一般线路板制作流程知识外层.ppt

1,Elec&EltekPCB Division,外层部分,07/10/2003 T.Y Wong,一般线路板制作流程知识,2,外层制作流程利用已完成的内层工序板料基材，进行钻孔并贯通内层线路，电镀铜层互连及加厚，图形蚀刻，铜面保护等工序，以及相关的可靠性测试，成品测试，检验后完成整个外层制作流程。,第五部分：外层制作原理阐述,3,钻孔（Drilling),除胶渣/孔内沉铜（PTH),全板电镀（Panel plating),图像转移（Image transter),图形电镀（Pattern plating),线路蚀刻（Circuitry etching),防焊油丝印（Solder mask),表面处理-金/银/锡（surface treatment),外形轮廓加工（profiling),最后品质控制（),第五部分：外层制作原理阐述,外层制作流程：,4,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),1.在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小 均需满足客户的要求。2.实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊。3.为后工序的加工做出定位或对位孔。,钻孔目的：,5,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔流程（Drilling),6,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),7,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔,钻带发放,翻磨钻咀,钻带发放：按照客户的要求，编写钻孔的程序，为钻孔的操作提供依据。,钻孔：通过钻带的资料，选取要求的钻咀，按叠数的规定进行。,翻磨钻咀：通过分度导磨或超声波洗涤的磨削作用，将已钝的钻咀重新研磨至符合要求的规格，再应用于生产。,钻孔基本流程（Drilling),8,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),钻孔使用的物料：,每叠板的块数主要取决于板的层数，板的厚度、钻机类型、最小钻咀的直径以及板的内层特性（如HWTC）等。,叠板块数PL/STR：,9,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),钻咀的使用：,简单的判断Hits数法：所钻板材上表面铜箔连续出现毛刺，表明钻咀必须要翻磨。,10,铝片 作用：防止钻孔上表面毛刺保护覆铜箔层不被压伤，提高孔位精度。要求：有利于钻头、钻咀的散热；不折断钻咀；冷却钻头，降低钻孔温度。底板 作用：防止钻孔披锋；防止损坏钻机台；减少钻咀损耗。要求：板面要平滑、清洁；产生的碎屑要小；与待钻板大小一致。皱纹胶纸 作用：固定锯片及每叠板于机台，提高钻孔精度。要求：每叠板四边固定，只覆盖板边，不能接触板面。管位钉 作用：固定每叠板于机台，提高钻孔精度。要求：不能松动；不能弯曲。直径与管位钉一致，不能太大或太小钻咀 作用：通过钻机在高转速和一定落速带动下钻穿线路板。要求：钻咀直径、钻杆直径、钻尖面要符合要求；钻咀要清洁；材质要有 一定韧性、硬度及耐磨性能。,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),钻孔所用的基本物料：,11,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),钻机由CNC电脑系统控制机台移动，按所输入电脑的资料制作出客户所需孔的位置。控制方面分别有X、Y辆坐标及Z轴坐标，电脑控制机台适当的钻孔参数，F、N、Hits、D等，机器会自动按照资料，把所需的孔位置钻出来。,机械钻机的工作原理：,12,第五部分：外层制作原理阐述,钻孔工序（Drilling),镭射钻孔:UV钻孔，CO2钻孔,(主要针对埋孔工艺的制作流程),成孔的其他常用方法：,13,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,磨板,除胶渣,孔沉铜,磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。,孔沉铜：通过钯媒体的作用下，在孔壁上将铜离子还原为铜，起到导通各铜层的作用。,全板电镀：全板电镀是作为化学铜层的加厚层，增加导电层的导电性。,全板电镀,除胶渣：在自动系统及药液作用下，将钻孔过程产生的孔壁胶质体清除，使之粗化及洁净。,14,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,15,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,机械磨板,超声波清洗,高压水洗,机械磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。,高压水洗：利用高压水往复运动冲洗板面及孔，使粘附较牢固的颗粒粉尘在水 压的作用下被有效地清洗，水洗压力在60100bar之间。,烘干：将磨刷后的层压板用冷风与热风吹干后，在下流程开始前存放时，不会被氧化，同时可为检孔流程作准备。,烘干,超声波清洗：使用超声波孔内得到充分清洗，孔内铜粉及粘附性颗粒得以清除。,磨板流程：,16,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,除胶渣流程：,17,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。,除胶渣作用：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,18,膨胀剂：将板浸在膨胀剂溶液中，以使孔内环氧树脂表层及胶渣溶胀。高锰酸钾氧化：将板浸在80以上的高锰钾溶液中，使溶胀后的胶渣被氧化分解，以达到去胶渣的目的，及调整环氧树脂孔壁的粗化。,中和：为了去除反应后产生的二氧化锰沉淀，需要使用还原剂中和处理，还原剂主要成份仍是使用H202 H+MnO2+H2O2 H2O,除胶渣原理：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,19,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,孔沉铜流程：,20,传统的垂直化学沉铜工艺（如，I期PTH）现代的水平直接电镀工艺（如，II期DP-H）,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,PTH的两种工艺：,21,化学沉铜（Electroless Copper Deposition），俗称沉铜，它是一种自催化的化学氧化及还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。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。,孔沉铜作用：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,22,孔沉铜原理：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,a、微蚀又称粗化处理 其作用是利用微蚀剂从铜基体表面上蚀刻掉 2-5um的铜，从而得到一个化学清洁的粗糙表面，使化学铜与底铜结合 良好，主要成分是过硫酸钠（SPS）和硫酸。SPS+H2SO4+Cu CuSO4+Na2SO4+H2O,23,孔沉铜原理：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,b、预浸 其作用是保护后面的钯缸不受污染，其主要成分与钯缸中 有关成分相同。c、活化处理 是在孔壁沉积上一层有催化作用的钯的过程，有两大类：（I）离子钯（ii）胶体钯,24,孔沉铜原理：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,a、离子钯活化原理活化处理分为活化和还原两步，活化剂的主要成分是 合离子钯，即PdCl2和络合剂在碱性条件下产生溶于水的钯离子络合物，该络合物溶于PH 10.5的碱性溶液，活化处理后，在水洗时PH突降，络合钯离子沉积在板面上以及印刷板的孔内壁。即：螯合钯离子（PH 10.5的溶液）螯合离子钯（PH7的沉积物）,25,孔沉铜原理：,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,b、还原由于络合剂使钯离子的电极电位降低，不能与铜直接发生反应，所以要用强还原剂还原离子钯，还原剂为硼氢化合物，为了减缓硼 氢化合物的自然分解，一般在溶液中加入一定比例的硼酸。,26,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,化学沉铜反应基理：,其中反应（1）为主反应，反应（2）为副反应,27,化学沉铜主要技术项目：,a、化学镀铜的沉积速率:化学镀铜液的效率是用单位时间内沉积铜的厚度来衡量，即：化学镀铜增重（g）*11.2*60 沉积速率（u/hr）=沉积总面积(DM2)*化学镀铜时间b、背光,在生产板中抽取数块，在测试孔位做背光切片，比较铜覆盖等 级，4.5级以上合格。,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,28,milmil在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。一般生产板经过Conductron后电阻为 0.1-0.5欧姆,经过全板电镀后电阻为0.0欧姆.。同时,为检验直接电镀的效果,提供目检,背光的依据。,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,全板电镀：,29,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,全板电镀流程：,其中后处理为微蚀或火山灰磨板，其主要作用是对板的表面进行清洁及粗化处理，以适合下工序对板面的要求。,30,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,镀铜液的主要成分是CuSO4和H2SO4，直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应：,阴极:Cu2+2e Cu 阳极：Cu-2e Cu2+,全板电镀原理：,31,第五部分：外层制作原理阐述,孔内沉铜/全板电镀工序,硫酸铜CuSO4、硫酸、氯离子、添加剂（光剂）,全板电镀的溶液成分：,Throwing Power的测试：,为了测试通孔电镀的能力，常用Throwing Power测试方法来衡量，根 据IPC标准：,X（values5-10）*100%Throwing Power=X（values1-4）*0.95,32,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),显影,曝光,菲林制作,退膜,蚀刻,板面处理,贴干膜,图形电镀,褪锡,整体流程：,33,第五部分：外层制作原理阐述,前处理工序（Surface Pre-Treatment),定义：将镀后铜面机械粗化及超声波孔内清洁，便于之后工序的干膜有效地附着在铜面上。,超声波水洗,水洗+火山灰,酸洗,热风吹干,超声波水洗：提升孔内清洁能力及效果。,水洗+火山灰：粗化板面及孔内清洁。,酸洗：除油脂及减少铜面的氧化。,热风吹干：将板面吹干。,（+水洗）,（+水洗）,34,第五部分：内层制作原理阐述,前处理工序（Surface Pre-Treatment),35,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),辘膜（贴干膜）,菲林制作,菲林检查,曝光,辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。,菲林制作：根据客户的要求，将线路图形plot在菲林（底片）上，并进行检查后投入生产。,菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免影像转移出误。,曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥架硬化的效果，而完成影像转移的目的。,定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工艺步骤，达至所需铜面线路图形。,36,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移过程图例,贴膜,曝光,显影,蚀刻,褪锡,图电,褪膜,37,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),38,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),贴膜机将干膜通过压辘与铜面附着，同时撕掉一面的保护膜。,贴干膜原理：,39,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),曝光的作用是曝光机的紫外线通过底片使菲林上部分图形感光，从而使图形转移到铜板上。,曝光原理：,40,感光层主体树脂组成,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),41,紫外光能量 光引发剂 R 单体 聚合物 自由基传递 聚合交联反应,感光原理：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),42,曝光操作环境的条件：温湿度要求：202C，50 10%。(干菲林储存的要求，曝光机精度的要求，底片储存减少变形的要求等等。）洁净度要求：达到万级以下。（主要是图形转移过程中完全正确的将图形转移到板面上，而不允许出现偏差。）,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),43,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),显影,蚀刻,褪锡,显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。,蚀刻：是将未曝光的露铜部份面蚀刻掉。,褪锡：是通过较高浓度的褪锡水将保护线路铜面的锡层去掉。,图形电镀,图形电镀：用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层。,44,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),45,显影的作用：是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。,显影的原理：未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3（1.0%)溶解。而聚合的感光材料则留在板面上，保护下面的铜面不被蚀刻药水溶解。,显影的反应式：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),46,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),图形电镀的作用：将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.,47,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),图形电镀的流程：,48,图形电镀的反应机理：,电镀铜的溶液中主要是硫酸铜(CuSO4)和硫酸(H2SO4),在直流电压的作用下,在阴极和阳极上分别发生如下反应:阴极:铜离子被还原,正常情况下电流效率可达98%Cu2+2e=Cu 有时溶液中会有一些Cu+,于是会有以下反应：Cu+e=Cu 有很少情况下会发生不完全还原反应：Cu2+e=Cu+,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),49,阳极：阳极反应是溶液中 Cu2+的来源：Cu-2e=Cu2+在极少的情况下，阳极也会发生如下的反应：Cu-e=Cu+溶液中的Cu+在足够量硫酸的情况下，可能会被空气中的氧气氧化成Cu2+:4Cu+0.5O2+4H+=4Cu2+2H2O,图形电镀的反应机理：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),50,药水类型:过硫酸铵,过硫酸钠,过氧化物目的:清除露铜面的氧化物,粗化露铜面.作用:使上下两层铜面结合紧密,避免甩铜.,图形电镀的铜面微蚀（粗化）:,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),51,目的及作用:1.去除露铜面上残存的微量氧化物;2.避免板上的露铜面氧化;3.使制板在硫酸溶液中预先浸润,为下一步酸铜电镀作好准备.,图形电镀的硫酸预浸：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),52,硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积成铜镀层，硫酸铜的浓度一般控制在55-100克/升，提高硫酸铜的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区 烧焦；但是，硫酸铜（CuSO4)浓度过高，会降低镀液的分散能力。,图形电镀的硫酸铜（CuSO4）：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),53,硫酸的主要作用是增加溶液的导电性.硫酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响:1.若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降；2.若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，但是，镀层的延展性会降低.,图形电镀的硫酸（H2SO4）：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),54,为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时，1.阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），使其阳极电流效率接近阴极电流效率；2.可以避免大量的Cu+进入溶液，形成铜粉或Cu2O，而导致镀层粗糙，产生节瘤；3.避免生成大量的阳极泥。所以，使用的铜球阳极必须为磷铜阳极。但是，磷铜中的含磷量要有一定值，若含磷量过高，会导致阳极膜过厚，阳极屏蔽性钝化，使溶液中的铜离子减少。,图形电镀的铜球（角）阳极-磷铜阳极：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),55,1.任何硫酸盐镀铜液，如果没有添加剂，都不能镀出满意的镀层；2.添加剂所包含的整平剂能强烈地吸附在微观的凸起部位，从而对电沉积有抑制作用，达到电镀整平性；3.注意，只有在Cl-与添加剂的协同作用下，才能达到添加剂预期的作用效果，也才能够使镀层的内部应力减至最小。,图形电镀的铜光亮剂：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),56,图形电镀的磺酸预浸：,目的及作用：使制板在磺酸溶液中预先浸润，为下一步电镀锡做好准备，同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。,目的及作用：mil），来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。,图形电镀的镀锡：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),57,1.循环过滤；2.打气；3.摇摆；4.阳极袋.,图形电镀的辅助设施（机械部分）：,图形电镀的镀锡直接物料：,1.磺酸锡；2.磺酸；3.锡球阳极（钛篮）；4.锡光亮剂.,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),58,褪膜的原理：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。,Mn+：Li+，Na+，k+，Ca+Ki：扩散速度常数（KaKb干膜碎片小）（KaKb干膜碎片大）扩散速度：K+Na+,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),59,外层蚀刻的作用：是将露铜的铜面蚀刻掉，被锡覆盖的铜面被保留。,外层蚀刻的原理：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),Cu2+4 NH3+2Cl-Cu（NH3）4Cl2 Cu（NH3）4Cl2+Cu 2 Cu（NH3）2Cl 2 Cu（NH3）2Cl+2 NH4Cl+1/2O2 Cu（NH3）4Cl2+H2O蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应：Cu2+Cu 2 Cu1+,60,蚀刻因子的表述：蚀铜除了要做正面向下的溶蚀（Downcut)之外，蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷，即为蚀刻品质的一种指标（Etch Factor)。,Etch Factor:r=2H(D-A)r=H/(B-),第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),61,褪锡的原理：,第五部分：外层制作原理阐述,影像转移（Image transter),锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式：Sn+2HNO3 Sn（NO3）2+NO2,62,丝印也叫防焊或阻焊，其作用在于保护PCB表面的线路。白字也叫字符，其作用在于标识PCB表面粘贴或插装的元件。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印的表述：,63,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),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。,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。,64,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),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。绿油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。,65,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印流程(Process flow)：,66,第五部分：外层制作原理阐述,显影,曝光,丝印,UV紫外,UV紫外：使印由进一步的表面固化。,显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。,板面处理：通过酸洗，除油，清除铜面的氧化。,字符：按客户要求、印刷指定的零件符号。,丝印（Solder Mask),板面处理,低温锔,字符,高温锔,丝印：通过印机的作用，涂刮上印油于板面保护PCB表面的线路。,低温锔：通过锔炉的处理，将印油进行半固化的状态。,曝光：利用紫外光的作用，使干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部硬化的效果，而完成影像转移目的。,高温锔：将绿油硬化、烘干。,67,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),68,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),69,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),板面前处理：,去除板面氧化物及杂质，粗化铜面以增强绿油的附着力。,板面前处理方式：,-机械磨板。（如：刷辘+火山灰磨板）-化学处理。（如：CZ8100）,70,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),绿油的印制（Screen print）：,通过丝印方式按客户要求，绿油均匀涂覆于板面。,丝印的方式：,丝网，涂布，涂喷。,71,一般来讲，T数过低，则绿油丝印后厚度不平均，板面 直观效果极差；T数过高，绿油透过网眼的量很少，厚 度偏薄，不足以保护板面。,网纱T数:43T、51T：,m/min：,胶刮硬度：通常在65-70度,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),72,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),网纱工具的制作：,丝印网版制网流程：,73,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝网的选择：,网目表示丝网的孔密度，即每平方单位的网孔数量，通常采用欧制，即每平方厘米的网孔数。一般网目越大，网纱厚度越薄，其丝印精度，均匀性越好，但透墨量越差。常用网纱使用:43T，51T孔点网及线路网制作 90T，120T字符网的制作,74,将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油初步硬化，为准备曝光提供条件。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),低温锔板：,低温锔板方法：,采用隧道锔炉的方式。温度一般设定在7075度。,75,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),操作区间温、湿度控制：温度-202;湿度50-60%.,操作间温、湿度控制很重要，温度低于18搅好的绿油粘度会越来越低，高于22。网上的绿油极易风干，给印板造成困难，而且板面也极易氧化。湿度低于50%时，绿油易干网；而当湿度高于60%时，绿油粘度越来越低，难以控制。,76,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),根据客户要求制作特定的曝光底片贴在板面上，在紫外光下进行曝光，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将硬化，并最终着附于板面。,曝光（Exposure）：,曝光的要求：,每种绿油有不同的曝光能量及时间要求，一般由21格曝光尺进行检验Z26K7-9格 EMP110-13999-12格SD-24678-10格 PSR4000MP10-12格,77,通过Na2CO3（1.0%)溶解的作用下，未曝光部分的感光材料发生聚合反应。将曝光时设有遮光区域的绿油冲洗掉，显影后板面将完全符合客户的要求：盖绿油的部位盖绿油，要求铜面裸露的部位铜面裸露。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),冲板显影（Developing）：,冲板显影的主要测试项目：,显影露铜点的测试。一般范围：5060%,78,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),UV 固化（UV Bumping）：,将板面绿油初步硬化，避免在后续的字符印刷等操作中擦花绿油面。,UV 固化主要控制项目：,光的能量大小，速度。,79,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),字符印刷（Component mark）：,按照客户要求在指定区域印制元件符号和说明。,字符印刷控制要素：,对位准确度。丝印前应仔细检查网，以避免定位漏油或漏印。,80,将绿油硬化、烘干。,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),高温终锔（Thermal curing）：,高温终锔控制要素：,硬度：铅笔测试应在5H以上为正常。,81,1.0.65MM通孔,采用丝印兼塞,即丝印时,塞 孔位不设挡油垫,一般要求连续拖印2-3次,以保证孔内绿油塞至整个孔深度的2/3以上.2.0.65MM通孔,一般采用二次塞孔方式,即丝 印表面绿油时,孔位设置挡油垫,在曝光显影 后或喷锡加工之后,再进行塞孔.二次塞孔油 墨一般采用SR1000热固型油墨.,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),其他丝印技术（塞孔）：,82,第五部分：外层制作原理阐述,丝印（Solder Mask),丝印一般工艺要求：,绿油厚度 线路绿油厚度：0.4MIL 0.8MIL 基板绿油厚度：0.8MIL 1.2MIL绿油桥 SMT方垫：3MIL，其他：5MIL其他：生产板边缘至少应留0.20“宽,保证板能放在插板车（如下图）。,83,沉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。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工艺,沉镍金定义：,84,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工艺,沉镍金基本流程：,85,活化,预浸,除油,化学镀镍,化学镀镍：化学镀镍层的镍磷层能起到有效的阻挡作用,防止铜的迁移,以免渗出金面,氧化后导致导电性不良。,活化：其作用是在铜面析出一层钯，作为化学镍起始反应之催化晶核。,沉金：是指在活性镍表面通过化学置换 反应沉积薄金。,微蚀,沉金,除油：用于除去铜面之轻度油脂及氧化物，使铜 面清洁及增加润湿性。,微蚀：酸性过硫酸钠微蚀液用于使铜面微 粗糙化，增加铜与化学镍层的密着性。,预浸：维持活化缸的酸度及使铜面在新鲜状态（无氧化物）的情况下，进入活化缸。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,86,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,87,在钯的催化作用下，Ni2+在NaH2PO2的还原条件下沉积在裸铜表面。当镍沉积覆盖钯催化晶体时，自催化反应将继续进行，直至达到所需之镍层厚度。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,化学镀镍原理：,88,Ni2+2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32+4H+H2 副反应：4H2PO2-2HPO32-+2P+2H2O+H2,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,化学镀镍化学反应原理：,89,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,化学镀镍反应机理：,90,作用：是指在活性镍表面通过化学置换反应沉积薄金。化学反应：2Au+Ni 2Au+Ni2+,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,沉金：,91,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。,第五部分：外层制作原理阐述,沉镍金工序,沉镍金工艺特性：,92,热风整平又称喷锡，是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，从而得一个平滑，均匀光亮的焊料涂覆层。,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡工艺：,93,(1)热风整平可分为两种：a、垂直式 b、水平式(2)热风整平工艺包括：助焊剂涂覆 浸入熔融焊料 喷涂熔融焊料 热风整平,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡方式：,94,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡基本流程：,（预涂）,95,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,后处理,喷锡,前处理,干板,干板：热风吹干。,后处理：通过热水刷洗，毛辘擦洗，循环水洗。,热风整平,前处理：主要起清洁、微蚀的作用。,热风整平：预热后涂抹松香及整平。,喷锡：高温高压的作用下，风刀的平均喷涂。,96,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,97,主要起清洁、微蚀的作用。除去表面的有机物和氧化层、粗化表面通常微率要求在1-2um左右。,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡前处理作用：,热风整平（预涂助焊剂）：,采用辘压方式，即第一对毛辘涂抹松香，第二（三）对硅胶辘除去多余的助焊剂。,98,热风整平、焊热温度：-Sn63/Pb37共熔点183。C。-183。C-221。C 间，其与铜生成金属间化合物的能力低。-过高焊热温度可能破坏基材或使阻焊剂点燃。温度过低，可能导致金属孔堵塞。,第五部分：外层制作原理阐述,喷锡工序,喷锡主要要素：,99,第五部分：外层制作原理阐述,沉锡工艺,沉锡：,用化学的方法沉积薄层纯锡以保护铜面，同时保持良好的焊接性能。,100,第五部分：外层制作原理阐述,沉锡工艺,沉锡基本流程：,水洗,除油,水洗,沉锡,水洗,干板,微蚀,101,沉锡,除油,干板,干板：热风吹干。,微蚀,除油：主要起清洁铜面的作用。,微蚀：主要起粗化铜面的作用。,沉锡：通过化学作用，沉上锡层。,第五部分：外层制作原理阐述,沉锡工艺,+水洗,+水洗,+水洗,102,在一块制作完成的线路板上，按客户要求的轮廓外形大小，把外形加工制作出来。,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,外形加工：,103,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,外形加工工艺流程：,锣板或啤板,资料确认,检查,清洗,干板,定位孔,V坑,斜边,104,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,105,由DNC数控电脑系统控制机台移动,按所输入电脑的资料,制作出客户所要求的轮廓及外形。控制方面分别有X.Y轴坐标及Z轴坐标，电脑控制机台XY轴移动及Z轴锣头带动的锣刀,通过输入锣板资料及适当的参数,等,机器会自动按照资料,把所需的轮廓形状制作出来。,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,锣板工作原理：,106,锣头的转速 N(rpm/min)进给速度 F(feed rate/min)锣刀直径 D(diameter)锣刀半径补偿值 RC(radius compensation)叠板块数 PL/STK(panel/stack),第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,锣板工艺主要控制要素：,107,外形尺寸-最底的一件100%测量外形的尺寸坑槽尺寸-使用塞规100%测量坑槽的宽度锣刀直径-用卡尺测量锣刀的直径板面质量-有否被管位钉擦花及有胶迹板边质量-板边是否有未锣穿现象,板边有披 锋及尘粉,第五部分：外层制作原理阐述,外形加工工艺,锣板检查项目：,108,100%E-Test,Entek,100%Visual,PSA,Warp inspection,Packaging,分板,Fail,查障(T.S),After rework,Cant rework,Rework,After rework,Cant rework,Can rework,After rework,Scrap,Fail,Pass,Qremark,Pass,Pass,Pass,Pass,Tremark,Fail,Fail,Rework,成品仓,Baking,False,补线或挑短路,DeleteT remark,Cant rework,与E-Test有关的问题,外观问题,第五部分：外层制作原理阐述,最后品质检查（FQC),最后品质检查工序流程：,109,第五部分：外层制作原理阐述,完成整个制作过程的的PCB板。,110,Thanks！,