印制板工艺流程培训资料（PPT39页)

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,印制板工艺流程培训资料,做成：,IPC-,Shine,1,印制板的概念,狭义上：,未有安装元器件，只有布线电路图形的半成品板，被称为印制线路板。,广义上讲：,在印制线路板上搭载,LSI,、,IC,、晶体管、电阻、电容等电子部件，并通过焊接达到电气连通的,成品,。,PCBA,：,所采用安装技术，有插入安装方式和表面安装方式。,2,印制板的历史,三十年代的收音机部件,3,印制板的历史,第一次出现：,1936,年第一次在收音机中采用了印制电路板,开始被应用于军事：,1943,年美国人将此技术大量应用于军用收音机内,开始商业化：,1948,年美国国家层面的认可该技术并推广商业化。,广泛应用：,20,世纪,50,年代以后开始广泛应用。,中国：,20,世纪,50,开始研发，六七十年代比较缓慢。改革开放后开始引进吸,收国外技术，并开始大规模发展。,4,印制板的分类,单面板,双面板,多层板,硬板,软硬板,通孔板,埋孔板,盲孔板,硬度性能,PCB,分类,孔的导通状态,表面制作,结构,软板,碳油板,镍钯金板,喷锡板,镀金板,沉锡板,沉银板,沉金板,5,印制板的分类,四层板,八层板,六层板,单面板,双面板,FPC,在手机中的应用,6,制作印制板的材料,主材：,基材,/,覆铜板,/,基板,FCCL,（,铜箔,/,基材）,CCL,（覆铜板,）,树脂（,EXPO,）,+,增强材料（玻璃纤维）,+,铜箔,树脂（,PI,）,+,铜箔,7,制作印制板的材料,1.,铜箔类型,2.,铜箔厚度,3.,胶有,/,无,8,辅材：,CVL / PSR / ECM / STF,覆盖膜,Cover-lay,一般,作为软板外层线路之外表,保护层,，其结构分别为聚亚酰胺 (,PI),及,粘合剂,两层。,油 墨,Photo solder resist ink,可作为软板外层线路之保护层，具有曝光显影之特性，可形成细小结构图形进行高密度零件组装。,制作印制板的材料,9,印制板的工艺流程,目的：,1.,消除板料在制作时产生的内应力。 提高材,料的尺寸稳定性,.,2.,去除板料在储存时吸收的水份，增加材料,的可靠性。,1.,烘板,/,锔板,备注：以带镀覆通孔的双面板为例，介绍主流程。,10,印制板的工艺流程,开料：,开料就是将一张大料根据不同制板要求用机器锯成小料的过程。开料后的板边角处尖锐，容易划伤手，同时使板与板之间擦花，所以开料后再用圆角机圆角。,2.,开料,11,印制板的工艺流程,3.,线路制作,（内,/,外层，单双面板）,前处理 压膜 曝光 显影 蚀刻 去膜,利用,UV,光照射，在曝光区域抗蚀剂中的感光起始剂吸收光子分解成游离基，游离基引发单体发生交联反应生成不溶于稀碱的空间网状大分子结构，而未曝光部分因未发生反应可溶于稀碱。利用二者在同种溶液中具有不同的溶解性能从而将底片上设计的图形转移到基板上，即图像转移。,PET,，,支撑感光胶层的载体，使之涂布成膜，厚度通常为,25um,，其作用是防止曝光时氧气向抗蚀剂层扩散,破坏游离基,引起感光度下降,PE,膜,：,覆盖在感光胶层上的保护膜,(,防止灰尘的污物粘在干膜上,避免每层抗蚀剂之间相互粘结,.,厚度一般为,25um,左右,),光阻剂，,主要成分：粘结剂 、感光单体 、光引发剂 、增塑剂 、增粘剂 、热阻聚剂 、色料 、溶剂,12,印制板的工艺流程,底片,干膜,Cu,基材,贴膜,曝光,显影,蚀刻,褪膜,Developing,Etching,Stripping,13,印制板的工艺流程,3,.,1,贴干膜,(Dr,y Film Lamination),干膜压合,：利用压膜机在铜面上压上感光干膜，是线路形成之关键,贴干膜工序包括前处理,+,干膜贴合,干膜,Cu,基材,14,印制板的工艺流程,3,.,2,曝光,(Expos,ure),曝光是利用紫外线透过底片照,射干膜，使干膜产生聚合反应，从而形成线路。,底片,15,印制板的工艺流程,3,.,3,DES,连线包括显影蚀刻剥膜工序,显影,蚀刻,褪膜,Developing,Etching,Stripping,显影,(Devel,op,ing,),：,利用,Na,2,CO,3,将没有聚合的干膜去除掉，让不要的铜箔显露出来,蚀刻,(Etching),：,蚀刻是利用,CuCL,2,+HCl+H,2,O,2,与铜箔反应，从而将不要的铜箔去除掉简易反应式：,剥膜,(Striping),：,剥膜是利用强碱,NaOH,与聚合的干膜反应，从而去除干膜，使铜箔线路裸露出来。,16,印制板的工艺流程,4. AOI,产生的图像与原始资料比对，不,同之处报出不良,AOI,是检查工站，一般设在多层板的内,/,外层线路工序后。检查蚀刻后的芯板是否有开短路、蚀刻不净等缺陷。,工作原理：,主要是通过两边斜射光与中间的直射光照在,FPC,板上，,FPC,线路（铜）与基材的反射光的强度不一样，,CCD,接收反射回来的光产生不同的灰度，此灰度与原始资料对比从而报出不同之处。,17,印制板的工艺流程,5.,棕化,棕化工艺原理：,在铜表面通过反应产生一种均匀，有良好粘合特性及粗化的有机金属层结构（通常形成铜的络合物）。,优点：,工艺简单、容易控制；,棕化膜抗酸性好，,不会出现粉红圈缺陷。,缺点：,结合力不及黑化处理的表面。,两种工艺的线拉力有较大差异。,18,印制板的工艺流程,6.,排压板,/,层压,工艺简介：,压板就是用,半固化片,将,外层铜箔,与,内层,，以及各内层与内层之间连结成为一个整体，成 为多层板。,COVER PLATE,KRAFT PAPER,SEPARATE,PLATE,KRAFT PAPER,CARRIER PLATE,COPPER FOIL,PREPREG,PCB,工艺原理：,利用半固化片的特性，在一定温度下融化，成为液态填充图形空间处，形成绝缘层，然后进一步加热后逐步固化，形成稳定的绝缘材料，同时将各线路各层连接成一个整体的多层板。,19,印制板的工艺流程,6.1,棕化,棕化工艺原理：,在铜表面通过反应产生一种均匀，有良好粘合特性及粗化的有机金属层结构（通常形成铜的络合物）。,优点：,工艺简单、容易控制；,棕化膜抗酸性好，,不会出现粉红圈缺陷。,缺点：,结合力不及黑化处理的表面。,两种工艺的线拉力有较大差异。,20,印制板的工艺流程,备注：,1.,多层板则是先制作线路，叠板后再钻孔。或两者结合。,2.,钻孔分机械钻孔和镭射,(Laser),钻孔。,7.,钻孔,利用机械式钻针高速旋转钻透之方式，將基材依设计程式钻成通孔,设计孔的种类有下列,导通孔,(Via Hole),零件孔,定位孔或工具孔,21,印制板的工艺流程,8.,镀铜,前处理,除胶渣,孔金属化,全板电镀, 下工序,用,化学镀铜,的方法使钻孔后的板材孔内沉积上一层导电的金属,并用,全板电镀,的方法使金属层加厚,以此达到孔内金属化的目的,并使线路借此导通。,镀铜： 利用电解方式，阳极溶解铜球，阴极还原铜离子。,22,印制板的工艺流程,8.1,前处理,前处理的作用：,去除铜表面的油脂，氧化层等杂质。,前处理方式：,A.,喷砂研磨法,B.,化学处理法,C.,机械研磨法,化学处理法的基本原理：,以化学物质如,SPS,等酸性物质均,匀咬蚀铜表面，去除铜表面的油脂及氧化物等杂质,23,印制板的工艺流程,8.2,除胶渣（,Desmear,）,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。,流程：,膨胀剂,水洗,除胶渣,水洗,中和,水洗,24,印制板的工艺流程,8.3,化学沉铜和黑孔等,化学沉铜：,是一种自催化的化学氧化及还原反应，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。通过化学反应，使孔内镀上一层很薄的铜，约,1-3um,整孔,水洗,微蚀,水洗,预浸,水洗,活化,水洗,还原,水洗,沉铜,水洗,化学镀铜的反应机理,：,Cu,2+,+ 2CH,2,O + 4 OH,Cu + 2HCOO,-,+ 2H,2,O + H,2,2Cu,2+,+ HCHO + 3OH,-,2Cu,+,+HCOO,-,+2H,2,O,2Cu,+,Cu +Cu,2+,25,印制板的工艺流程,8.4,化学沉铜和黑孔等,黑孔：,黑孔是流水线作业，主要工序：投料段热水洗溢流水洗水刀清洁溢流水洗,黑孔,1,吹干,1,整孔,溢流水洗,黑孔,2,烘干,2,中检微蚀,1#,微蚀,2#,溢流水洗烘干,3,出料段,黑孔,1,：,使用的药水为黒孔起动剂，利用带负电荷碳粉附着在正电荷孔壁,整孔：,再次调整孔壁电性带正电荷，为主要电性调整工段,黑孔,2,：,使带负电荷石墨紧密的附着在正电荷孔壁上,26,印制板的工艺流程,8.5,电镀铜原理,镀铜液的主要成分是,CuSO,4,和,H2SO,4,，直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应：,Cu,镀液,PCB,镀液,+,-,+,Cu,阴极,:Cu,2+,+2e Cu,阳极,Cu -2e Cu,2+,镀铜线流程：,夹板挂架喷流水洗,清洁,热水洗,微蚀,水洗,酸浸,镀铜,水洗下料镀铜后处理,27,印制板的工艺流程,9.,防焊,/,阻焊,(,绿油，油墨，阻焊膜,),阻焊膜印刷,丝印感光阻焊可作为印制板外层线路之保护层，具有曝光显影之特性，可形成细小结构图形进行高密度零件组装。其作用为,防止焊接时出现线路搭桥的缺点,，提供长时间的,电气环境和抗化学保护，同时起绝缘作用,。,此工序,流程：前处理,阻焊膜,印刷,预烘,曝光,显影,烘烤,/UV,固化,阻焊膜曝光,28,印制板的工艺流程,9,.,1,阻焊膜涂覆,/,施加方式,A,丝网印刷（,Screen Print),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。,B,涂布印刷（,Curtain Coating),即将已调稀的非水溶性绿油油墨，以水帘方式连续流下，在水平输送前进的板面上均匀涂满一层绿油，待其溶剂挥发半硬化之后，再翻转做另一面涂布的施工方式。喷涂印刷（,Spray Coating),C,喷涂印刷（,Spray Coating),利用压缩空气将调稀绿油以雾化粒子的方式喷射在板面的绿油印制方式。,印制技术已由早期手工丝网印刷或半自动丝印发展为连线型（,In-Line),涂布或喷涂等施工方式，但,丝网印刷技术,以其,成本低,，,操作简便,，,适用性强特点,，尤其能满足其他印刷工艺所无法完成的诸如,塞孔、字符印刷，导电油印刷（碳油制作）,等制作要求，故而仍为业界广泛采用,29,印制板的工艺流程,9,.,2,FPC,的覆盖膜加工,A.,覆盖膜加工：,从冷库,CVL,物料进行室温化，使用连续冲孔机进行裁切 。,CVL,钻孔，,钻出后续冲切用的定位孔。随后用冲床冲切出覆盖膜开口。,B.,覆盖膜贴合（假贴）：,贴合板子时需先撕去离型纸，以人工或假接著机套,Pin,预贴。,覆盖膜压合：,C.,烘烤：,通过放入烘箱烘烤，使热固化胶最终固化成型。,30,印制板的工艺流程,10.,表面处理,(,镀镍金,/OSP/ENIG/ENEPIG/,沉银,/,沉锡,/,喷锡。,),在要镀金的,PAD,上接通电流，以电镀形式析出金，根据客户设计选择镀镍金或镀直金,应用：电镀金分软金,/,硬金，主要差别为硬金含,0.3% Co,，软金则无；如果是,FPC,若有较高的弯折需求则以使用软金为好。,表面处理的厚度要求：,电镀镍金（镍,3-9um,，金,0.025-0.1um,）,镊饼,(,阳极反应,),：,Ni - 2e,Ni,2+,制品,(,阴极反应,),：,Ni+ 2e, Ni,制品,(,阴极反应,),：,Au+ e,Au,31,印制板的工艺流程,10,.,1,化学镀镍金,(ENIG),化学镍金：,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。,生产流程：,SPS,前处理,粗化铜面水洗预浸,(,保护活化槽,),活化,(,在铜面上一层,Pd,铜将,Pd,置换出来付着在待浸金之铜面上,),水洗,镍槽,(Pd,在镍槽起催化作用,镍槽药水,Ni,2,SO,4,与,NaH,2,PO,2,在,Pd,催化下产生,Ni,并附着于铜面上,),水洗,金槽,(,镍将金槽游离的,Au+,置换出来付着于镍层,),水洗后处理烘干,特性：,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。,不用引线,/,形状各异时金镍厚很均匀,/,耐盐雾性能差,32,印制板的工艺流程,10,.,1,化学镀镍金,(ENIG),化学镍金：,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。,生产流程：,SPS,前处理,粗化铜面水洗预浸,(,保护活化槽,),活化,(,在铜面上一层,Pd,铜将,Pd,置换出来付着在待浸金之铜面上,),水洗,镍槽,(Pd,在镍槽起催化作用,镍槽药水,Ni,2,SO,4,与,NaH,2,PO,2,在,Pd,催化下产生,Ni,并附着于铜面上,),水洗,金槽,(,镍将金槽游离的,Au+,置换出来付着于镍层,),水洗后处理烘干,特性：,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。,不用引线,/,形状各异时金镍厚很均匀,/,耐盐雾性能差,33,印制板的工艺流程,11.,外形加工,(,成型,1,，成型,2,。,),将整个,PANEL,裁切成小,PCS,。（冲切机，铣切机，激光等）,冲型：,利用钢模,/,刀模冲切电镀引线，以利后续,O/S,测试,铣切：,工程部根据客户提供的边框制作外形程序，外形工序则根据工程部提供铣带铣板,34,印制板的工艺流程,12.,补强板贴合,/,压合,/,烘烤,(,仅,FPC,需要,STF),补强板在软板中主要是对,插接、焊接、按键,等部位起加强韧性、强度的作用。常见的补强板有,PI,、,PET,、,PVC,、,FR-4,、钢片、铝片等。,补强的选用一般根据软板使用的特性、使用环境，如温度要求等为根据,35,印制板的工艺流程,13. O/S,测试,(,或,ET,测试,),电测主要检查：短路（,S,）、断路（,O,）、微短、微断。,对成品进行检测，以防止不良品出给客户。电测方式有专用型、泛用型、飞针型。,36,印制板的工艺流程,14.,终检,FQC,目的：产品冲切成单片后，对产品的外观进行,100%,的检查。,信赖度的测试包括：焊锡性、线路抗撕强度、抗弯拆强度、,Section,（切片）、,S/M,附着力、,Gold,（镀金层）附着力、热冲击、离子污染度、阻抗等,37,印制板的工艺流程,15.,包装出货,软性电路板在出货时会依不同的客戶需要及外型尺寸订定包裝方式，以,确保产品运送途中不产生伤痕等不良。,作业方式：塑胶袋,+,纸板,低粘着包材,制式真空盒（便当盒）,专用真空盒（抗静电等级）,38,T h a n k s,39,