PCB制程簡介課件

By:RobertLiuPCB制程簡介1Contents

什么是PCB

PCB的種類

PCB制造技術(shù)的發(fā)展歷程

PCB制程簡介

Attachment2什么是PCBPCB即印刷電路板（PrintedCircuitBoard），PCB的主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接，標準的PCB上頭沒有零件，也常被稱為“印刷線路板PrintedWiringBoard（PWB）”。

3PCB制造技術(shù)的發(fā)展歷程

一、PCB誕生期：1936年(制造方法：加成法)

涂抹法、噴射法、真空沉積法、化學沉積法、涂敷法等各種工藝，即絕緣板表面添加導電性材料形成導體圖形，稱為“加成法工藝”。

二、PCB試產(chǎn)期：1950年(制造方法：減成法)

用化學藥品溶解除去不需要的銅箔，留下的銅箔成為電路，稱為“減成法工藝”。

三、PCB實用期：1960年(新材料：GE基材登場)

當時Raytheon公司指定PCB要應用覆銅箔玻璃布環(huán)氧樹脂層壓板（GE基材），工業(yè)用電子設(shè)備用GE基板，民用電子設(shè)備用PP基板，已成為常識。

四、PCB跌進期：1970(MLB登場，新安裝方式登場)

MLB,MultiLayerBoard;采用電鍍貫通孔實現(xiàn)PCB的層間互連。

五、MLB躍進期：1980年(超高密度安裝的設(shè)備登場)1980年后PCB高密度化明顯提高，有生產(chǎn)62層玻璃陶瓷基MLB，MLB高密度化推動移動電話和計算機開發(fā)競爭。

六、邁向21世紀的助跑期：1990年(積層法MLB登場)

MLB和撓性板有大增長，1998年起積層法MLB進入實用期，產(chǎn)量急速增加，IC組件封裝形式進入面陣列端接型的BGA和CSP，走向小型化、超高密度化安裝。

21世紀初期的技術(shù)趨向就是為設(shè)備的高密度化、小型化和輕量化努力，主導21世紀的創(chuàng)新技術(shù)將是“納米技術(shù)”，會帶動電子組件的研究開發(fā)。5流程圖PWBMfg.FLOWCHART6PCB制程簡介--1.發(fā)料MaterialPreparingPCB之客戶原稿數(shù)據(jù)處理完成后，確定沒有問題并且符合制程能力后，所進入的第一站，依工程師所開出之工單確定符合PCB基板大小、PCB之材質(zhì)、層別數(shù)目……等送出制材，簡單來說，即是為制作PCB準備所需之材料。73.曝光(Exposure)壓膜后之銅板,配合PCB制作底片經(jīng)由計算機自動定位后進行曝光進而使板面之干膜因光化學反應而產(chǎn)生硬化，以利后來之蝕銅進行。影響曝光質(zhì)量的因素主要是曝光量曝光量又受曝光強度和曝光時間影響光能量計算公式為

E=IT

曝光強度和曝光時間未經(jīng)曝光硬化部分之干膜94.內(nèi)層板顯影(Develop)5.酸性蝕刻(Etch)將未受光干膜以顯影藥水去掉留已曝光干膜圖案將裸露出來之銅進行蝕刻，而得到PCB之線路。106.去干膜(DryFilmStrip)7.AOI此步驟再以藥水洗去附著于銅板表面已硬化之干膜，整個PCB線路層至此已大致成型。(AOI)內(nèi)層影像以光學掃描檢測以自動光學對位檢修之機器，對照正確之PCB數(shù)據(jù)進行對位檢測，以檢測是否有斷路等情形，若有這種情況再針對PCB情況進行檢修。1110.鉆孔(Drill)11.PTH

對照工程數(shù)據(jù)輸入計算機后，由計算機自動定位，換取不同size之鉆頭進行鉆孔。由于整面PCB已經(jīng)被包裝，需以X-RAY掃瞄，找到定位孔后鉆出鉆孔程序所必需之位孔。由于PCB內(nèi)各層之間尚未導通，需在鉆過之孔上鍍上銅以進行層間導通，但層間之Resin不利于鍍銅，必需讓其表面產(chǎn)生薄薄一層之化學銅，再進行鍍銅之反應，使達到PCB之功用需求。1312.外層壓膜13.外層曝光(Exposure)前處理經(jīng)鉆孔及通孔電鍍后，內(nèi)外層已連通，接下來即在制作外層線路以達電路板之完整。壓膜同先前之壓膜步驟，目的是為了制作PCB外層。同先前曝光之步驟。1414.外層顯影(Develop)15.線路蝕刻(Etch)同先前之顯影步驟外層線路在此流程成型1518.S/MExposure19.顯像(Developing)用光將須保留綠漆的部份產(chǎn)生硬化，未曝到光的部份將會在顯影的流程洗去用水洗去未經(jīng)曝光硬化部分，留下硬化無法洗去之部分。將上好的綠漆烘烤干燥，并確定牢實的附著著PCB。1720.印文字(Legend)21.噴錫(HAL)……按照客戶要求通過合適的網(wǎng)板印上正確的文字，如料號、制造日期、零件位置、制造商以及客戶名稱等信息。為了

防止PCB裸銅面氧化并使其

保持良好的焊錫性，板廠需對PCB進行表面處理，如HASL、OSP、化學浸銀、化鎳浸金……1822.成型(Profile)23.測試(ElectricalTesting)用數(shù)控銑刀把大Panel的PCB板裁成客戶需要的尺寸。針對客戶要求的性能對PCB板做百分之百的電路測試，以確保其功能性符合規(guī)格。19TheEnd21附件1-基板種類22附件2-PP種類及銅箔規(guī)格P.P(Preprge)種類A.1080(PP)2.6milB.7628(PP)7.0milC.7630(PP)8.0milD.2116(PP)4.1mil銅箔(Copper)的厚度A.0.5OZ0.7milB.1.0OZ1.4milC.2.0OZ2.8milPP的種類是按照紗的粗細、織法、含膠量而有所不同的玻璃布，分別去命名。23PTH(PlatingThroughHole)Deburr去毛頭，若是鉆孔條件不適當，孔邊緣容易產(chǎn)生未切斷銅絲、未切斷玻纖的殘留(burr)及火山口之情形，需將之去除。De-smear除膠渣(smear)，由于鉆孔時造成的高溫Resin超過Tg值，而形成融熔狀，終致產(chǎn)生膠渣，此膠渣生于內(nèi)層銅邊緣及孔壁區(qū)，會造成短路。所以必需去除因鉆孔高溫所產(chǎn)生之膠渣，并且增加樹脂孔壁粗糙度及附著度?；瘜W銅(1)PTH&PANELPLATING，由于PCB內(nèi)各層之間尚未導通，需在鉆過之孔上鍍上銅以進行層間導通，但層間之Resin不利于鍍銅，必需讓其表面產(chǎn)生薄薄一層之化學銅，再進行鍍銅之反應，使達到PCB之功用需求。非導體的孔壁經(jīng)PTH金屬化后，立即進行電鍍銅制程，其目的是鍍上300~500微英吋以保護僅有20~40微英吋厚的化學銅避免要后制程破壞而造成孔破(Void)25HASL-Hot-airsolderleveling

HASL,即熱風平整工藝。噴錫的主要作用:

1).

防治裸銅面氧化;2).

保持焊錫性；噴錫方式:垂直噴錫和水平噴錫；

1).垂直噴錫主要存在以下缺點：

.板子上下受熱不均，后進先出，容易出現(xiàn)板彎板翹的缺陷；

.焊盤上上錫厚度不均；

.焊盤與孔壁和焊錫接觸的時間較長，一般大于6秒，生成的IMC(Intermetalliccompound/Cu6Sn5)，使板子的保存期大大縮短shelf

life;2).水平噴錫與垂直噴錫相比，主要有以下優(yōu)點：

.融錫與裸銅接觸時間較短，2秒鐘左右，IMC厚度薄，保存期較長；

.沾錫時間短wetting

time

,1秒鐘左右；

.板子受熱均勻，機械性能保持良好，板翹少；26OSP-Organicsolderabilitypreservative1.OSP的保護機理有機可焊性保護層是一種有機涂層，用來防止銅在焊接以前氧化。目前廣泛使用的兩種OSP都屬于含氮有機化合物，即連三氮茚（Benzotriazoles）和咪唑有機結(jié)晶堿（Imidazoles）。2.OSP的應用PCB表面用OSP處理以后，在組裝過程中（回流焊），OSP很容易就熔進到了焊膏或者酸性的Flux里面，同時露出活性較強的銅表面，最終在元器件和焊盤之間形成Sn/Cu金屬間化合物，因此，OSP用來處理焊接表面具有非常優(yōu)良的特性。OSP不存在鉛污染問題，所以環(huán)保。3.OSP的局限性.由于OSP透明無色，所以檢查起來比較困難，很難辨別PCB是否涂過OSP。.OSP本身是絕緣的，它不導電。如果形成的保護膜比較厚，會影響電氣測試。OSP更無法用來作為處理電氣接觸表面，比如按鍵的鍵盤表面。.

OSP在焊接過程中，需更加強勁的Flux，否則消除不了保護膜，從而導致焊接缺陷。.在存儲過程中，OSP表面不能接觸到酸性物質(zhì)，溫度不能太高，否則OSP會揮發(fā)掉27化鎳浸金(ENIG)1.ENIG的保護機理通過化學方法在銅表面鍍上Ni/Au。內(nèi)層Ni的沉積厚度一般為120～240μin（約3～6μm），外層Au的沉積厚度比較薄，一般為2～4μinch（0.05～0.1μm）。Ni在焊錫和銅之間形成阻隔層。焊接時，外面的Au會迅速融解在焊錫里面，焊錫與Ni形成Ni/Sn金屬間化合物。外面鍍金是為了防止在存儲期間Ni氧化或者鈍化，所以金鍍層要足夠密，厚度不能太薄。2.ENIG的應用ENIG處理過的PCB表面非常平整，共面性很好，用于按鍵接觸面非他莫屬。其次，ENIG可焊性極佳，金會迅速融入熔化的焊錫里面，從而露出新鮮的Ni。3.ENIG的局限性ENIG的工藝過程比較復雜，而且如果要達到很好的效果，必須嚴格控制工藝參數(shù)。最為麻煩的是，ENIG處理過的PCB表面在ENIG或焊接過程中很容易產(chǎn)生黑盤效應（Blackpad），從而給焊點的可靠性帶來災難