PCB制造流程及材料簡介

1、PCB制造總流程和材料簡介品牌服務質量開拓追求使命無錫江南計算技術研究所高密度電子互連技術中心Address： 江蘇省無錫市山水東路188號 | Postcode：214083Tel: 86| Fax: 86| E-mail： 主要內容第一部分：PCB基礎知識PCB概念PCB分類PCB板材簡介第二部分：PCB工藝流程內層圖形制作層壓數(shù)控孔化電鍍外層圖形制作阻焊絲印成品銑切測試、檢驗、包裝第三部分：特殊板JNHDI2第一部分：PCB基礎知識JNHDI3印制電路 Printed Circuit （PCB）在絕緣基材上，按預定設計形成的印制

2、元件或印制線路以及兩者結合的導電圖形。JNHDI41903年 Albert Hanson： “以抽出金屬粉方式在絕緣板上連接零件”1936年 Paul Eisler（英）提出Printed Circuit概念相較于早年的配線生產(chǎn)，PCB具有減少配線工作量、可靠度高、適合規(guī)?；笊a(chǎn)、制作時間 短、成本低、體積小、質量輕、設計流程化等優(yōu)勢各種民用、軍用電子設備小型化、產(chǎn)量化、多功能化的需求促進PCB產(chǎn)業(yè)在這一個世紀左右的時間里獲得快速蓬勃發(fā)展。印制線路 Printed Wiring （PWB）在絕緣基材上形成的導電圖形，用于元器件之間的連接，但不包括印刷元件。印制板 Printed Board

3、印制電路或印制線路成品板的統(tǒng)稱?；靖拍頟CB分類結構硬度性能孔的導通狀態(tài)單面板雙面板多層板硬板軟板軟硬結合板埋孔板盲孔板埋、盲孔板通孔板表面制作噴錫板鍍金板化銀板化金板化錫板金手指板碳油板ENTEK板HDI板應用領域民用印制板工業(yè)印制板軍事用印制品銅柱板積層板封裝基板其它高頻微波板埋阻板埋容板陶瓷板插槽板手機用PCB電子玩具用PCB電視機用PCB單面板雙面板普通多層板印制電路板的層數(shù)是以銅箔的層數(shù)為依據(jù)。按結構分類PCB種類HDI板PCB的主要原材料構成表面處理層：鎳金、銀、錫（鉛）、OSP字符：一般僅起標識性作用，對PCB成品的具體使用性能與可靠性無影響。PCB加工過程輔料：干膜/濕膜、各

4、類化學藥劑、助焊劑、鉆銑輔料、層壓輔料等 常規(guī)剛性板 剛撓板撓性基材、剛性基材、覆蓋膜、NFP等 高頻微波板銅箔銅箔絕緣層、介質層、芯料覆銅板（Copper-clad Laminate, CCL） PCB的主要原材料構成 PCB的主要原材料構成酚醛樹脂環(huán)氧樹脂聚酯“FR”：阻燃阻燃級別：UL94-V0, -V1，-V2，-HB，依次下降CCL的分類 n玻纖布型號n 環(huán)氧樹脂（ Resin）雙官能團樹脂、多官能團樹脂；n 銅箔（Copper） n 其它助劑：固化劑，填料 玻璃布環(huán)氧玻纖布基板（ G-10、G-11 ，F(xiàn)R-4，F(xiàn)R-5） PCB的主要原材料構成纖維紙（ CEM-1）或玻璃紙（CE

5、M-3）玻璃布：7628等樹脂：環(huán)氧填料：氫氧化鋁、滑石粉等等玻纖紙復合基板(Composite Epoxy Materials，CEM) PCB的主要原材料構成 RCC是在極薄的電解銅箔（厚度9-18m)的粗化面上精密涂覆上一層或兩層特殊的環(huán)氧樹脂或其他高性能樹脂（樹脂厚度30-100 m），經(jīng)干燥脫去溶劑、達到B階形成的。RCC在HDI多層板的制作過程中，取代傳統(tǒng)的黏結片與銅箔的作用，可以采用非機械鉆孔技術（通常為激光成孔等新技術）形成微孔，達到電氣連通，從而實現(xiàn)印制板的高密度化。積層電路板板材：覆銅箔樹脂RCC PCB的主要原材料構成覆銅板半固化片（1）半固化片（1）銅箔銅箔半固化片（1

6、）覆銅板覆銅板半固化片（1）半固化片(prepreg)、銅箔PS:內層CCL預先蝕刻出圖形JNHDI14玻纖布經(jīng)上膠機上膠并烘干至“B”階。n直接用于壓制覆銅板，通常稱為；n用于多層板的壓合，通常稱為；n經(jīng)紗標識為Warp或者GR，緯紗為Fill。n 4個指標：RC,RF,GT, VC PCB的主要原材料構成半固化片(prepreg)緯向經(jīng)向玻璃布JNHDI15 PCB的主要原材料構成銅箔JIS,IPC兩種標準對電解銅箔的厚度要求主要內容第一部分：PCB基礎知識PCB概念PCB分類PCB板材簡介第二部分：PCB工藝流程內層圖形制作層壓數(shù)控孔化電鍍外層圖形制作阻焊絲印成品銑切測試、檢驗、包裝第三

7、部分：特殊板JNHDI16JNHDI17第二部分 ：常規(guī)多層板制造總流程常規(guī)PCB制造階段客戶資料接收DFM與風險評估（預審可制造性）生產(chǎn)數(shù)據(jù)/工具準備（CAM）生產(chǎn)策劃（MI）根據(jù)加工指示要求生產(chǎn)PCB過程中檢驗過程中測試包裝出庫可靠性測試按要求提供相關檢驗數(shù)據(jù)PCB生產(chǎn)從接受訂單開始到產(chǎn)品交付主要分為以下三階段制前工程制前工程生產(chǎn)階段生產(chǎn)階段可靠性測試可靠性測試合同評審制前工程CAM/MI工裝夾具準備開料鉆孔去毛刺、去沾污化學沉銅電鍍一銅外層貼膜+曝光+顯影圖形電鍍銅圖鍍錫/鉛錫剝膜、蝕刻褪錫/鉛錫外層AOI阻焊化學鎳金印字符印字符熱風整平成品銑切FQC成型前測試印字符成品銑切化學錫/銀O

8、SPFQA成型前測試包裝入庫 常規(guī)多層板制造總流程內層曝光內層貼膜內層DES內層AOI沖孔棕化+烘烤層壓內層圖形制程2.前處理3.貼膜4.曝光5.DES6.AOI1.開料轉層壓銅箔銅箔前處理后前處理后銅面狀況銅面狀況示意圖示意圖目的: 去除銅面上的污染物，賦予銅面一定粗糙度，以利后續(xù)的貼膜途徑： 研磨噴砂化學前處理線主要原物料：CCL 、陶瓷刷輪、氧化鋁砂帶、軟木塞砂帶、不織布刷輪、金剛砂水液、 前處理藥水等2.前處理3.貼膜4.曝光5.DES6.AOI1.開料前處理干膜干膜2.前處理3.貼膜4.曝光5.DES6.AOI1.開料壓膜前壓膜前壓膜后壓膜后貼膜目的目的: : 將經(jīng)處理之基板銅面通過

9、熱壓方式貼上抗蝕干膜主要原物料主要原物料:干膜 水溶性乾膜主要是由于其組成中含有機酸根，與強堿反應使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。 UV光光2.前處理3.貼膜4.曝光5.DES6.AOI1.開料曝光前曝光前曝光后曝光后菲林平行曝光目的目的: : 經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉移到感光干膜上主要原物料主要原物料:底片(菲林)、顯影液、定影液、曝光光源 酸性蝕刻所用底片為負片,即白色透光部分發(fā)生光聚合反應, 黑色部分則因不透光,不發(fā)生反應,堿性蝕刻所用底片剛好相反,底片為正片激光直寫LDI:不需要底片顯影顯影蝕刻蝕刻剝膜剝膜2.前處理3.貼膜4.曝光5.DES6.AOI1.開料顯影(Develop

10、ing)： K2CO3蝕刻（Etching）：Cu2+，HCl，NaClO3剝膜（Stripping）：KOHDESAOI2.前處理3.貼膜4.曝光5.DES6.AOI1.開料 目的： 通過光學反射原理將圖像回饋至設備處理，與設定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找出缺點位置 注意事項：l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l發(fā)現(xiàn)公共缺點及時向前制程反饋l注意全檢與抽檢結合進行，不同料號設定不同的抽檢頻率Automatic Optical Inspection合同評審制前工程CAM/MI工裝夾具準備開料鉆孔去毛刺、去沾污化學沉銅電鍍一銅外層貼膜+曝光

11、+顯影圖形電鍍銅圖鍍錫/鉛錫剝膜、蝕刻褪錫/鉛錫外層AOI阻焊化學鎳金印字符印字符熱風整平成品銑切FQC成型前測試印字符成品銑切化學錫/銀OSPFQA成型前測試包裝入庫常規(guī)多層板制造總流程內層曝光內層貼膜內層DES內層AOI沖孔棕化+烘烤層壓層壓工序制程棕化PP沖孔疊板壓合OPE轉數(shù)控OPE 目的: l利用CCD對位沖出內層單定位孔；l基材厚度要求：0.05-0.41mm（不含Cu）；l對位精度：0.002 ；l重復對位精度： 0.0005； 層壓定位方式：l四槽；l鉚釘；lMass法；l熱熔。0.1884.775mm0.375 9.525mm棕化PP沖孔疊板層壓轉數(shù)控OPE棕化線棕化棕化前棕

12、化后棕化PP沖孔疊板層壓轉數(shù)控OPE目的：增加粗糙度,表面形成有機氧化層，確保層壓的可靠層間結合棕化PP沖孔疊板壓合轉數(shù)控OPE目的:將預疊合好之板疊成待壓多層板形式主要原物料:電解銅皮, PP，棕化后單片，CVL ， RCC輔助物料：模具、牛皮紙、鋼板、鋁片、離型膜、PTFE疊構設計原則：疊層結構上下對稱；芯板厚度最大化；PP張數(shù)最少化（民品1，軍品2張）注意點：1、裁板保持經(jīng)緯向不變；2、按照工單附件的疊構圖進行裝板。疊板CuPPCORECOREPPPPCu層壓疊構：裝板間HDI廠：德國博克2臺熱壓機（3 h）1臺冷壓機（1 h）PP性能指標：含膠量、流動度、揮發(fā)物含量、凝膠時間棕化PP沖

13、孔疊板壓合轉數(shù)控OPE壓合可以疊很多層鋼板牛皮紙承載盤上蓋板PCB疊層加熱板加熱板壓力壓力PCB廠：1臺熱壓機,1臺電壓機1臺冷壓機，1臺熱熔機 (Italy, cedal)（離型紙）（離型紙）合同評審制前工程CAM/MI工裝夾具準備開料鉆孔去毛刺、去沾污化學沉銅電鍍一銅外層貼膜+曝光+顯影圖形電鍍銅圖鍍錫/鉛錫剝膜、蝕刻褪錫/鉛錫外層AOI阻焊化學鎳金印字符印字符熱風整平成品銑切FQC成型前測試印字符成品銑切化學錫/銀OSPFQA成型前測試包裝入庫 常規(guī)多層板制造總流程內層曝光內層貼膜內層DES內層AOI沖孔棕化+烘烤層壓 銑邊、磨邊、刻板號等作業(yè)對壓合后多層板進行初步外形處理以便后工序生產(chǎn)

14、品質控制要求及提供后工序加工之工具孔。 接板確定鉆孔工藝配刀定位孔準備數(shù)據(jù)準備校正(單、雙面板跑位) 鉆孔參數(shù)設置試孔鉆首件及首件檢查批量生產(chǎn)檢驗。 鉆孔 主要原物料:鉆頭、銑刀 輔助物料：套環(huán)、蓋板、墊板、電木板、膠帶和銷釘 半成品銑切 層壓后多層板轉交，用X-ray打銷釘孔，在成型機上銷釘定位，銑邊框、四槽、鉚釘，接著進行磨邊、刻字。鉆孔工序位于層壓之后和孔化電鍍工序之前，依據(jù)MI指示調用對應的工程數(shù)據(jù)進行鉆孔，是實現(xiàn)各層板面電氣互連的前提。 數(shù)控鉆孔印制板中孔的主要作用是實現(xiàn)層間互連或安裝元器件。蓋板銷釘被鉆板（3塊疊）電木板墊板固定電木板用銷釘機臺孔化電鍍將孔內非導體部分利用化學鍍方式

15、使孔導通,并利用電鍍方式加厚孔銅及面銅厚度合同評審制前工程CAM/MI工裝夾具準備開料鉆孔去毛刺、去沾污化學沉銅電鍍一銅外層貼膜+曝光+顯影圖形電鍍銅圖鍍錫/鉛錫剝膜、蝕刻褪錫/鉛錫外層AOI阻焊化學鎳金印字符印字符熱風整平成品銑切FQC成型前測試印字符成品銑切化學錫/銀OSPFQA成型前測試包裝入庫 常規(guī)多層板制造總流程內層曝光內層貼膜內層DES內層AOI沖孔棕化+烘烤層壓外層圖形制程前處理貼膜曝光顯影堿性蝕刻圖鍍錫/鉛錫圖鍍銅外層褪膜褪錫/鉛錫轉阻焊工序板面一次鍍目的目的: : 經(jīng)過鉆孔及孔化電鍍后,內外層已經(jīng)連通,本制程制作外層線路,以達電性的完整。外層圖形制作1.前處理2.貼膜3.曝光

16、4.顯影5.圖鍍銅6.圖鍍錫/鉛錫7.外層褪膜8.堿性蝕刻9.褪錫/鉛錫合同評審制前工程CAM/MI工裝夾具準備開料鉆孔去毛刺、去沾污化學沉銅電鍍一銅外層貼膜+曝光+顯影圖形電鍍銅圖鍍錫/鉛錫剝膜、蝕刻褪錫/鉛錫外層AOI阻焊化學鎳金印字符印字符熱風整平成品銑切FQC成型前測試印字符成品銑切化學錫/銀OSPFQA成型前測試包裝入庫 常規(guī)多層板制造總流程內層曝光內層貼膜內層DES內層AOI沖孔棕化+烘烤層壓阻焊絲印阻焊前火山灰A面阻焊B面阻焊阻焊顯影預固化阻焊曝光后固化外層圖形制作釘床印字符熱風整平預固化A面阻焊烘烤阻焊劑:覆蓋于選定區(qū)域以防止在后續(xù)焊接中焊料沉積到這些區(qū)域上的一種耐熱絕緣涂層。

17、前處理網(wǎng)印阻焊IS前處理目的：去除表面氧化、增加粗糙度、加強油墨附著力。主要原物料：前處理線、尼龍刷、600#金剛砂。作業(yè)能力：板厚0.8-3.8mm阻焊(Solder Mask) 目的： A. 防止印制板在裝配焊接時導線間發(fā)生焊錫搭接短路 B. 阻擋焊錫粘附于不需要焊接的導體上，節(jié)省焊錫用量 C. 保護導線和基材表面，減少損傷與防潮；確保絕緣性 D .外表美觀,便于檢查.原理：圖形轉移主要原物料：油墨（熱固型，UV光固型）制程主要控制點：一般油墨厚度為1-2mil,獨立線拐角處0.3mil. 網(wǎng)版制作后固化預固化、曝光、顯影印綠油前印綠油后綠油曝光顯影后n目的：標識出后續(xù)元器件焊接的位置范圍

18、、生產(chǎn)周期、批次號、板號、JN標志等。n字符油墨：熱固型，光固型n制作方式：絲印、噴印n軟硬結合板采用熱固型油墨絲印。 如果采用光固型油墨，在軟板區(qū)字符與板面的結合力大于固化油墨內聚力，字符容易開裂。 印字符插頭鍍金 金手指（金手指（G/F)G/F)u目的：優(yōu)越的導電性、抗氧化性、耐磨性u原理：氧化還原u主要原物料：鍍鎳藥水、鍍金藥水JNHDI43熱風整平熱風整平前熱風整平前（插頭保護）（插頭保護）熱風整平后熱風整平后其它表面處理成型前測試采用對微孔測試電阻衡量孔內鍍銅厚度，確保交付的產(chǎn)品所有孔的孔壁厚度達到要求。在成品銑切前利用飛針測試設備進行成品通斷測試。成品銑切后成品銑切成品銑切前成品清洗清洗板面，孔內粉塵：利用高壓噴水頭，將板面粉塵洗掉。成品銑切檢驗包裝入庫/出貨可靠性測試（按GJB 362B-2009/IPC-6012 CLASS 3測試）PCB可靠性成品測試可靠性測試（續(xù)1）（按GJB 362B-2009/IPC-6012 CLASS 3測試）PCB可靠性成品測試可靠性測試（續(xù)2）（按