PCB制造工艺介绍B.ppt

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1、二、文件处理 及工艺技术基本参数,系统可以接受的数据格式 Gerber RS274D、Gerber RS274X(Extended Gerber)Emma、S-500、S-1400、NEC、F280 Mutoh/Pentax Dpf、Ipc350、OBD+、Xpert1700 Backup 文件 PCB文件：Tango3.10、Protel For Windows V4.0以下 打印图纸（工程图 Drawing）数据：Postcript、HPGL、DXF 钻孔文件数据：Excellon-1&2 Trudril Posalux、Sieb&Meyer1000、3000 铣外形文件数据：Excell

2、on-1&2 Trudril Posalux、Sieb&Meyer1000、3000 输入码：ASCII、EIA、BCD、EBCDIC、ISO-ASCII装载物：磁盘、光盘、E-MAIL,文件处理及工艺技术参数,可制造性检查（DFM)的项目：层与层间的对准度检查 孔点层及外形数据的检查 内、外线路层焊环、电/地层（负片）隔离环、花焊环的检查 线路层DRC(盘与盘、盘与线、线与线、线/盘与外形线之间的间距、最小线宽等）检查 字符层检查 阻焊层检查 碳油层、塞油层的检查 电、地层（负片）短路情况检查 取消内层线路无连线焊盘（内层线路平衡铜点不能取消）电、地层与信号层叠加 其它：结合我司工艺能力，检

3、查能否满足客户提出的加工要求,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（一）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（二）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（三）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（四）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数(五）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（六）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（七）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（八）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（九）,文件处理及工艺技术参数,工艺技术基本参数（十）,文件处理及工艺技术参数,注：此工艺技术参数表，只是列出目前比较普通的、成本相对较低的参数。

4、如果设计上需要，可以做调整。具体请另行讨论。,常用板材厚度（包括铜箔）,文件处理及工艺技术参数,常规板材参数,文件处理及工艺技术参数,三、PCB设计上的一些建议,印制板设计上的建议（一）请提供板件的叠层结构说明，包括完成板厚、各层的芯板厚度、铜箔厚度、半固化片（Prepreg）厚度等。各层上最好能标明层序，或在其它地方对应各层的文件名标明层序。钻孔参数 请提供钻孔数据文件及孔径分类表，并标明孔的金属化情况；孔径分类越少越好，孔径宜大不宜小，公差要求也是宜大不宜小；尽量少用长孔，并在外形图上标明；最好在板件内对角设两个孔径为2.5-5.0mm非金属化孔作为铣外形用；孔边缘距外形线一般应大于1mm

5、；金属化孔直径一般不要超过6.35mm；钻金手指导线的钻孔直径不小于0.8mm；请清除重孔；金属化孔尽量不要设计在外形线上。,PCB设计上的一些建议,印制板设计上的建议（二）,外形 制板资料请提供外形图，其尺寸应尽量避免与CAD文件有异；CAD文件中线路图最好有外形线，且外形线保持与外形图一致；内圆角和铣槽在允许的情况下，尽量放大；外形公差在允许的情况下，尽量放大；V形槽角度一般为30，中间留厚度为板厚的1/3，厚度公差0.10mm；金手指角度一般为30或45，切削深度为0.7mm，公差为0.20mm，金 手指一侧最好不设计与金手指平行的突出处。线路图 在空间允许的情况下，孔边缘与铜箔距离最小

6、15mil，内层线路和铜箔距 外形线应20mil，外层线路和铜箔距外形线应15mil；如无特别说明，内层无连线焊盘将被取消；如设计中某一层是多层图形复合而成，请作特别说明；大铜面最好以12mil的粗线填实，以减少数据量，填实线宽度不要和板 内其它线的宽度相同，以便补偿生产菲林线宽；如用网格填充大铜面，网格的单线宽度最好8mil，相应网格在8milX8mil以上，尽量不设计网格；,PCB设计上的一些建议,印制板设计上的建议（三）,线路图 同一层布线时，应尽量使图形均匀分布在整个板面，孤立线要少，线宽 能大尽量大。内外层工艺边尽量加铜点，铜点面积比例占该区域的1/2；焊盘、花盘和隔离盘应尽量加大；

7、非金属化孔不留焊盘或孔边至少留0.2mm无铜区，如铜箔须留至孔遍，请特别说明；金手指一侧与金手指高度相同的范围内一般不设计要开绿油窗的焊盘（或其他形式的铜箔）。金手指上方开绿油窗的孔其边缘至少离金手指1mm；内层线路距孔边缘至少0.40mm，外层线路距孔边缘至少0.25mm；SMT MARK点加直径为3-4mmmm，环盖阻焊剂，可避免测试点脱落。感光阻焊(绿油图）过孔尽量不开绿油窗，减少绿油上焊盘和露线的机率；间距较小的SMD脚尽量整排开窗以方便绿油质量控制，如SMD脚之间 须印油，则两脚边缘间距至少0.25mm；,PCB设计上的一些建议,印制板设计上的建议（四）,感光阻焊(绿油图）如没有提供

8、绿油图而要求印绿油，则按焊盘或焊垫开绿油窗，镀金插 脚整排开绿油窗；孔内要求塞油的其孔径应小于0.8mm，加工成本较高；阻焊图加字符其线宽最小8mil(最好不在阻焊图加字符）。字符 图 字符线宽一般为0.2mm；字符的尺寸能大则加大，一般字符高度为1.5mm，以保证字体清晰；字符与喷锡、镀金或镀铜的表面最小距离为0.15mm，以保证字符不 上其表面；出外形线的字符须移入板内应加说明，否则将被去掉。其它参数 一般全板镀金的孔壁厚度为0.6mil，热风整平板件孔壁铜厚度为0.8mil；热风整平的铅/锡厚度一般0.1mil，超过此标准制作难度很大，特别是 大焊盘或铜面；镀金插指的镀金厚度一般要求15

9、u，如要求40u则制作成本很高；单元尺寸太小的应考虑拼板出货（方便装配和PCB生产）。,PCB设计上的一些建议,四层0.6mm1080X2+2116X2+0.17mm1080X4+0.3mm0.8mm2116X4+0.27mm1080X2+2116X2+0.3mm1080X4+0.43mm1.0mm7628X2+2116X2+0.27mm1080X2+7628X2+0.43mm1080X2+2116X2+0.6mm1.2mm7628X4+0.43mm1080X2+7628X2+0.6mm1.27mm2116X2+7628X2+0.6mm1.40mm7628X6+0.27mm1080X2+211

10、6X2+1.0mm1.5mm2116X2+7628X2+0.8mm1.57mm7628X4+0.8mm1.60mm7628X6+0.43mm7628X4+0.8mm1080X2+7628X2+1.0mm1080X2+2116X2+1.2mm1.68mm2116X2+7628X2+1.0mm1.8mm7628X4+1.0mm1080X2+7628X2+1.2mm,叠层结构参考一,PCB设计上的一些建议,四层 2.0mm 7628X4+1.2mm 1080X2+7628X4+1.0mm 1080X2+2116X2+1.6mm 2.3mm 2116X2+7628X2+1.6mm 7628X6+1.2

11、mm 2.4mm 7628X4+1.6mm 2.5mm 1080X2+7628X4+1.6mm 2116X4+2.0mm 3.0mm 7628X4+2.2mm 2116X4+2.5mm 3.18mm 7628X6+2.0mm 7628X4+2.4mm 4.0mm 7628X8+2.5mm,叠层结构参考二,PCB设计上的一些建议,六层1.0mm1080X4+2116X2+0.2mmX21080X6+0.27mmX21.2mm1080X2+2116X4+0.3mmX21.27mm1080X2+7628X4+0.17mmX22116X4+7628X2+0.2mmX21080X4+7628X2+0.2

12、7mmX21.5mm1080X2+2116X4+0.43mmX21.6mm7628X6+0.2mmX22116X2+7628X4+0.27mmX22116X2+7628X4+0.3mm1080X4+7628X2+0.43mmX21.8mm1080X2+7628X6+0.27mmX22.0mm7628X6+0.43mmX21080X2+2116X2+7628X2+0.6mmX2,叠层结构参考三,PCB设计上的一些建议,2.3mm1080X4+7628X2+0.8mmX22.4mm7628X6+0.6mmX21080X2+2116X2+7628X2+0.8mmX22.5mm1080X2+7628X

13、4+0.8mmX23.0mm2116X2+7628X6+0.8mmX22116X2+7628X4+1.0mmX23.2mm7628X8+0.8mmX23.5mm7628X6+1.2mmX21.0mm1080X8+0.17mmX31.27mm1080X6+2116X2+0.2mmX31.5mm1080X6+2116X2+0.27mmX31.57mm1080X6+7628X2+0.27mmX31.6mm1080X4+7628X4+0.2mmX31080X6+7628X2+0.27mmX31080X6+2116X2+0.3mmX32.0mm1080X2+2116X2+7628X4+0.3mmX310

14、80X4+2116X4+0.43mmX32.3mm1080X4+7628X4+0.43mmX31080X8+0.6mmX3,叠层结构参考四,八层,六层,PCB设计上的一些建议,2.5mm2116X4+7628X4+0.43mmX33.1mm1080X2+7628X6+0.6mmX33.5mm1080X2+2116X2+7628X4+0.8mmX31.5mm1080X10+0.2mmX41.6mm1080X8+2116X2+0.2mmX42.0mm1080X6+7628X4+0.2mmX42.5mm1080X8+2116X2+0.43mmX43.0mm1080X4+7628X6+0.43mmX4

15、3.18mm1080X10+0.6mmX43.5mm7628X10+0.43mmX4,叠层结构参考五,十层,八层,PCB设计上的一些建议,十二层1.6mm1080X12+0.17mmX51.8mm1080X10+2116X2+0.17mmX51080X12+0.2mmX52.0mm1080X10+7628X2+0.2mmX52.5mm1080X10+7628X2+0.3mmX53.0mm1080X2+2116X4+7628X6+0.27mmX51080X6+7628X6+0.3mmX51080X10+2116X2+0.43mmX 53.5mm1080X2+7628X10+0.3mmX5十四层2

16、.0mm1080X14+0.17mmX73.0mm1080X12+7628X2+0.3mmX6十六层2.3mm1080X16+0.17mmX73.0mm1080X16+0.27mmX74.3mm1080X6+7628X10+0.3mmX7,叠层结构参考六,PCB设计上的一些建议,PCB设计上的一些建议,PCB加工要求的检查项目,板件编号 文件名 层数 完成板厚 叠层结构 表面处理工艺 外形加工图 孔径分类（孔径、孔数、金属化情况）,四、HDI及生产制程,发展PCB芯片级安装,轻、薄、快、小 更高尺寸稳定性 更高绝缘性和耐热性 更好高频特性,HDI及生产制程,PCB发展趋势,HDI及生产制程,母

17、板的发展趋势,HDI及生产制程,高密封装趋势,HDI及生产制程,BGA:Blind via in Pad,HDI及生产制程,SMT:Blind via in Pad,HDI及生产制程,常规的印制板工艺的极限,层数增多，成本急剧上升 孔径与焊环缩小,布线密度增大均有极限 机械钻孔的孔径有极限 导通孔会影响板件的电气性能 传统埋盲孔方法缺点：流程长、成本高,HDI及生产制程,积层法（Build-up）工艺的特点,芯板上依次叠加绝缘层和导电层 用层压或涂覆的方法添加绝缘层 埋盲孔 孔径4-6mil 线宽/间距=4mil 节约30%的空间,HDI及生产制程,HDI PCB的主要应用领域（产品）,光通讯

18、产品 3G通讯产品 笔记本电脑 移动电话 数字摄录机 数字相机 PDA（个人数字助理）,HDI及生产制程,Buil-up工艺方法分类,按成孔方法 感光法 激光法 等离子体法（使用得较少）按互连方法 沉铜电镀法 导电膏法,HDI及生产制程,感光法的特点,孔径的大小由分辨率决定 一次成孔，孔越多，相对成本越低 精度由曝光菲林决定 与常规流程兼容。,HDI及生产制程,不同的感光法,SLC（Surface Laminar Circuits）表面增层法，IBM公司开发 DV-Multi(Dimple Via Multi）多层凹陷导通法 NEC公司开发 ADP工艺（SHARP）AAP/10工艺（IBIDE

19、N）,HDI及生产制程,SLC表面增层法,以双面FR-4为核心;外涂以环氧树脂为主的感光介质;经过感光及溶剂显影成盲孔;化学铜和电镀蚀刻做埋盲孔;重复几次、“逐次增层”。,HDI及生产制程,感光法Build-up核心流程（一）,已作好图形的内层板黑氧化、予烘好涂覆感光绝缘层，自然风干对位、曝光,HDI及生产制程,感光法Build-up核心流程（二）,曝光后交联、烘板显影（3%NaOH),形成盲孔，后固化沉铜、电镀及后续流程,HDI及生产制程,感光法的困难,绝缘树脂层与化学铜的结合力 曝光菲林尺寸变化及对位准确性 环境清洁度的影响 盲孔显影的干净程度-层间互连度 绝缘层厚度控制 全流程物料兼容性

20、 成品率,HDI及生产制程,结合力的提高,溶剂处理-溶胀 NaOH、高锰酸钾处理 中和高锰酸钾副产物 等离子处理 机械打磨（特别在亚洲地区）,HDI及生产制程,绝缘层的涂覆与厚度控制,单面帘幕涂覆改变传送速度、帘涂参数 双面丝印改变网目数、印刷速度、印刷次数 真空贴合干膜采用不同厚度、多次层压,HDI及生产制程,激光法的特点,流程简单 孔径的大小由激光的分辨率决定 孔位的精度由激光的精度决定 孔深度易控制,HDI及生产制程,激光法流程（RCC）,RCC层压,钻对位孔,蚀刻出窗口,激光钻孔,去钻污,HDI及生产制程,孔金属化,沉铜,电镀,干膜蚀刻,常规后续流程,激光法Build-up核心流程（一

21、）,芯板RCC层压,HDI及生产制程,激光法Build-up核心流程（二）,激光钻孔去钻污沉铜、电镀,HDI及生产制程,不同的激光法,适用绝缘层RCC（背胶铜箔）-层压时填孔热固化树脂-须预先填孔 激光光源二氧化碳-红外线，只烧蚀环氧树脂UV光-同时烧蚀环氧树脂和铜箔准分子激光钻孔,HDI及生产制程,激光钻孔的生产能力,材料影响：铜箔厚度树脂类型绝缘层厚度增强材料类型,激光系统能力：导通孔分布导通孔间距激光波长激光脉冲宽度不同材料的钻孔适应性,HDI及生产制程,各种导电膏工艺,松下公司的ALIVH Tessera 公司的TLS 东芝的B2 it,HDI及生产制程,松下公司的ALIVH,ALIV

22、H-Any Layer Inner Via Hole 1992年开发。需要专利授权。任何一层都可做成埋孔或盲孔，半固化片用环氧树脂或酰胺树脂，孔的形成用激光法，在孔里塞进导电铜膏形成层间互连,HDI及生产制程,Tessera 公司的TLS,TLS-Tessera Laminated Interposers 高Tg的“银膏与黏合剂”的组合层 数片双面薄片予以粘合而成的多层板 采用导通粘合层（Bond Ply）-由 上下两层高Tg 粘合剂及中间1mil厚的 聚亚酰胺所共组成,HDI及生产制程,东芝的B2 it,B2 it-(Buried Bump)嵌入凸块互连技术 铜箔底板以银膏印出导通实心锥块

23、硬化后，锥块尖上叠放无纺布的绝缘芯材 使凸块穿过芯材 贴合上另一面铜箔，压合，导通 半成品上制作外层线路，得到免PTH的双面板 重复相同步骤，达到“垫下导柱”的多层板,HDI及生产制程,Build-up的检查标准与项目,导体与绝缘层的结合力 镀层的延展性 可靠性 抗电强度和介电常数 热膨胀系数 Tg值 吸湿性,HDI及生产制程,特点：2、3层，4、5层，2到5层分别有埋孔流程：2、3层，4、5层备料、机械钻孔、沉铜、平板加厚、内层图形转移3、4层、酸蚀、AOI、黑化层压+专用脱膜 纸(或研磨机去毛刺)、X光钻靶、锣边、机械钻孔、内层 图形转移2、5层、酸蚀、AOI、黑化层压(用RCC)、酸蚀

24、激光孔位、激光钻孔、通孔加工、水平去污泥、沉铜、平板加厚、外层图形转移、丝印感光阻焊剂、沉镍金。,HDI及生产制程,6L Build-up PCB的生产流程,HDI及生产制程,6L Build-up PCB的生产流程分解（一）,HDI及生产制程,6L Build-up PCB的生产流程分解（二）,HDI及生产制程,6L Build-up PCB的生产流程分解（三）,HDI及生产制程,6L 二次Build-up PCB的生产流程,特点：2、3层，4、5层有激光孔，3、4层，2、5层分别 有埋孔流程：2、3层备料、机械钻孔、沉铜平板加厚、内层图 形转移、AOI、黑化、层压（用RCC）、X光钻靶、锣

25、边、酸蚀激光孔位、激光钻孔、2到5层机械钻孔、沉铜平板加厚、内层图形转移、AOI、黑化、层压（用RCC）、X光钻靶、锣边、酸蚀激光孔位、激光 钻孔、水平去污泥、沉铜平板加厚、外层图形转移、丝印感光阻焊剂、沉镍金,HDI及生产制程,6L 二次Build-up PCB的生产流程分解（一）,11.层压（用RCC）12.酸蚀激光孔位,HDI及生产制程,6L 二次Build-up PCB的生产流程分解（二）,五、特性阻抗控制,Power plane,D,H,T,H,W,Signal plane,带状线,特性阻抗理论计算(一）,Z=,60,Ln(),4D,0.67(0.8W+T),特性阻抗控制,特性阻抗理

26、论计算（二）,T,H,W,Power plane,Signal plane,微带线,Z=,87,+1.41,ln(),5.98H,0.8W+T,特性阻抗控制,特性阻抗的影响因素,，介电常数 H,介质厚度 W,导线宽度 T,导线厚度,特性阻抗控制,特性阻抗的控制（一）,导线宽度对特性阻抗值的影响明显，应严格控制传输线横截 面积尺寸的一致性和完整性 激光光绘底片，采用高像素（4000DPI）的激光进行光绘；对非平行光曝光的底片带来的导线宽度偏差，进行补偿，消除或减少非平行光曝光时对线宽带来的偏差；采用平行光或准平行光曝光；采用激光直接成像技术。尽量采用薄铜箔基材 导线图形尽量设计得均匀一致，反之，

27、允许加平衡铜点，以 获得均匀的镀铜覆层 采用脉冲全板电镀,特性阻抗控制,特性阻抗的控制（二）,严格控制导线的缺陷（缺口、针眼、毛刺等）工作房间的净化级别在10000-100000；采用磨料刷板机取代机械抛刷；均速的蚀刻速度；提高蚀刻因子，减少侧蚀；内外层AOI。控制阻焊厚度 使用低的树脂材料，改性环氧玻纤布，3.6；BT树脂/E玻纤 布的4.0；TPEE树脂/E玻纤布的3.6；CE树脂/E玻纤布的 3.2 控制好介质厚度及公差,特性阻抗控制,六、无铅、无卤化物 PCB工艺介绍,采用无铅、无卤化物PCB工艺的目的,在PCB加工过程减少对铅、卤化物（主要是氟硼酸、氟硼 酸锡、氟硼酸铅、溴化物等）的

28、使用，保护地球环境；在保护环境的同时，可以有多样性的表面处理工艺适应客 户的要求;提高PCB的品质；降低生产成本。,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,所采用的工艺,整板镀金 沉镍金 涂预焊剂（ENTEK/OSP)脉冲镀锡,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,整板镀金流程,干膜,镀铜,镀金,蚀刻,除油,镀镍,与热风整平相比，整板镀金在整个PCB的生产流程中相当于图形电镀（镀铅锡），表面也不需要喷铅锡，最大程度地减少了对铅的使用。,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,沉镍金流程,除油,活化,沉镍,沉金,字符,绿油,沉镍金除了表面部材用喷铅锡之外，还有以下优点:接触导通性能非常好，尤其适应于有接触形开关的通讯类板件

29、；可打线（Bonding),包括铝线、金线；有协助散热功能，对高密度的板件有利；可进行多次焊接；SMT焊垫非常平整，并减少热应力。,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,涂预焊剂流程,通断测试,前处理,涂预焊剂,后处理,外观检查,NPS:181-250g/lH2SO4:2.8-4.2%,MECSEAL CL-5824S orSOLDERITE WPF-106A(V),涂预焊剂除了表面不采用喷铅锡之外，还有以下优点：制程简单，作业环境宽松；处理层厚度薄而均匀，适合SMT组装要求；操作温度低（50C)，特别适合细线、薄板。,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,脉冲镀锡流程,蚀刻,镀锡,镀铜,除油,干膜,脉冲电镀

30、有以下优点：镀锡液和蚀刻废液中不含铅、氟等污染 性物质；降低了废水处理的成本及压力；生产效益比直流电镀镀铅锡可提高22%；镀层均匀，性能比直流电镀好；适合微小孔板件。,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,各种表面处理工艺性能比较,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,脱卤素基材的应用,应用的目的和意义常规敷铜板中含有阻燃剂，主要由溴化环氧树脂和添加型溴类化合物和锑类阻燃剂等组成，主要有以下危害：含有卤素类阻燃剂的敷铜板，在燃烧时会产生对人体、环境 有害的气体；锑类阻燃剂已开始被怀疑有致癌物质存在；板件制成印制板后，装配在整机上，工作时会有微量有害气 体挥发；整机产品废弃填埋时，有溶出物产出，污染环境。因此，应用脱卤素基材是环境保护的需要，也是今后市场竞 争的需要。,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,获得ISO14000认证,无铅、无卤化物PCB工艺介绍,谢谢,