印制电路技术基础

题目用28号黑体加黑,单击此处编辑母版文本样式（正文用20号宋体加黑，如果内容少，可适当放大，但不超过标题的28号字）,注释字体最小不小于12号字,*,印制电路技术基础,孙俊杰,20080725,内容概要,印制电路板的功能和地位,（5,min）,印制电路板的分类,（5,min）,印制电路板用基材介绍,（5,min）,印制电路板的设计概述,（5,min）,常规多层板的工艺流程,（90,min）,印制电路板常用术语介绍,（15,min）,印制电路板常用计量单位介绍,（10,min）,Q/A,（20min）,印制电路板的功能和地位,印制电路板，即,The Printed Circuit Board，,简写,PCB。,发展历史：,印制电路概念于1936年由英国,Eisler,博士提出，且首创了铜箔腐蚀法工艺；在二次世界大战中，美国利用该工艺技术制造印制板用于军事电子装置中，获得了成功，才引起电子制造商的重视；,1953年出现了双面板，并采用电镀工艺使两面导线互连；,1960年出现了多层板；,1990年出现了积层多层板；,1990,年代末出现了埋置无源元件板。,印制电路板的主要功能：,支撑电路元件和互连电路元件，即支撑和互连两大作用。,随着埋电容、埋电阻,PCB,板的出现，也起电路元件的作用。,产业地位：,在电子元器件产品中印制板产值仅次于半导体集成电路产业而列第二位。,内容概要,印制电路板的功能和地位,印制电路板的分类,印制电路板用基材介绍,印制电路板的设计概述,常规多层板的工艺流程,印制电路板常用术语介绍,印制电路板常用计量单位介绍,印制电路板的分类,印制板一般按三种方式分类：以用途分类，以基材分类，以结构分类。,按用途分：,工业类(交换机、基站）,、,消费类（手机、电视机、,MP3）、,航空航天类（火箭、导弹、空间站）,按基材分：,环氧玻璃布板、聚四氟乙烯板、陶瓷基板、金属基板、酚醛纸基板,按结构分：,刚性板（单面板、双面板、多层板、埋盲孔板）、挠性板（单面板、双面板、多层板）、刚挠结合板。,内容概要,印制电路板的功能和地位,印制电路板的分类,印制电路板用基材介绍,印制电路板的设计概述,常规多层板的工艺流程,印制电路板常用术语介绍,印制电路板常用计量单位介绍,印制电路板用基材介绍,基材分类：,单、双面,PCB,用基板材料（覆铜箔层压板，简称为覆铜板，英文缩写为,CCL）；,多层,PCB,用基板材料（内芯薄型覆铜板、半固化片等）。,基材在,PCB,中的作用：,基材担负着导电、绝缘和支撑三方面功能，且,PCB,的性能、质量、制造中的可加工性、制造成本、制造水平等，在很大程度上取决于基板材料。,基材的结构：,常用,FR4,覆铜板包括以下几部分：,A、,玻璃纤维布,B、,环氧树脂,C、,铜箔,内容概要,印制电路板的功能和地位,印制电路板的分类,印制电路板用基材介绍,印制电路板的设计概述,常规多层板的工艺流程,印制电路板常用术语介绍,印制电路板常用计量单位介绍,印制电路板的设计概述,电子设备的设计程序：,确定设备规格/产品功能/档次结构设计电路图设计印制板设计印制板制造装配/测试,印制板设计：,将电原理图（逻辑图）转换成线路图（电路图）。,印制板设计考量因素：,功能性（支撑/互连/电路元件）、可靠性、可加工性、经济性。,设计中的技术因素：,板的结构类型（刚性/层数等）、基材的类型、外形尺寸、元器件布局、线路布设、表面涂覆方式。,内容概要,印制电路板的功能和地位,印制电路板的分类,印制电路板用基材介绍,印制电路板的设计概述,常规多层板的工艺流程,印制电路板常用术语介绍,印制电路板常用计量单位介绍,常规多层板的工艺流程,常规多层板流程（仅指图形电镀工艺）：,内层下料内层图形内层蚀刻冲定位孔内层检查棕化/黑化（配板）叠板层压钻靶标铣边钻孔沉铜加厚电镀外层图形图形电镀外层蚀刻阻焊印刷印字符表面涂覆（,V,刻）外形铣电测成品检验终审包装,图形电镀工艺,Vs,掩孔蚀刻工艺：,碱性蚀刻,Vs,酸性蚀刻,特殊工艺流程：,埋盲孔板：一次或多次内层钻孔、层压,POFV,板：塞孔电镀,混压板：一种或多种基材混合设计在同一款,PCB,中。,常规多层板的工艺流程（1）,内层图形加工介绍,内层图形流程：,前处理,压膜,曝光,DES,裁板,裁板,(BOARD CUT):,目的,:,依设计规划要求,（,MI）,将基板材料裁切成所需尺寸,主要原物料,:,基板,;,开料,锯片,注意事项,:,基板,规格，如铜厚,H/H;1oz/1oz;2oz/2oz,、,板厚,经纬向,常规多层板的工艺流程（2）,内层图形加工介绍,前处理,(PRETREAT):,目的:,去除,铜,面上的污染物，,增加,铜,面粗糙度,以利,于后续,的,压,膜制程,主要,用,料：,刷,轮或硫酸双氧水或其它氧化剂,压膜,:,目的,:,将经处理,的,基板铜面透过热压方式贴上抗蚀膜,主要原物料,:,干膜,(Dry Film),或湿膜,水溶性膜主要是由,于,其,组,成中含有,机,酸根，,会与,強,碱,反,应,使成,为,有,机,酸的,盐类,，可被水溶掉。,压膜前,压膜后,常规多层板的工艺流程（3）,内层图形加工介绍,曝光,(EXPOSURE):,目的,:,经,UV,光源作用将原始底片上的图像转移到感光底板上,主要原物料,:,底片,内层所用底片为负片,即白色透光部分发生光聚合反应,黑色部分则因不透光,不发生反应,图形电镀,外层所用底片刚好与内层相反,底片为正片,。,UV,光,曝光前,曝光后,常规多层板的工艺流程（4）,内层图形加工介绍,显影,(DEVELOPING):,目的,:,用碱液将未发生化学反应,的,干膜部分冲掉,主要原物料,:,Na,2,CO,3,将未发生聚合反应,的,干膜冲掉,而发生聚合反应,的,干膜则保留在板面上作为抗蚀保护层,显影后,显影前,常规多层板的工艺流程（5）,内层图形加工介绍,蚀刻,(ETCHING):,目的,:,利用药液将显影后露出的铜蚀掉,形成内层线路图形,主要原物料,:,蚀刻药液,(NaClO,3,和,CuCl,2,),蚀刻后,蚀刻前,常规多层板的工艺流程（6）,内层图形加工介绍,去膜,(STRIP):,目的,:,利用强碱将保护铜面,的,抗蚀层剥掉,露出线路图形,主要原物料,:,NaOH,去膜后,去膜前,常规多层板的工艺流程（7）,CCD,冲定位孔,:,目的,:,利用,CCD,对位冲出,后续层间定位用的,定位,工具,孔,（,铆钉孔,、销钉孔等）,注意事项,:,CCD,冲孔精度直接影响,层间,对准度,故机台精度定期确认非常重要,。,AOI,检验,:,全称为,Automatic Optical Inspection,，,自动光学检测,目的：,通过光学反射原理将图像回馈至设备，与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较，找出缺点位置,常规多层板的工艺流程（8）,棕化/黑化,:,目的,:,(1),粗化铜面,增加与树脂接触,的,表面积,(2),增加铜面对流动树脂,的,湿润性,(3),使铜面钝化,避免发生不良反应,主要,原,物料,:,棕,化/黑化,药液,配板（预定位）,目的,:,利用铆钉,或热熔,将多张内层板,对位准确地,钉在一起,以避免后续加工时产生层间滑移,主要原物料,:,铆钉,;P/P,P/P(PREPREG):,由树脂和玻璃纤维布组成,据玻璃布种类可分为,1080;2116;7628,等几种,2L,3L,4L,5L,铆钉,常规多层板的工艺流程（9）,叠板,:,目的,:,将预叠合好之板叠成待压,“三明治”,形式,Layer 1,Layer 2,Layer 3,Layer 4,Layer 5,Layer 6,Layer 1,Layer 2,Layer 3,Layer 4,Layer 5,Layer 6,铆钉定位,销钉/四槽定位,常规多层板的工艺流程（10）,层压,目的,:,通过热压方式将叠合板压成多层板,主要原物料,:,牛皮纸,;,钢板,牛皮纸的作用：,缓冲压力,缓冲热传递速率,隔离钢板,压力,牛皮纸,承载盘,热盘,可叠很多层,常规多层板的工艺流程（11）,钻靶标、铣边:,目的,:,经铣边、打靶、磨边等工序对压合后的多层板进行初步外形处理，以便后工序品质控制及提供后工序加工用工具孔。,主要原物料,:,钻头,;,铣刀,钻靶标的作用：,为后工序提供定位孔，同时实现内层与外层之间的准确对位。,常规多层板的工艺流程（12）,钻孔,:,目的,:,在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔（非金属化）,主要原物料,:,钻头,;,盖板,;,垫板,钻头,:,碳化钨,钴及有机黏着剂组合而成,盖板,:,主要为铝片,在制程中起钻头定位,、,散热,、,减少毛头,、,防压力脚压伤作用,垫板,:,主要为复合板,在制程中起保护钻机台面,、,防出口性毛头,、,降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用,铝盖板,垫板,钻头,常规多层板的工艺流程（13）,去毛,刺,(,Deburr,):,毛,刺,形成原因:,钻,孔,后,孔,边缘,的未切,断,的,铜丝,及未切,断,的玻璃布,目的:去除孔,边缘,的,毛刺，,防止,镀,孔不良,重要的原物料：刷轮,去,钻污,(,Desmear,):,钻污,形成原因:,钻,孔,时,造成的高溫超,过玻璃化转换溫度,(,Tg,温度,),而,形成融熔,状,产,生,胶,渣,Desmear,之目的:,裸露出各,层,需互,连,的,铜环,，另膨松,剂,可,改善孔壁,结构,，增強,电镀,銅附著力。,重要的原物料：,KMnO4(,除胶剂,),常规多层板的工艺流程（14）,沉铜/,化,学铜,(,PTH),化,学铜,之目的:通,过,化,学,沉,积,方式,在,孔内及板,表面沉,积,微米,的,化,学铜,。,重要原物料：,活化钯，电镀液,加厚镀铜,加厚铜,目的:,镀,上5,um,厚度的,铜,以保,护仅,有,的,0.5,um,厚度的化,学铜,不被,后,制程破,坏,造成孔,断裂,。,重要原物料,:,铜,球,（阳极）,PTH,一次銅,常规多层板的工艺流程（15）,（图形电镀工艺下的）外层图形加工介绍,外层图形流程：,前处理,压膜,曝光,显影,前处理、压膜基本同内层图形,曝光(,Exposure):,目的:,通,过曝光转移,在,干,膜上曝出客戶所需的,线,路,重要物料：,底片,外层所用底片与内层相反，为正片，底片黑色为线路，白色为底板,(,白底黑线,),白色的部分紫外光透射过去，干膜发生聚合反应，不能被显影液洗掉,干,膜,底片,UV,光,常规多层板的工艺流程（16）,（图形电镀工艺下的）外层图形加工介绍,显,影(,Developing):,制,程目的:,把尚未,发,生聚合反,应,的,区域,用,显,像液,将其,沖洗掉,已感光部分,则,因已,发,生聚合反,应,洗不掉而留在,铜,面上成,为蚀刻,或,电镀,之阻,剂,膜.,重要原物料：,弱碱,(Na,2,CO,3,),一次銅,干膜,常规多层板的工艺流程（17）,图形电镀及外层蚀刻加工介绍,图形电镀及外层蚀刻流程：,镀铜,剥膜,线,路,蚀刻,去锡,镀锡,图形电镀铜,:,目的:,将显,影后裸露,铜,面的厚度加,厚,以,达,到客,户,所要求的,最终铜,厚,，相对加厚镀铜属选择性镀铜。,重要原物料：,铜,球,（阳极）,干膜,二次銅,常规多层板的工艺流程（18）,图形电镀及外层蚀刻加工介绍,镀錫,:,目的:,在镀完铜的表面镀上一层锡，做为蚀刻时的保护剂,重要原物料：,锡棒,乾膜,二次銅,保护层-锡层,常规多层板的工艺流程（19）,图形电镀及外层蚀刻加工介绍,去,膜:,目的:,将,抗,电镀,用途之,干,膜以,药,水剥除,重要原物料:,去膜液（,NaOH,),线,路,蚀刻,:,目的:,将,非,导体,部分的,铜蚀刻,重要原物料：,蚀,刻液,(,氨水,),二次铜,保护层-锡层,二次铜,保护层-锡层,底板,常规多层板的工艺流程（20）,图形电镀及外层蚀刻加工介绍,去锡,:,目的:,将导体,部分,上面,起保,护,作用,的锡去,除,二次铜,底板,常规多层板的工艺流程（21）,外层检验：,通过检验的方式，將一些不良品挑出，降低制造成本