pcb制作工藝流程介紹 簡述pcb設(shè)計流程

PCB流程介紹

我們以多層板的工藝流程作為PCB工藝介紹的引線，選擇其中的圖形電鍍工藝進(jìn)行流程說明，具體分為八部分進(jìn)行介紹，分類及流程如下：



A、內(nèi)層線路流程介紹

流程介紹:



目的:

1、利用圖形轉(zhuǎn)移☆原理制作內(nèi)層線路

2、DES為顯影;蝕刻;去膜連線簡稱☆ 內(nèi)層線路--開料介紹 ?

開料(BOARD CUT): 目的:

依制前設(shè)計所規(guī)劃要求,將基板材料裁切成工作所需尺寸

主要生產(chǎn)物料:覆銅板

覆銅板是由銅箔和絕緣層壓合而成,依要求有不同板厚規(guī)格,依銅厚可分為H/H;1oz/1oz;2oz/2oz等種類 注意事項:

避免板邊毛刺影響品質(zhì),裁切后進(jìn)行磨邊,圓角處理。

考慮漲縮影響,裁切板送下制程前進(jìn)行烘烤。

裁切須注意經(jīng)緯方向與工程指示一致，以避免翹曲等問題。

內(nèi)層線路--前處理介紹

前處理(PRETREAT): 目的:

去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於后續(xù)的壓膜制程

主要消耗物料：磨刷

內(nèi)層線路—壓膜介紹

壓膜(LAMINATION):

目的:將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜

主要生產(chǎn)物料:干膜(Dry Film)

工藝原理：

?

內(nèi)層線路—曝光介紹

曝光(EXPOSURE):

目的:

經(jīng)光線照射作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上主要生產(chǎn)工具: 底片/菲林（film)

工藝原理：

白色透光部分發(fā)生光聚合反應(yīng), 黑色部分則因不透光,不發(fā)生反應(yīng)，顯影時發(fā)生反應(yīng)的部分不能被溶解掉而保留在板面上。

內(nèi)層線路—顯影介紹

顯影(DEVELOPING):

目的:

用堿液作用將未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之干膜部分沖掉主要生產(chǎn)物:K2CO3

工藝原理：

使用將未發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜沖掉,而發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜則保留在板面上作為蝕刻時之抗蝕保護(hù)層。

說明：

水溶性干膜主要是由于其組成中含有機酸根，會與弱堿反應(yīng)使成為有機酸的鹽類，可被水溶解掉，顯露出圖形

內(nèi)層線路—蝕刻介紹

蝕刻(ETCHING):

目的:

利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉,形成內(nèi)層線路圖形

主要生產(chǎn)物料:蝕刻藥液(CuCl2)

內(nèi)層線路—退膜介紹

去膜(STRIP):

目的:

利用強堿將保護(hù)銅面之抗蝕層剝掉,露出線路圖形

主要生產(chǎn)物料:NaOH

?

內(nèi)層線路—沖孔介紹

沖孔:

目的:

利用CCD對位沖出檢驗作業(yè)之定位孔及鉚釘孔

主要生產(chǎn)物料:鉆刀

內(nèi)層檢查工藝

AOI檢驗:

全稱為Automatic Optical Inspection，自動光學(xué)檢測☆

目的：

通過光學(xué)反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找出缺點位置AIOT大 數(shù)據(jù)

注意事項：

由于AOI所用的測試方式為邏輯比較，一定會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確認(rèn)。

B、層壓鉆孔流程介紹

流程介紹:

目的：

層壓：將銅箔（Copper)、半固化片（Prepreg)與棕化處理后的內(nèi)層線路板壓合成多層板。

鉆孔：在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔。

層壓工藝—棕化介紹

棕化:

目的:

(1)粗化銅面,增加與樹脂接觸表面積

(2)增加銅面對流動樹脂之濕潤性

(3)使銅面鈍化,避免發(fā)生不良反應(yīng)

主要生產(chǎn)物料:棕化液MS100

注意事項:

棕化膜很薄,極易發(fā)生擦花問題,操作時需注意操作手勢

?

層壓工藝—鉚合介紹

鉚合

目的:(四層板不需鉚釘)

利用鉚釘將多張內(nèi)層板釘在一起,以避免后續(xù)加工時產(chǎn)生層間滑移

主要生產(chǎn)物料:鉚釘;半固化片（P/P)

P/P(PREPREG):

由樹脂和玻璃纖維布組成,玻璃布種類可分為106、1080、3313、2116、7628等幾種

樹脂據(jù)交聯(lián)狀況可分為:

A階(完全未固化);B階(半固化);C階(完全固化)三類,生產(chǎn)中使用的全為B階狀態(tài)的P/P。

層壓工藝—疊板介紹

疊板:

目的:

將預(yù)疊合好之板疊成待壓多層板形式

主要生產(chǎn)物料:銅箔、半固化片

電鍍銅皮;按厚度可分為

1/3OZ＝12um(代號T)

1/2OZ＝18um(代號H)

1OZ＝35um(代號1)

2OZ＝70um（代號2）

層壓工藝—壓合介紹

壓合:

目的:通過熱壓方式將疊合板壓成多層板

主要生產(chǎn)輔料: 牛皮紙、鋼板

層壓工藝—后處理介紹

后處理:

目的:

對層壓后的板經(jīng)過磨邊;打靶;銑邊等工序進(jìn)行初步的外形處理以便后工序生產(chǎn)品質(zhì)控制要求及提供后工序加工之工具孔。

主要生產(chǎn)物料:鉆頭;銑刀

鉆孔工藝—鉆孔介紹

鉆孔:

目的:

在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔

主要原物料:鉆頭;蓋板;墊板

鉆頭:碳化鎢,鈷及有機粘著劑組合而成AIO T大數(shù)據(jù)

蓋板:主要為鋁片,在制程中起鉆頭定位;散熱;減少毛頭;防壓力腳壓傷作用

墊板:主要為復(fù)合板,在制程中起保護(hù)鉆機臺面;防出口性毛頭;降低鉆針溫度及清潔鉆針溝槽膠渣作用

C、孔金屬化工藝流程介紹

流程介紹

目的:

使孔璧上的非導(dǎo)體部分之樹脂及玻璃纖維進(jìn)行金屬化

方便進(jìn)行后面的電鍍制程,提供足夠?qū)щ娂氨Ｗo(hù)的金屬孔璧。

沉銅工藝—去毛刺除膠渣介紹

去毛刺(Deburr):

毛刺形成原因:鉆孔后孔邊緣未切斷的銅絲及未切斷的玻璃布

去毛刺的目的:去除孔邊緣的毛刺,防止鍍孔不良

重要的原物料：磨刷

去膠渣(Desmear):

膠渣形成原因: 鉆孔時造成的高溫的過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度?? (Tg值),而形成融熔態(tài),產(chǎn)生膠渣

去膠渣的目的:裸露出各層需互連的銅環(huán)，另膨松劑可改善孔壁結(jié)構(gòu)，增強電鍍銅附著力。

重要的原物料：KMnO4(除膠劑)

化學(xué)銅(PTH)

化學(xué)銅之目的: 通過化學(xué)沉積的方式時表面沉積上厚度為20-40微英寸的化學(xué)銅。

孔壁變化過程：如下圖

化學(xué)銅原理：如下圖

化學(xué)銅原理



孔壁變化過程

電鍍工藝—電鍍銅介紹

一次銅

一次銅之目的: 鍍上200-500微英寸的厚度的銅以保護(hù)僅有20-40 micro inch厚度的化學(xué)銅不被后制程破壞造成孔破。

重要生產(chǎn)物料: 銅球

D、外層干膜流程介紹

流程介紹:

目的:

經(jīng)過鉆孔及通孔電鍍后,內(nèi)外層已經(jīng)連通,本制程制作外層干膜,為外層線路的制作提供圖形。

外層干膜—前處理介紹

前處理:

目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利于壓膜制程

重要原物料：磨刷

壓膜(Lamination):

目的: 通過熱壓法使干膜緊密附著在銅面上.

重要原物料：干膜(Dry film)

外層干膜—曝光介紹

曝光(Exposure):

目的: 通過圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)在干膜上曝出所需的線路。

重要的原物料：底片

外層干膜—顯影介紹

顯影(Developing):

目的: 把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域用顯像液將之沖洗掉,已感光部分則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗不掉而留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜.

主要生產(chǎn)物料：弱堿(K2CO3)

E、外層線路流程介紹

流程介紹:

目的:

將銅厚度鍍至客戶所需求的厚度。

完成客戶所需求的線路外形。

外層線路—電鍍銅介紹

二次鍍銅:

目的:將顯影后的裸露銅面的厚度加后,以達(dá)到客戶所要求的銅厚

重要原物料：銅球

鍍錫:

目的:在鍍完二次銅的表面鍍上一層錫保護(hù)，做為蝕刻時的保護(hù)劑。

重要原物料：錫球

外層線路—堿性蝕刻介紹

退膜:

目的:將抗電鍍用途之干膜以藥水剝除

重點生產(chǎn)物料：退膜液(NaOH)

線路蝕刻:

目的:將非導(dǎo)體部分的銅蝕掉

重要生產(chǎn)物料：蝕刻液、氨水

外層線路—退錫介紹

退錫:

目的:將導(dǎo)體部分的起保護(hù)作用之錫剝除

重要生產(chǎn)物料:HNO3退錫液

F、絲印工藝流程介紹

流程介紹:

目的:

外層線路的保護(hù)層，以保證PCB的絕緣、護(hù)板、防焊的目的

制作字符標(biāo)識。

絲印工藝—阻焊介紹

阻焊(Solder Mask)

阻焊,俗稱“綠油”,為了便于肉眼檢查，故于主漆中多加入對眼睛有幫助的綠色顏料，其實防焊漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色

目的

A. 防焊：留出板上待焊的通孔及其焊盤，將所有線路及銅面都覆蓋住，防止波焊時造成的短路,并節(jié)省焊錫的用量 。

B. 護(hù)板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質(zhì)的侵害使線路氧化而危害電氣性能，并防止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣。

C. 絕緣：由於板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細(xì),故導(dǎo)體間的絕緣問題日形突顯,也增加防焊漆絕緣性能的重要性.

阻焊工藝流程圖

阻焊工藝—前處理介紹

前處理

目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加強板面油墨附著力。

主要原物料：火山灰

印? 刷

目的：利用絲網(wǎng)將油墨印寫在板子上，如右圖：

主要原物料：油墨

常用的印刷方式：

?A? 印刷型（Screen? Printing)

?B? 淋幕型 (Curtain Coating)

?C? 噴涂型 (Spray? Coating)

?D? 滾涂型 (Roller? Coating)

阻焊工藝—預(yù)烘介紹

預(yù)烤

目的:趕走油墨內(nèi)的溶劑，使油墨部分硬化，不致在進(jìn)行曝光時粘底片。

制程要點

溫度與時間的設(shè)定，須參照供應(yīng)商提供的條件雙面印與單面印的預(yù)烤條件是不一樣的。

烤箱的選擇須注意通風(fēng)及過濾系統(tǒng)以防異物沾粘。

溫度及時間的設(shè)定，必須有警報器，時間一到必須馬上拿出，否則over curing會造成顯影不盡。

阻焊工藝—曝光顯影介紹

曝光

目的：影像轉(zhuǎn)移

主要設(shè)備：曝光機

制程要點：

A 曝光機的清潔

B 能量的選擇

C?抽真空的控制?

顯影

目的：將未聚合之感光油墨利用濃度為1％的碳酸鉀溶液去除掉。

主要生產(chǎn)物料：碳酸鉀

字符工藝—印刷介紹

印字符

目的：利于維修和識別

原理：絲網(wǎng)印刷的方式

主要生產(chǎn)物料：文字油墨

字符工藝—固化介紹

固化（后烤）

目的：通過高溫烘烤讓油墨中的環(huán)氧樹脂徹底硬化。

G、表面工藝的選擇介紹

常規(guī)的印刷電路板(PCB)在板上都有銅層，如果銅層未受保護(hù)將氧化和損壞，直接影響后續(xù)的焊接。

有多種不同的保護(hù)層可以使用，最普遍的有：熱風(fēng)整平（HASL)、有機涂覆(OSP)、電鍍鎳金(plating ?gold)、化學(xué)沉鎳金(ENIG)、金手指、沉銀（IS)和沉錫(IT) 等。

（１）熱風(fēng)整平(HASL):板子完全覆蓋焊料后，接著經(jīng)過高壓熱風(fēng)將表面和孔內(nèi)多余焊料吹掉，并且整平附著于焊盤和孔壁的焊料；分有鉛噴錫和無鉛噴錫兩種。

優(yōu)勢：成本低，在整個制造過程中保持可焊接性。

（２）有機涂覆(OSP):在PCB的銅表面上形成一層薄的、均勻一致的保護(hù)層。

優(yōu)點：在成本上與HASL具有可比性、好的共面性、無鉛工藝。

（３）電鍍鎳金(plating ?gold)：通過電鍍的方式在銅面上電鍍上鎳和保護(hù)層金。

優(yōu)點：良好的可焊接性，平整的表面、長的儲存壽命、可承受多次的回流焊。

（4）化學(xué)沉鎳金(ENIG)：通過化學(xué)反應(yīng)在銅面上置換上鎳磷層，再在鎳層上置換一層金。

優(yōu)點：良好的可焊接性，平整的表面、長的儲存壽命、可承受多次的回流焊。

（5）金手指：通過電鍍的方式在同面上電鍍上鎳和金，因為鍍金中含有其他金屬區(qū)別（3）。

（6）沉銀(IS):銀沉浸在銅層上0.1到0.6微米的金屬層，以保護(hù)銅面。

優(yōu)點：好的可焊接性、表面平整、HASL沉浸的自然替代。

（7）沉錫(IT):錫沉浸在銅層上0.８到１.２um的金屬層，以保護(hù)銅面。

優(yōu)點：良好的可焊接性、表面平整、相對低的成本。

H、后工序工藝流程介紹

流程介紹:

目的:

根據(jù)客戶外形完成加工。

根據(jù)電性能的要求進(jìn)行裸板測試。

出貨前做最后的品質(zhì)審核。

后工序外形工藝流程介紹

外形

目的：讓板子裁切成客戶所需規(guī)格尺寸

原理：數(shù)位機床機械切割

-主要生產(chǎn)物料：銑刀

后工序電測工藝流程介紹

電測

目的：對PCB的電性能即開短路進(jìn)行裸板測試，以滿足客戶要求。

電測的種類：

A 、專用機（dedicated)測試

優(yōu)點：產(chǎn)速快

缺點：測試針不能回收使用，治具成本高。

B? 、通用機（Universal on Grid)測試

優(yōu)點：a 治具成本較低

缺點：a 設(shè)備成倍高??????????

C、飛針測試（Moving probe)

不需制做昂貴的治具，用兩根探針做x、y、z的移動來逐一測試各線路的兩端點。

優(yōu)點:不需治具成本低.

缺點:效率低。

終檢/實驗室介紹

終驗/實驗室

目的：終驗/實驗室是制程中進(jìn)行的最后品質(zhì)查核。

（１）檢驗的主要項目：

１外形尺寸 Outline Dimension

２各尺寸與板邊 Hole to Edge

３板厚 Board Thickness

４孔徑 Holes Diameter

５線寬Line width/space

６孔環(huán)大小 Annular Ring

等外觀和長度方面的項目！

（２）實驗室的主要項目：

1.可焊性 Solderability?

2.線路剝離強度 Peel strength?

3.切片 Micro Section?

４.熱沖擊 Thermal Shock

５.離子污染度 Ionic Contamination

６.濕氣與絕緣 Moisture and Insulation Resistance?

７.阻抗 Impedance

等可靠性方面的項目。

PCB流程示意圖

審核編輯：劉清