第5章-印制電路板制作流程

印制電路板制作流程PAD/焊盤ScreenMarks字符3C6013C6013C6013P20116A0GoldenFinger/金手指Annualring錫圈ProductionNumber生產型號WetFilm/綠油

基材VIAHOLE/導通孔成品印刷電路板外觀圖第一部分：前言印刷電路知識簡介：印刷電路板(PrintCircuitBoard)簡稱PCB，也稱為印刷線路板PrintWiringBoard(PWB)它用影像轉移的方式將線路印在基板上，經過化學蝕刻后產生線路。印刷電路板可作為零件在電路中的支架(Supporting)也可做為零件的連接體。使得板上各組件電性能相連于1960年以后才有專業(yè)制造廠以甲醛樹脂銅箔為基材，制作單面PCB進軍電唱機、錄音機、錄像機等市場，之后因雙面貫孔鍍銅制造技術興起，于是耐熱、尺寸安定之玻璃環(huán)氧基板大量被應用至今?，F在用得比較多的有FR4，FR2，CEM3，陶瓷板，鐵氟龍板等，我司現在使用的一般為FR4板.電路板的分類：

1.根據硬度分：軟板、硬板、軟硬板

2.根據層數分：單面板、雙面板、多層板單面板就是只有一層導電圖形層雙面板是有兩層導電圖形層多層印刷線路板是指由三層及以上的導電圖形層與絕緣材料交替層壓粘結在一起制成的印刷電路板。銅箔層絕緣層雙面板多層板單面板單、雙、多層板之差異總體流程介紹客戶要求→工程設計資料→制作工單MI→開料/烤板→鉆孔→沉銅/板面電鍍→堵孔→

CUTDRILLPTHPHH

磨刷→線路→電鍍銅錫→退膜/蝕刻→退錫→BWDFPPETCHTLST阻焊→沉鎳金→成型/沖壓→成測→高溫整平→SMENIGPGETHTL成品檢驗→成品倉

FQCFG流程說明

1）下料：從一定板厚和銅箔厚度的整張覆銅板大料上剪出便于加工的尺寸

2）鉆孔：在板上按電腦鉆孔程序鉆出導電孔或插件孔

3）沉銅：在鉆出的孔內沉積一層薄薄的化學銅，目的是在不導電的環(huán)氧玻璃布基材（或其他基材）通過化學方法沉上一層銅，便于后面電鍍導通形成線路；4）全板鍍銅：主要是為加厚保護那層薄薄的化學銅以防其在空氣中氧化,形成孔內無銅或破洞；5）線路（圖形轉移）：在板上貼上干膜或絲印上圖形抗電鍍油墨，經曝光，顯影后，做出線路圖形6）圖形電鍍：在已做好圖形線路的板上進行線路加厚鍍銅，使孔內和線路銅厚達到一定厚度，可以負載一定的電流7）蝕刻：褪掉圖形油墨或干膜，蝕刻掉多余的銅箔從而得到導電線路圖形8）退錫：將所形成圖形上的錫層退掉，以便露出所需的線路9）絲印阻焊油墨或貼阻焊干膜：在板上印刷一層阻焊油墨，或貼上一層阻焊干膜，經曝光，顯影后做成阻焊圖形，主要目的在于防止在焊接時線路間發(fā)生短路10）化金/噴錫：在板上需要焊接的地方沉上金或噴上一層錫，便于焊接，同時也可防止該處銅面氧化11）字符：在板上印刷一些標志性的字符，主要便于客戶安12）沖壓/成型：根據客戶要求加工出板的外形

13）電測：通過閉合回路的方式檢測PCB中是否有開短路現象第二部分：多層線路板基本結構L1：銅層分隔層（玻璃纖維+環(huán)氧樹脂）L2：銅層分隔層（玻璃纖維+環(huán)氧樹脂）L3：銅層L4：銅層導通孔信號線層信號線層銅層

板料剖析圖：以4層板為例：9第三部分：制作流程簡介多層線路板制作，包括兩大部分：

內層制作工序

外層制作工序10第三部分：制作流程簡介內層制作工序

定義：利用板料基材，通過銅層圖形蝕刻，各層板料圖形及覆銅膜對位，在受控熱力的配合下形成層間壓合，經修邊處理后完成內層制作流程，為外層線路之間的導通提供依據。11第三部分：制作流程簡介外層制作工序

定義：利用已完成的內層工序板料基材，進行鉆孔并貫通內層線路，電鍍銅層互連及加厚，圖形蝕刻，銅面保護等工序，以及相關的可靠性測試，成品測試，檢驗后完成整個外層制作流程。12

第三部分：制作流程簡介

開料（BoardCutting)前處理（Pre-treatment)影像轉移（Imagetranster)銅面粗化（B.ForB.O)線路蝕刻（Circuitryetching)排板（Layup)壓合（Pressing)鉆管位孔（X-Ray)光學檢查（AOI)修邊（Edgetrimming)

PCB內層制作流程：13

第三部分：制作流程簡介

鉆孔（Drilling)除膠渣/孔內沉銅（PTH)全板電鍍（Panelplating)線路蝕刻（Circuitryetching)圖像轉移（Imagetransfer)防焊油絲?。⊿oldermask)表面處理（surfacetreatment)外形輪廓加工（profiling)圖形電鍍（Patternplating)最后品質控制（F.Q.C)

PCB外層制作流程：14

第四部分：內層制作原理闡述

開料工序（BoardCutting)定義：將覆銅板裁剪為所需的尺寸。鋦料（Baking)鋦料：為了消除板料在制作時產生的內應力。令到板料尺寸（漲縮性）穩(wěn)定性加強。去除板料在儲存時吸收的水份，增加材料的可靠性。切料（LaminateCutting)切料：將一張大料根據不同板號尺寸要求切成所需的生產尺寸。鑼圓角（corner

Rounting)鑼圓角：為避免在下工序造成Handling及品質問題，將板料鑼成圓角。打字嘜（Mark

stamping)打字嘜：將生產板的編號資料附印在板邊，令各工序能識別與追溯不同的板號。15

第四部分：內層制作原理闡述

前處理工序（SurfacePre-Treatment)熱風吹干熱風吹干：將板面吹干。定義：將銅面粗化，便于之后工序的干膜有效地附著在銅面上。

磨板的方式：化學磨板、物理磨板（機械）。除油除油：通過酸性化學物質將銅面的油性物質，氧化膜除去。（+水洗）微蝕微蝕：原理是銅表面發(fā)生氧化還原反應，形成粗化的銅面。（+水洗）酸洗酸洗：將銅離子除去及減少銅面的氧化。（+水洗）16

第四部分：內層制作原理闡述

前處理工序（SurfacePre-Treatment)以上關鍵步驟為微蝕段，原理是銅表面發(fā)生氧化還原反應，形成粗化的銅面?；痉磻篊uCu2+

反應機理：17

第四部分：內層制作原理闡述

影像轉移（Imagetranster)轆膜（貼干膜）轆膜：以熱貼的方式將干膜貼附在板銅面上。曝光曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物質進行光化學反應，以達到選擇性局部橋架硬化的效果，而完成影像轉移的目的。定義：利用感光材料，將設計的線路圖形通過曝光/顯影/蝕刻的工藝步驟，達至所需銅面線路圖形。菲林制作菲林制作：根據客戶要求，將線路圖形plot在菲林（底片）上，并進行檢查后投入生產。菲林檢查菲林檢查：檢查菲林上的雜質或漏洞，避免影像轉移出誤。18

第四部分：內層制作原理闡述

影像轉移（Imagetranster)貼膜曝光底片Cu基材顯影蝕刻褪膜干膜線路蝕刻19

第四部分：內層制作原理闡述

線路蝕刻（Circuitryetching)顯影顯影：通過藥水碳酸鈉的作用下，將未曝光部分的干膜溶解并沖洗后，留下感光的部分。定義：利用感光材料，將設計的線路圖形通過曝光/顯影/蝕刻的工藝步驟，達至所需銅面線路圖形。蝕刻蝕刻：是將未曝光的露銅部份銅面蝕刻掉。褪膜褪膜：是通過較高濃度的NaOH（1-4%）將保護線路銅面的菲林去掉。沖孔沖孔：通過設定的標靶，沖出每層統一位置的管位孔，為下工序的排板管位使用。20

第四部分：內層制作原理闡述

線路蝕刻（Circuitryetching)

顯影的作用：是將未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。

顯影的原理：未曝光部分的感光材料沒有發(fā)生聚合反應，遇弱堿Na2CO3（1.0%)溶解。而聚合的感光材料則留在板面上，保護下面的銅面不被蝕刻藥水溶解。

COCOOHOCH3

COCO

ONaOCH31%Na2CO3

顯影的反應式：21

第四部分：內層制作原理闡述

線路蝕刻（Circuitryetching)

蝕刻的作用：

是將未曝光部分的銅面蝕刻掉。

蝕刻的原理：

Cu+CuCl22CuCl2CuCl+HCl+H2O22CuCl2+2H2O2CuCl+HCl+1/2O22CuCl2+H2O22

第四部分：內層制作原理闡述

自動光學檢查（AutomaticOpticalInspection)光學檢查（AOI）光學檢查：該機器原理是利用銅面的反射作用使板上的圖形可以被AOI機掃描后記錄在軟件中,并通過與客戶提供的數據圖形資料進行比較來檢查缺陷點的一種機器，如開路、短路、曝光不良等缺陷都可以通過AOI機檢查到。目視檢修及分板目視檢修及分板：對確認的缺陷進行修補或報廢，以及對不同層數進行配層歸類。目視檢查確認目視檢查確認：對一些真，假缺陷進行確認或排除。

自動光學檢查工序的工作流程：23

黑氧化/棕化的作用：

黑氧化或棕化工序的作用就是粗化銅表面，增大結合面積，增加表面結合力。

黑氧化前

黑氧化后

第四部分：內層制作原理闡述

銅面棕化或黑化（BrownOxideorBlackOxide)24

第四部分：內層制作原理闡述

銅面棕化或黑化（BrownOxideorBlackOxide)

棕化流程：

微蝕微蝕：增加銅面附著力，達至粗化銅面的效果。（+水洗）除油除油：通過堿性化學物質將銅面的油性物質，氧化膜除去。（+水洗）預浸預浸：為棕化前提供緩和及加強藥物的適應性前處理。（+水洗）熱風吹干：將板面吹干。干板棕化（+水洗）棕化：在銅表面通過反應產生一種均勻，有良好粘合特性及粗化的有機金屬層結構（通常形成銅的絡合物）。25

第四部分：內層制作原理闡述

排板（Layup)

排板的定義：

多層板或基板在壓合前，需將內層板，半固化片與銅皮等各種散材與鋼板，牛皮紙墊料等，完成上下對準/落齊，或套準之工作，待送入壓合機進行熱壓，這種事前的準備工作稱之為排板。26

排板壓合的種類：

大型排壓法。（MassLam)將各內層以及夾心的半固化片，先用鉚釘予以管位鉚合，外加銅皮后再去進行高溫壓合，這種簡化快速又加大面積之排壓法，還可按基板式的做法增多“開口數”（Opening)，既可減少人工并使產量增加的方法，稱之為大型排壓法。

第四部分：內層制作原理闡述

排板（Layup)

梢釘壓板法。（PinLam)將各內層板，半固化片以及銅皮，先用梢釘予以管位，預疊后再去進行高溫壓合，這種小面積之排壓方法，稱之為梢釘壓板法。27

第四部分：內層制作原理闡述

排板（Layup)

排板流程（MassLam)：

壓板半固化片沖定位孔半固化片沖定位孔：根據預疊使用的管位孔的距離，數量，位置及大小沖孔。板材打雞眼釘板材打雞眼釘：在預疊使用的管位孔位置進行層間管位。鋼板清潔處理牛皮紙剪裁切半固化片剪裁銅皮剪裁銅皮：將銅皮剪為所需的尺寸。切半固化片：將半固化片剪為所需的尺寸。鋼板清潔處理：通過機械研磨方法，清除預疊前使用的鋼板表面膠漬，輕微花痕。牛皮紙剪裁：通過剪床剪為所需的尺寸。預疊預疊：將內層板，半固化片，銅皮，鋼板，牛皮紙按順序的要求管位，逐層疊合。28

第四部分：內層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

壓合流程定義：將已管位預疊的排板料，通過高溫高壓條件的作用下，將各內層板，半固化片以及銅箔粘結在一起，制成多層線路板的制作工序，將稱之為熱壓合法。

工藝條件：提供半固化片從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、然后發(fā)生聚合反應所需的溫度。提供液態(tài)樹脂流動填充線路空間所需要的壓力。提供使揮發(fā)成分流出板外所需要的真空度。29

第四部分：內層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

壓合流程：

壓板壓板：通過設定的溫度，壓力的作用下，將已預疊對位的線路板進行壓合。拆板拆板：將壓合散熱后的線路板與鋼板，梢釘進行分離。X-Ray鉆孔X-Ray鉆孔：利用X光的透視作用與標位確認，鉆出下工序鉆孔使用的管位孔。修邊,打字嘜修板打字嘜：將壓板的不整齊的流膠邊修整，并為下一工序的識別標志打字嘜，以免混板。內層出貨30

第四部分：內層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

X-Ray鉆孔：通過機器的X光透射，通過表面銅皮投影到內層的標靶，然后用鉆咀鉆出該標靶對應位置處的定位孔。

定位孔的作用：多層板中各內層板的對位。同時也是外層制作的定位孔，作為內外層對位一致的基準。判別制板的方向。31

第四部分：內層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

X-Ray鉆孔圖示：鉆孔管位孔一般為3.175mm認方向孔示意圖實物圖32

第四部分：內層制作原理闡述

壓合流程（Pressing)

修邊，打字嘜：根據MI要求，將壓板后的半成品板的板邊修整到需要的尺寸。虛線外為切除部分33