PCB流程简介4教学案例

1,Elec 了解PCB工艺流程的基本原理与基本过程:,3,内容概要,第一部分：前言 第二部分：多层线路板基本结构 第三部分：制作流程简介 第四部分：内层制作原理阐述 第五部分：外层制作原理阐述,5,第一部分：前言,PCB的分类（按层数）：,单面板印刷线路板- 就是只有一层导电图形层。 双面板印刷线路板- 就是有两层导电图形层。 多层板印刷线路板- 就是指由三层或以上的导电图形层与绝缘材料交替层压粘结在一起制成。,6,第二部分：多层线路板基本结构,板料剖析图：,以4层板为例：,7,第三部分：制作流程简介,多层线路板制作，包括两大部分： 内层制作工序 外层制作工序,8,第四部分：内层制作原理阐述,PCB内层制作流程：,9,定义：将覆铜板裁剪为所需的尺寸。,10,11,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。,12,13,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。,14,显影的作用： 是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。,显影的原理： 未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3（1.0%)溶解。 而聚合的感光材料则留在板面上，保护下面的铜面不被蚀刻药水溶解。,15,蚀刻的作用： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。,16,冲孔的原理： 是利用CCTV的对目标点的定位及对焦，通过冲针的作用冲出所需孔位，给予后工序的光学检查及排板工序使用。,冲孔的精度要求： 一般冲孔的精度要求为：小于或等于2mil。,17,自动光学检查的定义： 自动光学检查通常简称为AOI,是利用普通光线或镭射光配合电脑程式，对电路板面进行平面性外观的视觉检查，以代替人工目检的光学设备。,自动光学检查的原理及应用： 该机器原理是利用铜面的反射作用使板上的图形可以被AOI机扫描后记录在软件中,并通过与客户提供的数据图形资料进行比较来检查缺陷点的一种机器，如开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过AOI机检查到。,18,自动光学检查工序的工作流程：,19,20,21,第四部分：内层制作原理阐述,排板（Lay up),排板的定义： 多层板或基板在压合前，需将内层板，半固化片与铜皮等各种散材与钢板，牛皮纸垫料等，完成上下对准/落齐，或套准之工作，待送入压合机进行热压，这种事前的准备工作称之为排板。,22,Drum Side,Matte Side,23,B.玻璃纤维布(Glass fabric)：是一种无机物经过高温融合后冷却成为 一种非结晶态的坚硬的，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的补强材料。,A.树脂:是一种热固型材料，为高分子聚合物，目前常用的为环氧树脂。,24,排板压合的种类： 大型排压法。（Mass Lam) 将各内层以及夹心的半固化片，先用铆钉予以管位铆合，外加铜皮后再去进行高温压合，这种简化快速又加大面积之排压法，还可按基板式的做法增多“开口数”（Opening)，既可减少人工并使产量增加的方法，称之为大型排压法。,梢钉压板法。（Pin Lam) 将各内层板，半固化片以及铜皮，先用梢钉予以管位，预叠后再去进行高温压合，这种小面积之排压方法，称之为梢钉压板法。,25,排板流程（Mass Lam)：,26,压合流程定义： 将已管位预叠的排板料，通过高温高压条件的作用下，将各内层板，半固化片以及铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序，将称之为热压合法。,工艺条件： 提供半固化片从固态变为液态、然后发生聚合反应所需的温度。 提供液态树脂流动填充线路空间所需要的压力。 提供使挥发成分流出板外所需要的真空度。,27,内层出货,28,第四部分：内层制作原理阐述,压合流程（Pressing),X-Ray钻孔： 通过机器的X光透射，通过表面铜皮投影到内层的标靶，然后用钻咀钻出该标靶对应位置处的定位孔。,定位孔的作用： 多层板中各内层板的对位。 同时也是外层制作的定位孔，作为内外层对位一致的基准。 判别制板的方向。,29,30,修边，打字唛： 根据MI要求，将压板后的半成品板的板边修整到需要的尺寸。,31,打字唛： 在制板边（而不能在单元内）用字唛机，将制板的编号、版本、打印在板面上以示以后的工序区别。生产板编号：一期GP88888A；二期FP；三期：EP，样板为：GS，FS，,打字唛位置,32,33,34,35,36,37,除胶渣属于孔壁凹蚀处理（Etch back），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（Epoxy Smear），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,38,39,化学沉铜（Electroless Copper Deposition），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,40,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。,41,42,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。,43,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。,44,45,46,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transfer),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.,47,48,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 （KaKb干膜碎片小） （KaKb干膜碎片大） 扩散速度：K+Na+,49,50,Etch Factor: r=2H/(D-A),51,锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式： Sn+2HNO3 Sn（NO3）2+NO2,52,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（Solder Mask),丝印的表述：,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。,丝网印刷（Screen Print) ：,53,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印流程(Process flow) ：,54,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。,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 。,55,56,57,58,59,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),UV 固化（UV Bumping） ：,将板面绿油初步硬化，避免在后续的字符印刷等操作中擦花绿油面。,UV 固化主要控制项目：,光的能量大小，速度。,60,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),字符印刷（Component mark） ：,按照客户要求在指定区域印制元件符号和说明。,字符印刷控制要素 ：,对位准确度。 丝印前应仔细检查网，以避免定位漏油或漏印。,61,将绿油硬化、烘干。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),高温终锔（Thermal curing） ：,高温终锔控制要素：,硬度：铅笔测试应在5H以上为正常。,62,沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金Electroless Nickel Immersion Gold。 是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层方法的一种工艺。其目的是：在裸铜面进行化学镀镍，然后化学浸金，以保护铜面及良好的焊接性能。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工艺,沉镍金定义：,63,64,65,由于金和镍的标准电极电位相差较大，所以在合适的溶液中会发生置换反应。镍将金从溶液中置换出来，但随着置换出的金层厚度的增加，镍被完全覆盖后，浸金反应就终止了。一般浸金层的厚度较薄，通常为0.1m左右,这既可达到降低成本的要求,也可提高后续钎焊的合格率。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,沉镍金工艺特性：,66,在一块制作完成的线路板上，按客户要求的轮廓外形大小，把外形加工制作出来。,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,外形加工：,67,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,外形加工工艺流程：,锣板或啤板,资料确认,检查,清洗,干板,定位孔,V坑,斜边,68,100% E-Test,Entek,100% Visual,PSA,Warp inspection,Packaging,分板,Fail,查障(T.S),After rework,Cant rework,Rework,After rework,Cant rework,Can rework,After rework,Scrap,Fail,Pass,Qremark,Pass,Pass,Pass,Pass,Tremark,Fail,Fail,Rework,成品仓,Baking,False,补线或 挑短路,Delete T remark,Cant rework,与E-Test有关的问题,外观问题,第五部分：外层制作原理阐述,最后品质检查（FQC),最后品质检查工序流程：,69,Thanks！,