PCB基本知识及工艺流程课件.ppt

1、PCBPCB基本知識基本知識及工藝流程及工藝流程GSPCBPCB名詞解釋名詞解釋印刷電路板(Printed Circuit Board)在電路設計基礎上為達到電子部件間的連接而在絕緣基板表面以及自表面起到其內部通過印制加工所形成的必要的導體圖形的板。覆銅板(copper-clad laminate),熱風整平(hot air leveling),鍍覆孔(plated through hole),蝕刻(etching),照相底板(artwork)油墨(solder mask ink).GS板料知识分类1按覆铜板的机械刚性划分刚性覆铜板挠性覆铜板。2按不同绝缘材料结构划分有机树脂类覆铜板金属基(芯

2、)覆铜板陶瓷基覆铜板。3按增强材料划分玻纤布基覆铜板（FR4）纸基覆铜板（FR1、FR2）复合基覆铜板（CEM-1 和CEM-3）4按照阻燃等级划分按照UL 标准(UL94UL746E)阻燃等级划分有非阻燃型和阻燃型覆铜板。一般将按UL 标准检测达到阻燃HB 级的覆铜板称为非阻燃类板(俗称HB 板)将达到阻燃V0 级的覆铜板称为阻燃类板(俗称V0 板)这种板“HB”板“V0”板之称在我国对纸基板分类称谓十分流行。板料知识 特性单位 IPC-4101要求 KB测试数据 生益测试数据抗弯强度(Lengthwise)Kg/m2 4.23x107 5.58x107 5.22x107抗弯强度(Cross

3、wise)Kg/m23.52x107 4.54x107 4.58x107 抗剥强度Kg/cm 1.43 2.0 1.5 相对漏电起痕指数V 175 175 175 玻璃化转变温度 130 140（黄料）140 阻燃性 V-0 V-0 介电常数 5.4 4.6 4.7開料內层线路電鍍外层线線壓合鑽孔防焊半成品測試印文字噴錫成型成檢成品測試包裝出貨多層PCB之制作流程圖PTHGS蚀刻蚀刻開料图形转移鑽孔蝕刻防焊半成品測試印文字噴錫成型成檢成品測試包裝出貨双面PCB之制作流程圖GS沉铜/板电图形电镀開開 料料依客戶要依客戶要求標準及求標準及制前設計制前設計的排版方的排版方式對原板式對原板材進行相材進

4、行相應尺寸的應尺寸的裁切。裁切。GS开料控制 板料规格 类型、板厚、铜厚、大料尺寸、黄/白芯 开料尺寸 磨边圆角內層線路制作內層線路制作磨刷磨刷:去除去除板面氧化及髒污物并粗化板面板面氧化及髒污物并粗化板面,增強油墨之附著力增強油墨之附著力.涂布涂布:將具有感光特性之液態油墨塗在板面上將具有感光特性之液態油墨塗在板面上.烘乾烘乾:將塗布在板面上的油墨烘乾將塗布在板面上的油墨烘乾.曝光曝光:將准備好的將准備好的artwork準確貼於板面上準確貼於板面上,然后使用然后使用UV光照光照射射,確保需光聚合反應之油墨完全聚合確保需光聚合反應之油墨完全聚合,正確完成圖形轉移正確完成圖形轉移.顯影顯影:使用

5、使用Na2CO3,沖洗未發生光聚合反應之油墨沖洗未發生光聚合反應之油墨,從而使銅從而使銅呈現出來呈現出來.蝕刻蝕刻:蝕刻掉呈現出來的銅蝕刻掉呈現出來的銅,形成內層線路形成內層線路(VCC/GND).去墨去墨:將覆在銅面上的油墨將覆在銅面上的油墨,使用使用NaOH浸泡去除浸泡去除.清潔清潔:清潔板面油污及板面的氧化物清潔板面油污及板面的氧化物.GS塗布塗布將感光油墨均勻的塗布在板面上。GS曝光曝光將客戶將客戶所需之所需之內層圖內層圖案轉移案轉移至板面至板面上。上。GS顯影顯影將板面將板面沒有被沒有被曝光發曝光發生聚合生聚合反應的反應的油墨沖油墨沖洗干淨。洗干淨。GS内层图形检查 功能 版本、线宽

6、、线距、阻流PAD、靶标、开路、短路 外观 线缺、线凸、残铜、退膜不净蝕刻蝕刻將板將板面裸露面裸露的銅咬的銅咬蝕掉。蝕掉。GS退膜退膜將板面將板面殘留的殘留的油墨去油墨去除。除。GS内层蚀刻控制点 功能 线宽、线距 外观 蚀刻不净、退膜不净、缺口壓合制作工藝壓合制作工藝棕化棕化:內層合格板經過棕化線內層合格板經過棕化線,使銅面形成細小棕色晶使銅面形成細小棕色晶体而增強層間之附著力体而增強層間之附著力.疊合疊合:將準備好的棕化板貼上規定半固化片及銅箔將準備好的棕化板貼上規定半固化片及銅箔,並並 置于鋼板上置于鋼板上.壓合壓合:將疊合好的板送入壓合機內高溫將疊合好的板送入壓合機內高溫 高壓的條件下

7、高壓的條件下,使其完全粘合使其完全粘合.鑽靶鑽靶:依據靶孔標誌依據靶孔標誌用電腦打靶機把靶孔鑽出用電腦打靶機把靶孔鑽出,以利外以利外 層鑽孔層鑽孔.锣锣邊邊:使用使用CNC按照要求尺寸進行成型按照要求尺寸進行成型.刨邊刨邊:使用自動刨邊機使板邊光滑使用自動刨邊機使板邊光滑.GS棕化棕化將覆銅板將覆銅板銅表面進銅表面進行處理行處理使板面覆使板面覆蓋一層棕蓋一層棕色氧化膜。色氧化膜。GS疊疊 合合按按“銅箔銅箔/PP/PP/內層板內層板/PP/PP/銅箔銅箔”方式疊好方式疊好以便後序作以便後序作業。業。銅箔GS壓壓 合合將已疊合完將已疊合完成的組合板成的組合板(銅箔銅箔/PP/PP/內層板內層板)

8、利用熱量及利用熱量及壓力使其壓力使其膠片產生熔膠片產生熔化而結合成化而結合成所需的多層所需的多層板。板。GS压合控制点功能层压结构、剥离强度、热冲击试验（分层）、板厚、铜厚、靶孔偏孔外观划伤、起皱、针孔鑽鑽 孔孔 制制 作作 多层板：钻钻定位定位孔孔:依照鑽孔資料依照鑽孔資料在垫在垫木板上钻出木板上钻出三三定位定位孔孔,这三个这三个定位孔尽量钻在垫木板的中定位孔尽量钻在垫木板的中间，使垫木板两对边多余边间，使垫木板两对边多余边宽度尽量相等。宽度尽量相等。打定位钉：打定位钉：选择合适的定位选择合适的定位钉打进垫木板上的定位孔中钉打进垫木板上的定位孔中 上板上板：根据板厚、板的难易：根据板厚、板的

9、难易程度等上板，并在表面覆盖程度等上板，并在表面覆盖铝片铝片 鑽孔鑽孔:从电脑内调出钻孔程序，从电脑内调出钻孔程序，开始钻孔。开始钻孔。单双面板：打销钉打销钉:在组合好的板（根据在组合好的板（根据板厚选择叠板数量，外面盖板厚选择叠板数量，外面盖上铝片）的两短边中间位置上铝片）的两短边中间位置打上两枚销钉打上两枚销钉.鑽孔鑽孔:將將两销钉夹在钻机台上，两销钉夹在钻机台上，寻找合适零位，开始钻孔。寻找合适零位，开始钻孔。寻找零位原则是将所有孔钻寻找零位原则是将所有孔钻在板的中间，两对边多余工在板的中间，两对边多余工作边尽量相等。作边尽量相等。GS鑽鑽 孔孔依資料在依資料在壓合完成壓合完成品相應處品

10、相應處鑽孔便鑽孔便於於PTHPTH沉銅沉銅後完成各後完成各層間的電層間的電路連接。路連接。GS钻孔控制点 功能 版本、多孔、少孔、钻反、未钻穿、塞孔、披峰、孔内铜丝 外观 擦花、胶渍P.T.H&一次銅 P.T.H(Plated Through Hole)v 除膠渣除膠渣:清除因鑽孔產生孔內膠渣清除因鑽孔產生孔內膠渣.v 沉沉 銅銅:使孔壁沉積一層薄薄的銅使孔壁沉積一層薄薄的銅.一次銅一次銅(整板電鍍整板電鍍)v 前處理前處理:清潔板面清潔板面.v 鍍鍍 銅銅:使孔壁和表面鍍上使孔壁和表面鍍上薄薄銅銅.GS一次銅一次銅通過化通過化學反應學反應在已在已鑽的孔鑽的孔內進行內進行上銅上銅,使使各層間各

11、層間導通。導通。GS一次铜控制点 功能 铜渣塞孔、铜瘤、背光不良（孔内空洞、孔无铜）外观 铜面擦花、流痕線路制作線路制作v 前處理前處理:清潔及粗化板面增強干膜之附著力清潔及粗化板面增強干膜之附著力.v 貼貼 膜膜:在板面貼上厚度為在板面貼上厚度為1.5mil聚酯感光膜聚酯感光膜(D/F).曝曝 光光:在貼膜板上貼上線路在貼膜板上貼上線路artwork,然后送入然后送入5kw曝曝光機照射光機照射UV光光,使該聚合的干膜進行光聚合作用使該聚合的干膜進行光聚合作用,正確完正確完成圖像轉移成圖像轉移.顯顯 影影:使用使用Na2CO3沖洗未聚合的干膜沖洗未聚合的干膜,從而圖像顯從而圖像顯露出來露出來.

12、檢檢 測測:檢查線路檢查線路O/S.v 線徑是否符合要求線徑是否符合要求.GS壓膜壓膜將干將干膜平膜平整地整地貼在貼在板子板子表面。表面。GS曝光曝光將客戶將客戶所需之所需之外層圖外層圖案轉移案轉移至板面至板面上。上。GS顯影顯影將板面沒將板面沒有被曝光有被曝光發生聚合發生聚合反應的干反應的干膜沖洗干膜沖洗干淨。淨。GS线路控制点 功能 版本、线宽、线隙、开路、短路、对反、崩孔、显影不净、曝光不良、油墨入孔、阻流PAD不够 外观 擦花、漏铜、对偏電鍍制作工藝電鍍制作工藝 鍍銅鍍銅&鍍錫鍍錫(圖形電鍍圖形電鍍)v 前處理前處理:清潔及粗化板面清潔及粗化板面.v 鍍銅鍍銅(錫錫):把線路加鍍一層銅

13、把線路加鍍一層銅,同時鍍錫來保護線路同時鍍錫來保護線路.蝕刻蝕刻:v 去墨去墨:去除聚合的干膜去除聚合的干膜,使銅面顯露出來使銅面顯露出來.v 蝕銅蝕銅:將顯露出來的銅使用鹼性蝕刻液將顯露出來的銅使用鹼性蝕刻液(NH4CL)蝕掉蝕掉.v 剝錫剝錫:去除線路上之錫層去除線路上之錫層,使線路銅露出來使線路銅露出來.GS鍍二銅、純錫鍍二銅、純錫加厚無加厚無干膜覆干膜覆蓋的銅蓋的銅厚厚(包括包括線路、孔線路、孔銅、銅面銅、銅面等等)。GS去膜去膜將板將板面殘面殘留的留的干膜干膜去除。去除。GS蝕刻蝕刻將板面將板面裸露的裸露的銅咬蝕銅咬蝕掉。掉。GS剝錫剝錫將覆蓋將覆蓋在二銅在二銅上面之上面之純錫層純錫

14、層剝掉。剝掉。GS蚀刻控制点 功能 版本、开路、短路、线宽、线隙、蚀刻不净、蚀刻过度、孔无铜、退锡不净 外观 擦花、退膜不净、烧板中测中测通過測通過測試區分試區分PCBPCB半成半成品之電品之電性良品性良品與不良與不良品。品。GS防焊制作工藝防焊制作工藝前處理前處理 :清潔板面及銅面粗化清潔板面及銅面粗化,以確保以確保S/MS/M附著力附著力.印刷印刷S/M:S/M:在板面涂覆一層感光油墨在板面涂覆一層感光油墨,以保護線路不受損以保護線路不受損.預預 烤烤:將涂覆將涂覆S/MS/M之板送入隧道式烤箱烘干之板送入隧道式烤箱烘干.曝曝 光光 :烘干板貼上防烘干板貼上防焊焊artworkartwor

15、k送入送入7 7kwkw曝光機內以曝光機內以 250250350350mjmj/cm2/cm2 進行進行UVUV照射完成光固化照射完成光固化.顯顯 影影 :使用使用1%1%NaNa2 2COCO3 3沖洗掉未光固化的油墨沖洗掉未光固化的油墨,使焊墊等顯露使焊墊等顯露 出來出來.后固化后固化 :合格板送入合格板送入文字房，文字房，高溫高溫(150(150度度)長時間長時間 (60(60min+-5)min+-5)烘烤烘烤,使板面使板面S/MS/M彻底彻底固化固化,保護線路保護線路，并达到阻焊的目的并达到阻焊的目的.GS防焊印刷防焊印刷依照客依照客戶要求戶要求之顏色之顏色將防將防焊油墨焊油墨印在板

16、印在板面上。面上。GS防焊顯影防焊顯影將板面將板面沒有被沒有被曝光發曝光發生聚合生聚合反應的反應的油墨沖油墨沖洗干淨洗干淨以便以便後序上後序上錫。錫。GS防焊控制点 功能 版本、油墨颜色、对反、断桥、显影不净、曝光不良、油墨上PAD、油墨入孔、孔口发白 外观 周期、菲林印、擦花、板面垃圾文字印刷工藝文字印刷工藝文字網制作文字網制作:依照文字底片依照文字底片,制作文字網版制作文字網版.印印 文文 字字:把文字網版和需印文字的板對准把文字網版和需印文字的板對准,確保文字准確度和清晰度確保文字准確度和清晰度.文文 字字 固固 化化v 熱固化熱固化:使用烤箱烘烤使用烤箱烘烤,使文字進行熱固使文字進行熱

17、固化化.GS文文 字字依照依照客戶所客戶所提供的提供的文字或文字或圖案及圖案及顏色顏色將文字將文字印在板印在板面上。面上。GS文字控制点 功能 版本、油墨颜色、文字不清、文字模糊、文字上PAD 外观 周期、漏油、残缺噴錫制作工藝噴錫制作工藝 噴錫噴錫(H.A.L)(H.A.L)v前處理前處理 :去除焊墊之氧化物去除焊墊之氧化物,塗一層助焊劑塗一層助焊劑 (FLUX).FLUX).v噴噴 錫錫 :把板短暫地浸入熔液狀態的錫中把板短暫地浸入熔液狀態的錫中,板子出爐以高溫高壓熱風進行整平板子出爐以高溫高壓熱風進行整平.v后處理后處理 :經冷卻后經冷卻后,經后處理機清潔表經后處理機清潔表 面面,確保錫

18、面焊錫性確保錫面焊錫性.GS噴錫噴錫在裸銅在裸銅上面上上面上錫錫，并并利用高利用高温高压温高压风力将风力将锡面吹锡面吹平。平。GS 在印制板表面涂覆技朮方面的變化是由于熱風整平已在印制板表面涂覆技朮方面的變化是由于熱風整平已不能完全適應高密度高精度的表面安裝技朮不能完全適應高密度高精度的表面安裝技朮特別垂特別垂直式熱風整平的焊料涂覆層直式熱風整平的焊料涂覆層在連接盤上焊料呈弧形在連接盤上焊料呈弧形且厚薄不勻且厚薄不勻使貼裝使貼裝SMDSMD時定位不准時定位不准為此需采用水平為此需采用水平式熱風整平技朮或采用電鍍或化學鍍鎳金技朮和有機式熱風整平技朮或采用電鍍或化學鍍鎳金技朮和有機可焊性保護劑可焊

19、性保護劑(OSP)OSP)特別化學鍍鎳金特別化學鍍鎳金選擇性鍍金應選擇性鍍金應用已越來越多用已越來越多不少印制板廠的鍍金板產量已超過熱不少印制板廠的鍍金板產量已超過熱風平印制板風平印制板另外久已淘汰的化學鍍銀技朮又重新開另外久已淘汰的化學鍍銀技朮又重新開始作為印制板的表面涂覆層。始作為印制板的表面涂覆層。当今当今全球全球“綠色綠色、环保环保”要求涉及到各个行来，要求涉及到各个行来，PCBPCB的的制造也不例外，因此无铅喷锡将会逐渐取代有铅喷锡。制造也不例外，因此无铅喷锡将会逐渐取代有铅喷锡。化学沉锡、沉金、沉银、化学沉锡、沉金、沉银、OSPOSP等均满足等均满足ROHSROHS要求。要求。噴錫

20、發展趨勢噴錫發展趨勢化学镀表面处理 化学镀：在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金沉积的过程。沉镍金：在钯的催化作用下，利用氧化还原反应，将镍沉积于铜表面；再利用置换反映的原理，将部分镍置换成金。当镍面完全被金覆盖时，反应终止。除了沉镍金外，常用于PCB的化学镀还有沉锡、沉银。表面处理 沉金/电金 金/镍剥离、金色不良、渗金、金面粗糙、起沙、凹痕、金面漏铜、漏镍 喷锡 有铅、无铅、锡面发黑、锡面粗糙、锡高、锡塞孔、锡短路、孔壁分层、发白成成 型型 工工 藝藝 外圍成型外圍成型:将客户所需的交付单体（将客户所需的交付单体（PCS、SET）从我们加）从我们加工板（工板（PNL）中分割出

21、来。）中分割出来。锣：锣：根据外形图纸，编制程序，由程序控制锣机（铣床），根据外形图纸，编制程序，由程序控制锣机（铣床），锣出客户所需的交付单体。锣出客户所需的交付单体。啤：啤：用根据外形图纸制作的啤模冲出客户所需的交付单体。用根据外形图纸制作的啤模冲出客户所需的交付单体。V-CUT:客户为方便封装，客户为方便封装，将多个将多个PCS有规律排列组成一有规律排列组成一个个SET，封装完成后仍需要分成单个，封装完成后仍需要分成单个PCS使用，此时，为了使用，此时，为了客户分板方便，在客户分板方便，在PCS与与PCS之间加工之间加工“V”形槽。形槽。斜斜 邊邊:依客戶要求進行金手指斜邊依客戶要求進行

22、金手指斜邊.GS成成 型型依客戶依客戶要求之要求之成型尺成型尺寸銑寸銑PCBPCB之之板邊。板邊。GSV-cutV-cut和斜邊示意圖和斜邊示意圖斜邊斜邊V-cutGS成型控制点 锣板 版本、锣偏、锣反、漏锣、多锣、披峰、板面积灰 啤板 版本、爆孔、爆边、压伤、冲偏、漏V、V偏、V浅、毛刺成測成測-成檢成檢-包裝包裝成成測測:O/S測試測試為了確保交付給客戶的線路板電性功能為了確保交付給客戶的線路板電性功能,故出貨需故出貨需100%短短.斷路測試斷路測試.阻抗測試阻抗測試對成品之阻抗進行測試對成品之阻抗進行測試確保出貨之確保出貨之PCB能能 100%滿足客戶之阻抗要求。滿足客戶之阻抗要求。成成

23、 檢檢:為了確保交付給客戶的線路板品質為了確保交付給客戶的線路板品質,針對針對P.C.B 外觀進行全檢外觀進行全檢.包包 裝裝:使用真空包裝機進行真空包裝使用真空包裝機進行真空包裝,防止板子吸收防止板子吸收濕氣而影響焊錫性濕氣而影響焊錫性.GS成成 測測通過測通過測試區分試區分PCBPCB成品成品之電性之電性良品與良品與不良品。不良品。GS成成 檢檢為了確為了確保交付保交付給客戶給客戶的的PCBPCB品品質質,針針對對PCB PCB 外觀進外觀進行全檢。行全檢。GS包裝出貨包裝出貨預防預防板子板子在運在運輸過輸過程中程中撞傷。撞傷。GS介质参数及介质耐压测试电压(IPC标准)耐压测试的一些经验 根据以往从事线路板的经验;.当客户要求测试电压高于2500VDC 6s 时,以下条件需要满足 1.绿油盖线大于0.2MM 2.绿油厚度需大于1MIL(主要是线边不能露铜)3.介质层厚度大于0.1MM(以上仅供客户参考,实际以实验值为准)GS