材料的尺寸稳定性；b.去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。横料直料第13页，共64页。14PCB制作工艺流程制作工艺流程内层干菲林内层干菲林内层干菲林工艺流程内层干菲林工艺流程 内层前处理内层前处理（分化学处理和喷沙磨板）（分化学处理和喷沙磨板）辘干膜辘干膜曝曝 光光蚀蚀 刻刻显显 影影褪膜褪膜上工序上工序下工序下工序来料检查来料检查水平拉连线作业洁净房内完成第14页，共64页。151.1.来料检查来料检查 主要检查横直料是否有区分标识、披锋、氧化、凹痕、铜粒、胶渍、以及板边毛刺、板粉等缺陷，严重问题板挑出退回给开料处理，避免缺陷板流入洁净房。注意事项：来料尺寸公差超过2

7、mm将会导致卡板，擦花热辘，影响后续品质。PCB制作工艺流程制作工艺流程内层干菲林内层干菲林第15页，共64页。162.2.前处理前处理（化学清洗化学清洗/机械磨板）机械磨板）前处理将板面的油迹、氧化物、垃圾等除去，同时粗化铜面，为后序的干膜良好的附着于铜面。注意事项：做板前，磨痕测试和水膜测试OK后才可以做板。*磨痕范围：615mm *水膜测试：30S （化学清洗只做水膜测试）PCB制作工艺流程制作工艺流程内层干菲林内层干菲林第16页，共64页。173.3.辘干膜辘干膜 铜面铜面干膜干膜热辘热辘PCB制作工艺流程制作工艺流程内层干菲林内层干菲林 通过自动贴膜机的压辘把干膜贴在已经过前处理的板

8、面上，为曝光图形转移做 准备。前处理过的铜面前处理过的铜面贴了感光膜后的铜板贴了感光膜后的铜板第17页，共64页。184.曝光曝光底片底片紫外光紫外光 曝光就是将底片上的图像经过紫外光照射转移到贴在板上的感光干膜上。PCB制作工艺流程制作工艺流程内层干菲林内层干菲林完成图像转移的板底片贴膜后的铜板贴膜后的铜板贴了感光膜后的铜板贴了感光膜后的铜板第18页，共64页。19褪膜（蚀刻后，线路上经过曝光的干 膜被褪膜药水剥离，显露出的 铜面就是需要内层线路。）蚀刻（通过蚀刻药水将显影后露在外面的铜反应掉，留下需要的图形线路。）显影（将没有经过UV光照射曝光的干膜以显影药水溶解掉，保留已曝光的部分。）显

9、影/蚀刻/褪膜（DES）PCB制作工艺流程制作工艺流程内层干菲林内层干菲林显影后第19页，共64页。20 利用自动光学检查仪，通过对照MASTER对蚀刻后的板进行检查，以确保制板无缺陷（如无开、短路等）进入下一工序。自动光学检测机 内层AOI检查缺陷内容：*开路、线路缺口、针孔 *短路 *划伤露基材 *凸铜PCB制作工艺流程制作工艺流程内层内层AOI检查检查第20页，共64页。21PCB制作工艺流程制作工艺流程内层内层AOI检查检查内层针孔/缺口-菲林起泡内层开路杂物内层短路曝光不良内层短路-曝光不良第21页，共64页。22PCB制作工艺流程制作工艺流程内层内层AOI检查检查开路-擦花开路前处

10、理不良甩膜造成线路开路短路-胶迹造成线间残铜短路-撕膜不净造成线间残铜第22页，共64页。23部分缺陷示意图：内层凸铜和短路缺陷修理示意图凸铜短路按要求修理后修理前缺陷图片孔内无铜丝、毛刺 按要求修理后修理前缺陷图片修理好的线隙 第23页，共64页。24 那些原因会导致短路，举例？短路第24页，共64页。25 对铜表面进行化学氧化，使其表面生成一层氧化物/钝化层（棕色的氧化亚铜)，以进一步增加表面积，提高粘结力；在裸铜表面产生一层致密的钝化层以阻绝高温下液态树脂中胺类或酸碱对铜面的影响。PCB制作工艺流程制作工艺流程氧化处理（棕化）氧化处理（棕化）氧化处理前铜面平整氧化处理后铜面粗糙面增大第2

11、5页，共64页。26PCB制作工艺流程制作工艺流程氧化处理（棕化）氧化处理（棕化）上面的图和下面的上面的图和下面的图有什么区别？图有什么区别？第26页，共64页。27PCB制作工艺流程制作工艺流程 压板压板 将铜箔(Copper Foil),半固化片(Prepreg)与氧化处理(Oxidation)后的内层线路板,在高温高压下压合成多层基板。-铜箔铜箔-棕化处棕化处理的板理的板-P P片片-P P片片-铜箔铜箔第27页，共64页。28半固化片半固化片PCB制作工艺流程制作工艺流程 压板压板压板压板 棕化内层基板棕化内层基板拆板及切板拆板及切板压板机压板机排板排板铜箔铜箔压板工序全流程压板工序全

12、流程 钻管位孔钻管位孔完成内层制作的多层板完成内层制作的多层板外形加工外形加工下一工序：钻孔下一工序：钻孔锣边机锣边机X-RayX-Ray或或CCDCCD钻靶机钻靶机磨边机磨边机排板房内完成排板房内完成第28页，共64页。29压机压机压机Opening 示例示例PCB制作工艺流程制作工艺流程 压板压板-压一盆板一般是10套左右-热压盘-热压盘-牛皮纸-钢板-钢板-牛皮纸-承载盘-盖板第29页，共64页。30PCB制作工艺流程制作工艺流程 压板压板常见四层板排板结构-内层板内层板(C/C)C/C)-P P片片-P P片片-铜箔铜箔-铜箔铜箔四层铜层-内层板内层板(C/C)C/C)-铜箔铜箔-铜箔

13、铜箔-P P片片-P P片片-内层板内层板(C/C)C/C)-P P片片常见六层板排板结构六层铜层第30页，共64页。31PCB制作工艺流制作工艺流 压板压板压板常见缺陷，一般是擦花、凹痕、皱折，其它问题从外观看不到，比如：压板皱折压板凹痕压板皱折压板异物第31页，共64页。32PCB制作工艺流程制作工艺流程压板压板板板翘翘棕棕化化面面爆爆板板厚铜厚铜板大板大铜面铜面爆板爆板密集密集孔区孔区域爆域爆板板压压板板填填胶胶不不足足压板不压板不良纱束良纱束分层分层压板常见缺陷，一般是凹痕、擦花、起皱，其它问题从外观看不到，比如：第32页，共64页。33线路板由哪几部分压和组成？第33页，共64页。3

14、4PCB制作工艺流程制作工艺流程钻钻孔孔钻孔流程 上电木板栽PIN上底板上铜板盖铝片贴胶带钻孔下机台写编号检查（吹塞孔、打披锋、拍胶片）下制程。数控钻机 为层间导通做准备第34页，共64页。35PCB制作工艺流程制作工艺流程钻孔钻孔钻孔图解一铝片铜箔板料底板底板铝片铜板铜板第35页，共64页。36PCB制作工艺流程制作工艺流程钻孔钻孔钻孔图解二胶纸铝片底板铜板电木板机台面主轴钻头钻咀钻咀第36页，共64页。37PCB制作工艺流程制作工艺流程钻孔品质缺陷钻孔品质缺陷偏孔偏孔粗糙粗糙披锋披锋未未钻钻穿穿炸孔炸孔塞孔塞孔第37页，共64页。38 钻孔起什么作用？钻孔起什么作用？第38页，共64页。3

15、9 做完钻孔已为层间导通做好准备，接下来需要完成的是基本导电功能。基本流程是用高锰酸钾氧化还原法除去钻孔过程中产生的残留胶渍；然后用化学方法使线路板孔壁/板面沉上一层薄铜，使板面与孔内成导通状态；为防止沉铜层氧化，经全板电镀方法加厚孔内铜层，防止孔内铜被破坏。除胶、沉铜、全板电镀原理板面电镀铜内层铜沉铜板电后孔铜沉铜板电后面铜PCB制作工艺流程制作工艺流程除胶、沉铜、全板电镀除胶、沉铜、全板电镀第39页，共64页。40PCB制作工艺流程制作工艺流程除胶、沉铜、全板电镀除胶、沉铜、全板电镀除胶渣除胶渣磨板磨板三级水洗三级水洗三级水洗三级水洗膨胀膨胀中和中和二级水洗二级水洗除油除油上板上板二级水洗

16、二级水洗二级水洗二级水洗微蚀微蚀二级水洗二级水洗活化活化预浸预浸加速加速一级水洗一级水洗沉铜沉铜除胶、沉铜制作流程图除胶、沉铜制作流程图第40页，共64页。41PCB制作工艺流程制作工艺流程外层干菲林外层干菲林 经沉铜全板电镀后,内外层已连通,本制程再制作外层线路（本流程原理同内层干菲林工序）,以达到导电性的完整，形成导通的回路。外层干菲林制作流程：前处理（同内层干菲林）贴膜曝光显影第41页，共64页。42PCB制作工艺流程制作工艺流程外层干菲林外层干菲林显 影贴 膜曝 光前处理后干膜曝光发生图形转移第42页，共64页。43 在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上用电镀方法加厚铜层,再镀上一层锡

17、作为该线路的保护层。PCB制作工艺流程制作工艺流程 图形电镀图形电镀镀 锡镀 铜第43页，共64页。44PCB制作工艺流程制作工艺流程褪膜、蚀刻、褪锡褪膜、蚀刻、褪锡褪膜褪膜将感光干膜用药水剥除蚀刻蚀刻把不需要的铜用蚀刻液蚀掉褪锡褪锡将抗蚀刻的锡(铅)镀层褪掉线路板基本形成线路板基本形成第44页，共64页。45 前工序所做出有图形的线路板通过退膜、蚀刻、褪锡，将未受保护的部分铜蚀刻去，形成线路。PCB制作工艺流程制作工艺流程褪膜、蚀刻、褪锡褪膜、蚀刻、褪锡导通的内外层板料线路底铜板面电镀图形电镀第45页，共64页。46 检查原理同内层AOI。保证线路板无缺陷进入下一工序。外层AOI检查不良缺陷

18、有：开路、刮伤、缺口 短路、铜渣、渗镀、等缺陷。PCB制作工艺流程制作工艺流程外层外层AOI第46页，共64页。47PCB制作工艺流程制作工艺流程外层外层AOI菲林起泡渗镀曝光偏位曝光垃圾甩干膜第47页，共64页。48PCB制作工艺流程制作工艺流程外层外层AOI电测试-孔开第48页，共64页。49那些工序容易导致孔无铜问题？那些工序容易导致孔无铜问题？第49页，共64页。50防焊定义防焊定义：即一种保护层，丝印在印制板不需焊接的线路和基材上专用油墨。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。流程：铜面处理丝印预固化曝光显影检查终固化出板PCB制作工艺流程制作工艺流程防焊

19、防焊第50页，共64页。51丝 印/曝 光 通过丝印方式将油墨均匀涂覆于板面，然后做预烤初步固化。通过底片对位，使板面油墨接受UV 紫外光照射，UV光通过底片的地方使油 墨中的感光树脂发生光固 化反应油墨变成聚合体，底片不透光的地方阻挡 UV光照射油墨，油墨不发 生反应。PCB制作工艺流程制作工艺流程防焊防焊前处理：去除板面氧化物及杂质，粗化铜面以增强与绿油的附着力.显影 没发生反应的油墨被显影掉，露出需要的铜面，其他部分被光固化油墨体现防焊功能。第51页，共64页。52线角位油厚0.2mil(min)线面位油厚0.4mil(min)基材位油厚0.4mil(min)T1基材T2T3铜PCB制作

20、工艺流程制作工艺流程防焊防焊第52页，共64页。53 防焊起什么作用？第53页，共64页。54PCB制作工艺流程制作工艺流程字符字符 提供白、黄或黑色标记，给元件安装和今后维修印制板提供信息。白色符号第54页，共64页。55 将印制板浸入熔融的焊料中，再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得到一个平滑，均匀又光亮的焊料涂覆层。喷锡分为有铅喷锡（通常焊料为63Sn/37Pb）和无铅喷锡（通常焊料为SnAgCu,SnCuNi,SnCuTi）。喷锡喷锡PCB制作工艺流程制作工艺流程 表面处理表面处理第55页，共64页。56优点缺点l 良好的可焊性l 储存期长l 使用面广l 有良好的

21、可靠性l 易检测l 良好的阻焊兼容性l 不适用细的SMT/SMD设计l 高投资的生产设备,苛刻的保养要求l 生产过程对板子有冲击l 影响完成孔径 l 不易Bond线l 表面不均匀PCB制作工艺流程制作工艺流程喷锡喷锡第56页，共64页。57PCB制作工艺流程制作工艺流程沉金沉金 指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层的一种工艺。在裸铜面进行化学镀镍，然后化学沉金。优点缺点l 表面耐磨l 表面均匀l 极佳的可焊性 l 良好的储存期 l 耐多次的热冲击l 易Bond线l 电测试不易损伤表面 l 良好的外观l 高成本 l 流程控制困难l 对阻焊要求高l 需垂直生产线生产l 黑镍（目前市面上新推出的镍钯金可

22、以改善黑镍，但价格太高且随市场波动。）第57页，共64页。58PCB制作工艺流程制作工艺流程沉银沉银 通过化学反应的方法在铜面上沉积一层银，用来保护铜面并作为可焊性涂层的一种工艺。优点缺点l 表面均匀l 易Bond线l 易检测l 良好的阻焊兼容性l 需有机保护以保持可焊性l 对储存环境要求高l 高的成本l 容易氧化发黄第58页，共64页。59PCB制作工艺流程制作工艺流程沉锡沉锡 通过化学反应的方法在铜面上沉积一层锡，用来保护铜面并作为可焊性涂层的一种工艺。优点 缺点l 容易贴件l 表面均匀l 低的离子污染 l 良好的可焊性l 储存环境对可靠性有影响l 差的阻焊兼容性l 仅能Bond金线,不适

23、用于铝线l 容易甩油l 容易出现鼠咬/锡须缺陷第59页，共64页。60PCB制作工艺流程制作工艺流程OSP OSP是Organic Solder ability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜。即经过化学反应在铜面上形成有机保膜，防止铜面的迅速氧化。优点优点缺点缺点l 厚度均匀l 低的运作成本l 工艺简单l 良好的可焊性l 良好的储存期l 良好的阻焊兼容性l 难于检测l 受多次热冲击时可焊性下降,对 松香要求变高 l 不易Bond线l 对铜面要求高第60页，共64页。61 通过锣、V-Cut加工、啤及斜边的加工方式将线路板加工成客户需求的外形。PCB制作工艺流程制作工艺流

24、程 外形加工外形加工锣机啤机第61页，共64页。62ET测试方式常见有二种：1.夹具测试 主要测试大批量线路板，速度快，但每种夹具只能测试一款线路板；2.飞针测试 主要测试样板及小量线路板，速度 慢，但按照资料可测试多款线路板。ET测试主要是检查PCB板的开短路，出货前电气性能测试合格。全自动电测试机ET测试环境条件：环境温度：1024 环境湿度：4060%RHPCB制作工艺流程制作工艺流程 ETET测试测试第62页，共64页。63A.FQCA.FQC PCB制作到FQC，将进行最后的品质检查，检查 内容包括：尺寸、外观、翘曲度等相关品质缺陷。外观检查参照IPC相关标准！如：IPC-A-600G PCB接受标准 B B.包装包装/出货出货 *包装分类真空铝袋和真空袋包装；*使用纸箱包好成品线路板待出货。PCB制作工艺流程制作工艺流程 FQC/FQC/包装包装/出货出货第63页，共64页。64 第64页，共64页。