pcb图形制作最终版本课件.ppt
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1、谢娟 培训部图形制作一二请在这里输入您的主要叙述内容整体概述三请在这里输入您的主要叙述内容请在这里输入您的主要叙述内容概述4印制线路板印制线路板:在绝缘基材上形成供元器件之间连接的导电图形的印制板。导电图形的制作在印制板的制作过程中是非常关键的一环。5普通多层板的制作流程开料内层图形制作内层检验内层氧化层压阻焊印刷化学镀铜整板镀铜外层图形制作外层检验表面处理字符印刷外形加工电性测试最终检验包装出货激光钻孔机械钻孔6铜箔半固化片铜箔半固化片铜箔开料7内层图形制作8内层检验9内层氧化10Layer 1Layer 1Layer Layer 4 4Layer Layer 5 5Layer Layer
2、6 6LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 1层压LAYER 2LAYER 3Layer Layer 2 2Layer Layer 3 311钻孔铝板垫木板12化学镀铜13整板镀铜14外层图形制作15外层检验16阻焊印刷17表面处理18字符印刷R105R10519外形加工R10520电性测试21R105最终检验22包装出货23照相底版照相底版(菲林)按照图形分正像和负像两种。正像为待制作图形是不透明的,其他是透明的负像为待制作图形是透明的,其余为不透明的。24照相底版按照材质分又分为银盐片(黑菲林)和重氮片(红菲林)两种。25银盐片是以激光绘图机绘制出来的。重氮片是以银盐片为母
3、板经曝光、显影而得到的。外层和阻焊图形制作会部分用到重氮片。内层只用银盐片。银盐片重氮片26图形转移的方法丝网印刷法:通过丝网网版图像的网,使油墨漏印到承印物上的图形转移方法。光致成像法:用穿过照相底版的光,使得光敏聚合物发生变化形成图像的工艺。丝网网版照相底版光致抗蚀剂27光致成像法和丝网印刷法相比较,光致成像法成本较高,但制作的线路精度也高。一般用于双面镀通孔板、多层板上导体图形的制作。光致抗蚀剂原理:光致抗蚀剂含对光敏感的物质经 可见紫外光照射,曝光部分便会发生光化学反应(光聚合反应),形成保护性涂层。28光致抗蚀剂分类:按用途分:耐蚀刻抗蚀剂、耐电镀抗蚀剂按显影类型分:全水溶性、半水溶
4、性、溶剂型按物理状态分:液态抗蚀剂、干膜抗蚀剂按感光类型分:正性抗蚀剂、负性抗蚀剂29制作导体图形的路径制作导体图形的路径:减去法加成法半加成法30减去法去膜覆铜板印制正像抗蚀图形蚀刻31加成法绝缘基板印制负像抗镀图形化学镀铜去膜32半加成法绝缘基板化学镀铜印制抗镀图形图形电镀铜图形电镀锡33去膜蚀刻退锡34导体图形制作的工艺流程:印制蚀刻工艺流程(减去法)图形电镀工艺流程(减去法)下料板面清洁处理贴膜曝光显影(形成正像图形)蚀刻去膜下工序钻孔孔金属化 板面镀铜板面清洁 贴膜 曝光 显影(形成负相图形)图形电镀铜图形电镀金属抗蚀层(锡或锡铅)去膜蚀刻退锡或锡铅下工序谢娟 培训部内层图形制作36
5、主要内容内层图形制作的工艺流程(重中之重)主要工序前处理贴干膜或涂湿膜曝光显影蚀刻去膜目的、设备、药水、方法、流程、参数、缺陷37 内层图形制作的工艺流程前处理贴膜内层前处理贴干膜或涂湿膜曝光显影蚀刻去膜开料38曝光显影蚀刻去膜39内层前处理目的:清洁、粗化铜表面,提高板面和膜的结合力。前处理方法:磨刷化学法40两种方法比较机械法 用机械磨刷或擦刷的办法得到清洁、微观粗糙的铜表面又分为刷磨法、喷砂法,优点:能除去绝大部分的污物;缺点:易损伤板面、易使板面变形;化学法 用化学试剂来形成清洁、微观粗糙的铜表面。优点:能提供细致的粗化表面,不损伤板面;缺点:不溶解于化学溶液的污物无法除去。内层前处理
6、一般用化学法。41内层前处理设备:内层前处理机42内层前处理工艺流程(举例)内层干膜前处理线:除油 水洗 微蚀 水洗 烘干内层湿膜前处理线:除油 水洗 微蚀 水洗 酸洗 水洗 烘干除油:所用药水是除油剂,主要目的是除去铜表面油脂微蚀:所用药水是H2SO4-H2O2体系的微蚀液,主要目的是形成微观粗糙的铜表面。43酸洗:所用药水为1%3%的H2SO4,主要目的是除去铜表面的氧化物。烘干:主要目的是彻底除去板面水分。前处理效果检查:水裂点=30s主要参数:浓度、温度、喷淋压力、走板速度主要缺陷:开路(前处理不良导致甩干膜)、短路(清洁不净)缸名项目控制范围控制点除油缸除油剂浓度10-25%20%温
7、度42-5247喷压0.5-1.0kg/cm20.7 kg/cm2微蚀缸H2SO430-200g/L95g/LH2O215-30 g/L22 g/LCu含量=30s水洗流量150-250L/h200L/h烘干段板面干燥,无水迹、氧化物、胶渍其他生产速度2.0-3.0m/min2.8m/min传动滚轮喷嘴顺畅无堵塞46易出现问题缺陷原因解决办法现场控制板面清洁不够 开路 除油剂浓不够或水洗不完全调整除油浓度更换水洗缸水水裂点试验微蚀厚度不够 开路 微蚀参数不当调整微蚀缸参数 蚀铜量测试烘干不够开路 风刀问题检查清洁并调整风刀烘干效果检查易出现问题47贴干膜光致抗蚀剂按照物理状态分:干膜和液态光致
8、抗蚀剂(又称湿膜)两者相比较:干膜:厚度选择范围大(10100m),生产效 率高,而且工作环境对其影响较小。湿膜:厚度薄,分辨率高,可制作精细线路;追随性好,易覆盖铜表面凹坑;但受环境 影响大,良率低。48干膜简介干膜的结构干膜的组成粘结剂、光聚合单体、光引发剂、热阻聚剂、染料、溶剂等聚乙烯保护膜光致抗蚀剂聚酯薄膜49干膜的分类:按显影和去膜的方法分:溶剂型干膜、水溶型干膜、干显影或剥离型干膜 其中水溶型干膜包括全水溶性和半水溶性两种,全水溶性成本最低,毒性也小。大量用于生产的是全水溶性干膜。按用途分:抗蚀刻干膜、耐电镀干膜、阻焊干膜50干膜的技术性能要求外观光致抗蚀层厚度 常用30、40、4
9、5 m聚乙烯保护膜的剥离性贴膜性光谱特性 干膜的吸收光是可见紫外光,安全光为黄光。感光性显影性和耐显影性51分辨率 指1mm距离内最多能形成的线条条数,也可用线宽或线间距的绝对尺寸来表示。干膜的分辨率和抗蚀剂膜厚以及聚酯薄膜厚度有关,这两者膜厚越厚,分辨率越低。耐蚀刻性和耐电镀性去膜性能储存期贴膜的目的:在基板上形成一层光致抗蚀剂层。贴膜的主要设备:贴膜机贴膜的工艺流程:板面清洁 预热 贴膜 翻板 53干膜上辊筒聚乙烯收卷辊筒聚乙烯膜被剥下印制板剥膜轮热压辊贴膜机示意图54贴膜的三个重要参数压力、温度、传送速度压力:提供干膜在板子上流动的驱动力。压力稍大有利于贴牢,一般压力控制在 3.05.0
10、kgf/cm2。温度:提高干膜的流动性。一般贴膜温度稍大有利于贴膜,一般温度控制范围为105-125。传送速度:一般传送速度较慢有利于贴膜。与贴膜温度有关,贴膜温度较高,传送速度可快 些,反之,传送速度可慢些。一般控制范围为1.5-2.5m/min。55主要缺陷:开路(甩干膜)、短路(干膜碎)贴膜效果检查:气泡、皱纹、干膜下杂物贴膜后的放置:15min,1.2mm2.0m/min湿膜涂布的工艺参数62涂布油墨温度202523粘度10001400cps 1200cps膜厚1012m11m烘干烘干温度90130 110 生产部烘干时间50100 秒6585秒生产部出板温度小于30 小于25 生产部
11、63曝光目的:紫外光通过菲林图像上的透光区域使其下的干膜发生光聚合反应,形成抗蚀层。曝光64设备:曝光机分为手动曝光机和自动曝光机两种手动曝光机自动曝光机65曝光定位自动曝光机:Mark点对位手动曝光机:蝴蝶盘对位,做成书报夹66影响曝光成像质量的因素光源的选择曝光时间的控制(曝光尺)照相底版的质量主要参数:曝光能量、真空度主要缺陷:短路(曝光不良)、开路(曝光垃圾)67曝光操作的一些常识:内层图形曝光所用菲林:银盐片、负片曝光后放置:15 min,48h68项目控制范围负责部门曝光级度79级(Hitachi 21级)生产部真空度85(65 cmHg)生产部静置时间151440秒生产部抽真空时
12、间20 秒生产部曝光主要工艺参数69问题缺陷原因解决办法曝光垃圾开路 菲林、曝光玻璃、板面不干净或环境灰尘太多注意做好菲林、曝光玻璃、板面及洁净房的清洁工作曝光能量过高短路 参数控制不当用曝光尺来控制曝光能量过低开路 参数控制不当用曝光尺来控制赶气不良短路 参数控制不当或曝光人员赶气不佳用主真空和牛顿环来控制,并规范执行赶气动作菲林擦花短路 操作中不小心擦花菲林规范操作曝光能量不均匀显影线宽不良曝光灯使用时间过长按文件规定控制灯管寿命曝光机故障定期做曝光均匀性试验曝光容易出现的问题70显影目的:去除掉未曝光部分的膜,从而形成抗蚀层图形。显影71设备:DES线 (显影前先去除聚酯薄膜)药水:11
13、.7g/L16.9g/L的K2CO3溶液或Na2CO3溶液。主要参数:显影液浓度、温度、喷淋压力、走板速度、显影点主要缺陷:开路(显影过度)、短路(显影不净、干膜碎)显影效果的检查:看有无显影不良72槽名控制参数控制范围控制点显影段K2CO3浓度11.7-16.9g/L14.3g/LPH10.511.6温度30230喷淋压力 上1.6-2.4bar2.0bar下1.4-2.2bar1.8bar速度膜厚30m2.6-3.0m/min膜厚40m2.0-2.6m/min膜厚45m1.4-1.6m/min湿膜2.4-2.8m/min水洗段流量400-600L/H500L/H消泡剂添加量30-50ml/
14、次,10-30s/次碳酸钾添加量2.8-3.8ml/次,10-18s/次显影点50%-60%显影段主要工艺参数73问题缺陷原因解决办法显影过度 开路K2CO3浓度过高调整浓度至控制范围显影液温度过高调整温度至控制范围显影压力过大调整压力至控制范围显影点太早做显影点试验确定显影速度显影不净 短路喷嘴堵塞定期检查喷嘴显影液浓度过低调整浓度至控制范围显影温度过低调整温度至控制范围显影压力过小调整压力至控制范围显影点过迟做显影点试验确定显影速度显影液里干膜负荷过高自动添加药液显影易出现问题74蚀刻目的:去掉未被抗蚀剂保护的铜,形成导体图形。蚀刻75两种蚀刻工艺过程:内层蚀刻(DES蚀刻线):显影、蚀刻
15、、去膜三个工序一条生产线外层蚀刻(SES蚀刻线):去膜、蚀刻、退锡 三个工序一条生产线 76内层蚀刻的设备:DES蚀刻线DES蚀刻线的工艺流程目检、放板显影水洗蚀刻水洗去膜水洗烘干收板77蚀刻药水内层蚀刻药水:酸性氯化铜蚀刻液。内层蚀刻液的特点:酸性蚀刻液。常用的几种蚀刻药水:1)酸性氯化铜溶液 内层蚀刻2)碱性氯化铜溶液 外层蚀刻3)硫酸+双氧水蚀刻液 微蚀4)过硫酸盐蚀刻液 微蚀5)硫酸+铬酸蚀刻液6)三氯化铁蚀刻液体系78酸性氯化铜蚀刻液组成:氯化铜、盐酸、氯化氨,以氯酸钠或H2O2再生特点:成本低,废液可回收;有良好的蚀刻性 能;适合内层板的蚀刻。蚀刻原理:蚀刻反应:Cu+CuCl2
16、Cu2Cl2 络合反应:Cu2Cl2+4Cl-2CuCl32-再生原理:CuCl+NaClO3+6HCl 6CuCl2+NaCl +H2O79过硫酸盐蚀刻液主要组成:过硫酸钠或过硫酸铵优点:适合金属抗蚀层,易回收,污染小;缺点:蚀刻速率不快,容易侧蚀,过硫酸盐易 分解。H2SO4-H2O2体系组成:H2SO4、H2O2,少量稳定剂特点:蚀刻效果好,但是双氧水不稳定,容易分 解,需要加入稳定剂。应用:减薄铜、微蚀常用80蚀刻质量的评定侧蚀蚀刻系数 蚀刻系数=Y/X镀层增宽镀层突沿蚀刻速率(m/min)过蚀溶铜量(g/L)YW过蚀生产底版上导线宽度Y 铜层厚度生产底版上导线宽度侧蚀量X侧蚀81蚀刻
17、中应注意的问题1.减少侧蚀和突沿,提高蚀刻系数蚀刻方式:喷淋蚀刻效果最好;蚀刻液的种类:选择较高蚀刻系数的蚀刻液。蚀刻速率:蚀刻速率越快,侧蚀越小;蚀刻液的PH值:碱性蚀刻液PH较高时侧蚀较大。一般PH控制在8.5以下。蚀刻液的密度:高铜浓度对蚀刻有利。铜箔厚度:铜箔越薄,侧蚀越小。2.提高板子与板子之间蚀刻速率的一致性 选取容易再生和补偿,蚀刻速率容易控制的蚀刻液823.提高整个板子表面蚀刻速率的均匀性一般上下表面蚀刻速率,下表面快;板子边缘比板子中心蚀刻快采用改变喷淋压力,喷嘴摆动,板前沿和板后端间歇蚀刻等办法解决。4.提高安全处理和蚀刻薄铜箔及薄层压板的能力5.减少污染的问题主要参数:C
18、u2+浓度、温度、喷压、速度、总酸度主要缺陷:短路(蚀刻不尽)、开路(蚀刻过度)83槽名控制参数控制范围控制点蚀刻段比重1.26-1.341.30Cu含量135-155gHCl含量80-110g/L95g/L温度48-5250压力上中2.4-3.0bar上偏中2.4-3.0bar上偏外1.8-2.6bar上外1.0-2.2bar下压1.0-2.0bar1/2OZ鸳鸯铜型号下压2.5-3.5bar 其他同上蚀刻段的工艺参数84蚀刻段速度1/3OZ铜厚4.0-5.0m/minHOZ铜厚2.6-3.2m/min1OZ铜厚2.0-2.6m/min2OZ铜厚1.0-1.6m/min水洗流量150-250
19、L/H200L/H氯酸钠流量800-900ml/min控制器参数HCl2.40-3.002.70比重1.260-1.3401.300氧化剂15.0-35.025.0温度40-554585问题缺陷原因解决办法蚀刻不尽短路Cu2+浓度太低调整浓度至工艺范围蚀刻液温度过低调整温度到工艺范围喷射压力过小调整压力传送速度过快调整至工艺范围氧化还原电位过小调整至工艺范围喷嘴堵塞定期检查蚀刻过度开路Cu2+浓度太高调整浓度至工艺范围蚀刻液温度过高调整温度至工艺范围喷射压力过大调整压力至工艺范围传送速度过慢定期检查氧化还原电位过高用再生系统控制蚀刻段易出现问题美维培训研究中心去膜目的:将线路图形上的抗蚀层剥除
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