PCB工艺流程培训教材课件.ppt

,PCB工艺流程培训教材,讲师 日期,讲师简介,（姓名） （现任职务） （工作经历） （主要业绩）,返回目录,课程大纲,1,3,4,2,PCB多层板工艺流程,PCB流程解析,PCB常缺陷展示,思考题,开料,内层线路,棕化/压合,钻 孔,沉铜/全板电镀,外层干菲林,表面处理,成型,图形电镀/外层蚀刻,防焊/文字,ET测试,包装,出货,一、PCB多层板工艺流程,外层AOI,内层AOI,FQC,目的：将来料加工成生产要求尺寸。,自动开料机,三种常用尺寸的板料37 49;41 49;43 49, 开料- Laminate Cutting,二、PCB流程解析,* 开料注意事项： 1. 开料后的小料经过磨边、磨角主要是避免板与板在运输过程中擦花； 2. 区分小料经纬向（小料与大料的长边一致为直料；小料与大料的长边 不一致为横料）； 3. 烤板的目的是： a. 消除板料在制作时产生的内应力，提高材料的尺寸稳定性； b. 去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。,提示： 烤板前需要清洗板边及板面的粉尘，避免高温后粉尘粘在板面造成后续铜粒、凹痕、擦花、板曲等品质隐患。,烤板参数： 普通和中Tg值板参数为150，4小时。 高Tg值板参数为170，5小时。,二、PCB流程解析, 内层- Inner Dry Film,目的： 主要通过微蚀前处理将铜面处理干净及粗化，在处理好的铜面通过涂布机涂上一层液态感光内层油墨并烘干，通过底片对位、曝光的方式使底片上的图形转换到板面，经过显影、蚀刻、去膜后烘干后，产品就从一块光铜板变成有线路的内层线路板，完成后称为内层芯板。,流程：,二、PCB流程解析, 内层- Inner Dry Film,目的：前处理将板面的油迹、氧化物、垃圾等除去，同时粗化铜面，为后序的干膜良好的附着于铜面。,1.前处理（化学清洗/机械磨板）,注意事项： 做板前，磨痕测试和水膜测试OK后才可以做板。 * 磨痕范围：815mm * 水膜测试：30S （化学清洗只做水膜测试）,二、PCB流程解析,2.涂布,目的： 在处理过的铜面涂上一层感光膜层感光油。, 内层- Inner Dry Film,涂感光油通过滚辘将感光油墨涂覆在铜板表面，再经过烘干段烘干和冷却，准备曝光的一个过程。,二、PCB流程解析,基板,油墨的粘度的高低决定油墨厚度,转速越快,涂布厚度越厚,金属刮刀与涂布轮松紧调节可改变涂油墨厚度,A1/A2:涂布轮B1/B2:金属刮刀,将油墨涂在橡胶轮上C1/C2:油墨输送,将从主油墨槽抽取的油墨送至各刮刀油墨槽內,涂布原理解析, 内层- Inner Dry Film,二、PCB流程解析,3. 曝光,紫外光,内层底片采用负片制作： 即要的线路或铜面是透明区，不要的部份则为暗区，经过紫外线照射曝光后，透明部份受光照而起化学作用硬化，遮光位置没有硬化，在显影时会被冲掉，于是在内层蚀刻时露出的铜箔会被蚀刻掉，而保留未被冲掉的部分，退膜以后就是我们所需要的线路。,目的： 在紫外光的照射下，将菲林底片上的线路图形转移到板面上。, 内层- Inner Dry Film,二、PCB流程解析,曝光注意事项： 高度清洁对贴膜和曝光是极其重要的，所以曝光房是属洁净房，工艺要求人、板、底片和机器都要清洁，房中的东西样样都要清洁，才能有效地减少开路，操作员必须穿防尘衣和带手套。 洁净房，线路板洁净房一般标准是在每立方米空中，粒径大于0.5微米的尘埃含量不可超过10,000粒（属一万级的），且干净房要求的温度为18-22 ，相对湿度为50-60%。, 内层- Inner Dry Film,二、PCB流程解析,退膜,蚀刻,显影, 内层- Inner Dry Film,4.DES,二、PCB流程解析,显影目的 显影是将没有经过UV光照射的油墨以显影药水（13%NaCO3溶液）溶解掉，留下已曝光的图形。 蚀刻目的 通过酸性蚀刻药水（氯化铜）将显影后露在外面的铜溶解掉， 初步形成线路图形。退膜目的 蚀刻后，线路上经过曝光的感光膜被退膜药水（35%NaOH溶液）剥离解掉，留下已蚀刻后的裸露线路。, 内层- Inner Dry Film,二、PCB流程解析, 内层AOI检查- Inner Middle Inspection,目的 利用自动光学检查仪，通过对照设计资料对蚀刻后的板进行检查，以确保制板无缺陷（如无开、短路等）进入下一工序。,自动光学检测机,* 开路 * 短路 * 线幼/线宽 * 边缘粗糙,内层AOI检查缺陷内容：,* 线路缺口 * 针孔 * 划伤露基材 * 残铜,PCB工艺流程,部分缺陷示意图：,凸铜,短路,修理前缺陷图片,孔内无铜丝、毛刺,修理前缺陷图片,修理好的线隙, 内层AOI检查- Inner Middle Inspection,二、PCB流程解析,压板工序全流程,压合- Pressing,二、PCB流程解析,对铜表面进行化学氧化，使其表面生成一层氧化物（棕色的氧化亚铜)，以进一步增加表面积，提高粘结力。,压合- Pressing,注意事项：1. 棕化后的板要及时排板压板，放置时间过长易受潮与空气中的co2生产碳 酸，碳酸会溶解黑氧化层，影响其结合力，会增加爆板风险；2. 厚铜板（2OZ）和光板需要烤板去掉多余水份； 烤板参数:1205120 min。,目的,1.棕化,二、PCB流程解析,根据MI指示，把芯板与PP叠放到一起。,压合- Pressing,目的,2.预叠,常见四层板结构,二、PCB流程解析,将预叠、铆合好的产品每套依次独立摆放在钢板上，一般每盘排46pnl生产板。,压合- Pressing,目的,PCB工艺流程,3.排版,通过一定的温度、压力作用，使PP由半固态变成液态的固化过程，使芯板、PP与铜箔粘合在一起。,压合- Pressing,目的,PCB工艺流程,4.压合,压机,把压合完成后的产品拆成pnl板，冷却处理。,压合- Pressing,目的,5.拆板,二、PCB流程解析,通过X-Ray设备的X光照射抓取内层图形靶标位置，再通过机械钻孔的方式钻出定位孔。,压合- Pressing,目的,6.X-Ray钻靶,二、PCB流程解析,在铜板上钻通孔/盲孔，建立线路层与层之间以及元件与线路之间的连通。,钻孔- Drilling,目的,Alumina铝,Copper Foil铜箔,Laminate 板料,Baseboard (底板,可分为木质板和酚醛板),铝:散热铜皮:提供导电层底板:防钻头受损,二、PCB流程解析,1、钻孔条件： * 进刀速度(Feeds)：每分钟钻入的深度 * 旋转速度(Speeds)：每分钟所旋转圈数 * 排屑量：每一转所能刺入的深度为其排屑量,数控钻机,2、钻孔能力： * 最小钻孔径：一般机械孔最小为0.2mm） * 孔位置公差（一般为3mil） * 孔径公差（一般为+0/-1mil）,钻孔条件及能力,钻孔- Drilling,二、PCB流程解析, 沉铜、全板电镀,沉铜制作流程图,二、PCB流程解析,目的： 用高锰酸钾氧化还原法除去钻孔过程中产生的残留胶渍；然后用化学方法使线路板孔壁/板面沉上一层薄铜，使板面与孔内成导通状态；为防止沉铜层氧化，经全板电镀方法加厚孔内铜层，防止孔内铜被破坏。,沉铜,基铜,板面电镀铜,沉铜/全板电镀常见缺陷： 背光不良/孔内无铜 铜层分离 塞孔,除胶/沉铜重点控制参数： 除胶速率: 0.15-0.35mg/cm2 微蚀速率: 40-80U 沉铜速率: 15-30 U, 沉铜、全板电镀,二、PCB流程解析,DESMEAR 前,DESMEAR 后,全板电镀, 沉铜、全板电镀,二、PCB流程解析,目的： 经钻孔及通孔电镀后,内外层已连通, 本制程再制作外层线路（流程类似于内层线路，不同的是菲林的正负片之分）, 以达到导电性的完整，形成导通的回路。,曝 光,显 影,贴 膜, 外层干膜- Outer Dry Film,二、PCB流程解析,流程：,a. 菲林与板对位精度 * 手工对位： 2mil * 自动对位曝光机：1.5milb. 外层干菲林工序常见问题 * 破孔 * 菲林碎 * 曝光不良 * 擦花,外层自动曝光机, 外层干膜- Outer Dry Film,二、PCB流程解析,目的 在完成外层线路工序后呈现出线路的铜面上用电镀方法加厚铜层,再镀上一层锡作为该线路的保护层。,镀 锡,镀 铜,电镀工序常见问题 * 烧板 * 电镀粗糙 * 塞孔,图形电镀- Pattern Plating,二、PCB流程解析,流程：,* 孔内无铜 * 渗镀 * 夹膜,目的： 前工序所做出有图形的线路板通过退膜蚀刻将未受保护的非导体部分铜蚀刻去，形成线路。,孔内沉铜,板料,线路,退膜、蚀刻、剥锡,二、PCB流程解析,退 膜,蚀 刻,剥 锡,蚀刻常见缺陷： *蚀刻不净 *线幼 *夹菲林 *铜面水印/粗糙,退膜、蚀刻、剥锡,二、PCB流程解析, 外层AOI检查,目的 利用自动光学检查仪，通过对照设计资料对蚀刻后的板进行检查，以确保制板无缺陷进入下一工序。,自动光学检测机,外层AOI检查缺陷内容：,开路、短路、铜渣、蚀刻不净、刮伤、缺口、渗镀、线幼、镀锡不良、压膜起跑、夹膜、凹陷、偏孔、漏钻等缺陷。,二、PCB流程解析,目的： 一种保护层，涂覆在印制板不需焊接的线路和基材上。防止焊接时线路间产生桥接，同时提供永久性的电气环境和抗化学保护层。流程：,防焊,二、PCB流程解析,防焊,防焊流程介绍1. 板面处理（Suface preparation） 去除板面氧化物及杂质，粗化铜面以增强与绿油的附着力。2. 印油（Screen print） 通过丝印方式按客户要求，绿油均匀涂覆于板面。3. 预烤（Predrying） 将油墨内的溶剂蒸发掉，板面绿油初步硬化准备曝光。4. 曝光（Exposure） 根据客户要求制作特定的曝光底片贴在板面上，在UV光下进行曝 光，设有遮光区域的绿油最终将被冲掉裸露出铜面，受紫外光照射 的部分发生化学反应，并最终着附于板面。5. 显影（Developing） 将未被曝光的绿油经过1%左右的NaCO3溶液冲洗掉，露出需要焊接的铜 面PAD位。,二、PCB流程解析,前处理,丝 印,显影后,常见缺陷：* 塞孔爆油* 掉油墨* 预烤干燥不良* 铜面氧化* 孔内有油墨* 油墨不均,防焊,二、PCB流程解析,目的： 提供白、黄或黑色标记，给元件安装和今后维修印制板提供信息，主经通过丝网印刷的方式来实现。,白色符号,文字,二、PCB流程解析,流程：,1. 文字（Component mark） 按客户要求、印刷指定的零件符号。2. 后烤（Thermal curing） 最终将绿油和文字油墨一起烘干、硬化；一般文字油墨150烤板30min。,油墨测试项目： 1 热冲击测试（条件：288、10S、3次） 2 耐酸碱和异丙醇测试 * 10%NaOH溶液 浸泡30min * 10%H2SOH4溶液 浸泡30min * 75%异丙醇溶液 浸泡15min 3 3M拉胶测试（各种表面处理后做测试） 4 IR炉测试（过5次IR炉） 5 铅笔硬度测试（油墨硬度6H）,文字,二、PCB流程解析,将印制板浸入熔融的焊料中，再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得到一个平滑，均匀又光亮的焊料涂覆层。 喷锡分为有铅喷锡（通常焊料为63Sn/37Pb）和无铅喷锡（通常焊料为SnAgCu, SnCuNi,SnCuTi） 。,喷锡,表面处理- Surface treadment,喷锡机,二、PCB流程解析,优点,缺点,良好的可焊性 储存期长 使用面广 有良好的可靠性 易检测 良好的阻焊兼容性,高投资的生产设备,苛刻的保养要求 不适用细的SMT/SMD设计 生产过程对板子有冲击 影响完成孔径 不易Bond线 表面不均匀,喷锡,表面处理- Surface treadment,喷锡板,二、PCB流程解析,沉金,指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层的一种工艺。在裸铜面进行化学镀镍，然后化学沉金。,优点,缺点,表面耐磨 表面均匀 极佳的可焊性 良好的储存期 耐多次的热冲击 易Bond线 电测试不易损伤表面 良好的外观,高成本 流程控制困难 对阻焊要求高 需垂直生产线生产 黑镍（目前市面上新推出的镍钯金可以改善黑镍，但价格太高且随市场波动。）,表面处理- Surface treadment,沉金板,二、PCB流程解析,沉银,通过化学反应的方法在铜面上沉积一层银，用来保护铜面并作为可焊性涂层的一种工艺。,优点,缺点,表面均匀 易Bond线 易检测 良好的阻焊兼容性,需有机保护以保持可焊性 对储存环境要求高 高的成本 容易氧化发黄,表面处理- Surface treadment,沉银板,二、PCB流程解析,沉锡,通过化学反应的方法在铜面上沉积一层锡，用来保护铜面并作为可焊性涂层的一种工艺。,优点,缺点,容易贴件 表面均匀 低的离子污染 良好的可焊性,储存环境对可靠性有影响 差的阻焊兼容性 仅能Bond金线,不适用于铝线 容易甩油 容易出现鼠咬/锡须缺陷,表面处理- Surface treadment,沉锡板,二、PCB流程解析,OSP,OSP是Organic Solder ability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜。即经过化学反应在铜面上形成有机保膜，防止铜面的迅速氧化。,优点,缺点,厚度均匀 低的运作成本 终端客户认可 设备投资少 良好的可焊性 良好的储存期 良好的阻焊兼容性,难于检测 受多次热冲击时可焊性下降,对 松香要求变高 不易Bond线 对铜面要求高,表面处理- Surface treadment,OSP板,二、PCB流程解析,目的： 通过锣、V坑、模冲及斜边的加工方式将线路板加工成客户需求的外形。,数控成型机,冲床,成形加工- Punching,二、PCB流程解析,流程：数控成型（CNC）斜边V-CUT清洗,ET测试方式常见有二种： 1.夹具测试 主要测试大批量线路板，速度快， 但每种夹具只能测试一款线路板； 2.飞针测试 主要测试样板及小量线路板，速度 慢，但按照资料可测试多款线路板。,目的： ET测试主要是检查PCB板的开短路，出货前电气性能测试合格。,全自动电测试机, ET测试- E-Test,二、PCB流程解析,流程：装机测试异常板找点复测,A. FQC PCB制作到FQC，将进行最后的品质检查，检查 内容包括：尺寸、外观、翘曲度等相关品质缺陷。 外观检查参照IPC相关标准！ 如：IPC-A-600G PCB接受标准 B. 包装/出货 * 包装分类真空铝袋和真空袋包装； * 使用纸箱包好成品线路板待出货。, FQC/包装/出货,二、PCB流程解析,三、PCB常见缺陷展示,内层开路,内层短路,孔偏,孔破,外层开路,外层短路,镀层分裂,防焊显影不净,三、PCB常见缺陷展示,油墨入孔,文字不清,板翘,线路针孔,三、PCB常见缺陷展示,a,52,返回目录,思考题,简述PCB生产流程。PCB压合的目的是什么？PCB钻孔的目的是什么？PCB线路是如何实现的？PCB常见的表面处理有哪些？PCB常见缺陷有哪些？,