最实用的PCB工艺流程培训教材.ppt

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1、xxxx科技股份有限公司,PCB 基 础 知 识 学 习 教 材,工艺部 2013-07版,2023/8/18,PCB基础知识培训教材,一、什么叫做PCB二、PCB印制板的分类三、PCB的生产工艺流程四、各生产工序工艺原理解释,2023/8/18,一、什么叫做PCB,印制电路板(PCB-Printed Circuit Board)亦称印制线路板，简称印制板。英文称为PCB。所谓印制电路板是指：在绝缘基板上，有选择地加工安装孔、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘，以实现元器件间的电气连接的组装板。,2023/8/18,二、分类：1、按用途可分为,A、民用印制板（电视机、电子玩具等）B、工业用印制

2、板（计算机、仪表仪器等）C、军事用印制板,2023/8/18,2、按硬度可分为：,A、硬板（刚性板）B、软板（挠性板）C、软硬板（刚挠结合板）,2023/8/18,3、按板孔的导通状态可分为：,A、埋孔板B、肓孔板C、肓埋孔结合板D、通孔板,埋孔,盲孔,导通孔,十六层盲埋孔板,2023/8/18,4、按层次可分为：,A、单面板B、双面板C、多层板,2023/8/18,5、按表面制作可分为：,1、有铅喷锡板2、无铅喷锡板3、沉锡板4、沉金板5、镀金板（电金板）6、插头镀金手指板7、OSP板8、沉银板,2023/8/18,6、以基材分类：,纸基印制板玻璃布基印制板合成纤维印制板陶瓷基底印制板金属芯

3、基印制板,环氧树脂,线路板基材结构,2023/8/18,三、多层PCB板的生产工艺流程,开料 内层 压合 钻孔 一铜 干膜 二铜 阻焊 文字 表面处理 成型 电测试 FQC FQA 包装 成品出厂,2023/8/18,材料,材料仓,材料标识,材料结构,材料货单元-SHEET,我司使用包括生益.KB.联茂.南亚在内等主流厂家的PCB基板和PP。,2023/8/18,四、各生产工序工艺原理解释,1、开料：根据MI要求尺寸，将大料覆铜板剪切分为制造单元Panel(PNL)。（Sheet(采购单元）Panel(制造单元）Set(交给外部客户单元）Piece(使用单元）,大料覆铜板(Sheet),PNL

4、板,2023/8/18,A、生产工艺流程：来料检查 剪板 磨板边 圆角 洗板 后烤 下工序B、常见板材及规格：板材为：FR-4及CEM-3，大料尺寸为：36”48”、40”48”、42”48”、41”49”、48”72”C、开料利用率：开料利用率为开料面积中的成品出货面积与开料面积的百分比。双面板一般要求达到85%以上，多层板要求达到75%以上,2023/8/18,实物组图,开料机,开料后待磨边的板,磨边机,磨边机及圆角机,洗板机,清洗后的板,2023/8/18,2、内层图形,将开料后的芯板，经前处理微蚀粗化铜面后，进行压干膜或印刷湿膜处理，然后将涂覆感光层的芯板用生产菲林对位曝光，使需要的线

5、路部分的感光层发生聚合交联反应，经过弱碱显影时保留下来，将未反应的感光层经显影液溶解掉露出铜面，再经过酸性蚀刻将露铜的部份蚀刻掉，使感光层覆盖区域的铜保留下来而形成线路图形。此过程为菲林图形转移到芯板图形的过程，又称之为图形转移。,2023/8/18,生产工艺流程：前处理 压干膜（涂湿膜）对位曝光 显影 蚀刻 退膜 QC检查（过AOI）下工序,2023/8/18,A、前处理（化学清洗线）：,用3%-5%的酸性溶液去除铜面氧化层及原铜基材上为防止铜被氧化的保护层，然后再进行微蚀处理，以得到充分粗化的铜表面，增加干膜和铜面的粘附性能。,2023/8/18,B、涂湿膜或压干膜,先从干膜上剥下聚乙稀保

6、护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上，干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，再借助于热压辘的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜。,2023/8/18,C、干膜曝光原理：,在紫外光照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于弱碱的立体型大分子结构。,2023/8/18,D、显影原理、蚀刻与退膜,感光膜中未曝光部分的活性基团与弱碱溶液反应，生成可溶性物质溶解下来；未曝光的感光膜与显影液反应被溶解掉，曝光的感光膜不与弱碱溶液反应而被保留下来，从而得到所需的线路图形。蚀刻退膜,2023/8/18,实物组图（1）,前处理线,涂膜线

7、,曝光机组,显影前的板,显影缸,显影后的板,2023/8/18,实物组图（2）,AOI测试,完成内层线路的板,退曝光膜缸,蚀刻后的板,蚀刻缸,AOI测试,2023/8/18,棕化：,棕化的目的是增大铜箔表面的粗糙度、增大与树脂的接触面积，有利于树脂充分扩散填充。,固化后的棕化液(微观）,2023/8/18,3、层 压,根据MI要求将内层芯板与PP片叠合在一起并固定，按工艺压合参数使内层芯板与PP片在一定温度、压力和时间条件搭配下，压合成一块完整的多层PCB板。生产工艺流程：棕化 打铆钉 预排 叠板 热压 冷压 拆板 X-RAY钻孔 锣边 下工序,2023/8/18,A、热压、冷压：,热压将热压

8、仓压好之板采用运输车运至冷压仓，目的是将板内的温度在冷却水的作用下逐渐降低，以更好的释放板内的内应力，防止板曲。,2023/8/18,B、拆板：,将冷压好之板采用人手工拆板，拆板时将生产板与钢板分别用纸皮隔开放置，防止擦花。,2023/8/18,实物组图（1）,棕化线,打孔机,棕化后的内层板,叠板,叠板,熔合后的板,2023/8/18,实物组图（2）,盖铜箔,压钢板,放牛皮纸,压大钢板,进热压机,冷压机,2023/8/18,实物组图（3）,计算机指令,烤箱,压合后的板,磨钢板,2023/8/18,4、钻孔的原理：,利用钻机上的钻咀在高转速和落转速情况下，在线路板上钻成所需的孔。生产工艺流程：来

9、板 钻定位孔 上板 输入资料 钻孔 首板检查 拍红胶片 打磨披峰 下工序,2023/8/18,A、钻孔的作用：,线路板的钻孔适用于线路板的元件焊接、装配及层与层之间导通之用 1和2层之间导通,2023/8/18,B、铝片的作用：,铝片在钻孔工序起作导热作用；定位作用；减少孔口披峰作用及预防板面刮伤之作用。,2023/8/18,C、打磨披峰：,钻孔时因板材的材质不同，造成孔口边出现披峰，钻孔后须用手动打磨机将孔口披峰打磨掉。,2023/8/18,D、红胶片：,钻孔钻首板时同红胶片一起钻出，然后用孔点菲林检查钻孔首板是否有歪钻及漏钻问题，首板检查合格，可用红胶片对批量生产板进行检查是否有歪钻及漏钻

10、问题。,2023/8/18,实物组图（1）,打定位孔,锣毛边,待钻板,钻机平台,上板,钻前准备完毕,2023/8/18,实物组图（2）,工作状态的钻机,红胶片对钻后的板检测,钻孔完毕的板,工作状态的钻机,检验钻孔品质的红胶片,2023/8/18,多层PCB板的生产工艺流程,开料 内层图形 层压 钻孔 电镀 外层 阻焊 表面处理 成型 电测试 FQC FQA 包装 成品出厂,2023/8/18,5、沉铜（原理）,将钻孔后的PCB板，通过化学处理方式，在已钻的孔内沉积（覆盖）一层均匀的、耐热冲击的金属铜。生产工艺流程：磨板 整孔 水洗 微蚀 水洗 预浸 活化 水洗 速化 水洗 化学铜 水洗 下工序

11、,2023/8/18,A、沉铜的作用：在已钻出的孔内覆盖一层金属铜，实现PCB板层与层之间的线路连接及实现客户处的插件焊接作用。B、去钻污：主要通过高锰酸钾溶液在一定的温度及浓度条件下，氧化孔内已溶胀的树脂，来实现去除钻污。（钻污为钻孔时孔内树脂残渣）,2023/8/18,6、全板电镀,在已沉铜后的孔内通过电解反应再沉积一层金属铜，来实现层间图形的可靠互连。,2023/8/18,实物组图,沉铜线,高锰酸钾除胶渣,板电,沉铜,除胶渣后的板,板电后的板子,2023/8/18,7、外层图形,将经过前处理的板子贴上感光层（贴干膜），并用菲林图形进行对位，然后将已对位的PCB板送入曝光机曝光，再通过显影

12、机将未反应的感光层溶解掉，最终在铜板上得到所需要的线路图形。生产工艺流程：前处理 压膜 对位 曝光 显影QC检查 下工序,2023/8/18,A、前处理（超粗化）：将板电完成之板送入设备内，在喷淋、温度、药水、速度的共同作用下，形成高粗糙度的铜面，增加干膜与铜面的结合力。B、贴干膜：先从干膜上剥下聚乙稀保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上，干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，再借助于热压辘的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜。,2023/8/18,C、曝光：在紫外光照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于弱碱的立

13、体型大分子结构。D、显影：感光膜中未曝光部分的活性基团与弱碱溶液反应，生成可溶性物质溶解下来；未曝光的感光膜与显影液反应被溶解掉，曝光的感光膜不与弱碱溶液反应而被保留下来，从而得到所需的线路图形。,2023/8/18,实物组图（1）,板电后的板,暴光,贴干膜（类似）,干膜,洗板,前处理及微蚀,2023/8/18,实物组图（2）,显影,洗板线,蚀刻后的板,2023/8/18,8、图形电镀,A、电镀定义：电镀是利用电流使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀致密、结合力良好的金属层的过程。B、电镀目的：增加导线和孔内镀层厚度，提高孔内镀层电性能和物理化学性能。其中镀铅锡工序的作用是提供保护性镀层，保

14、护图形部分的铜导线不被蚀刻液腐蚀。,2023/8/18,9、蚀刻,A、原理：用化学方法将未保护的铜溶解掉，留下已保护的铜，再将线路层上的保护层（锡层）退掉，最终在光铜板上得到所需要的线路图形。B、生产流程：放板 退膜 水洗 蚀刻 水洗 退锡 水洗 烘干 QC检查 下工序,2023/8/18,实物组图（1）,图形电镀,蚀刻后退锡前的板,蚀刻缸,退暴光后膜缸,蚀刻线,镀锡后的板,2023/8/18,实物组图（2）,蚀刻后退锡前的板,剥锡缸,剥锡后的板,2023/8/18,10、阻焊,原理：将前处理后的PCB板，通过丝网将阻焊油墨印刷到板面，并在一定的温度、时间及抽风量的条件下，使油墨中的溶剂初步挥

15、发，再用菲林图形将客户所需焊盘及孔保护住进行曝光，显影时将未与UV光反应的油墨溶解掉，最终得到客户所需要焊接的焊盘和孔。,2023/8/18,阻焊的作用：1、美观2、保护3、绝缘4、防焊5、耐酸碱生产流程：磨板 丝印阻焊 预烤 曝光 显影 PQC检查 后固化 下工序,2023/8/18,11、文字,原理：在一定作用力下，把客户所需要的字符油墨透过一定目数的网纱丝印在PCB板表面形成字符图形，给元件安装和今后维修PCB板提供信息。,2023/8/18,生产流程：查看LOT卡确定是否须丝印字符及字符制作要求 按LOT卡要求选择字符油墨 开油 检查字符网是否合格并用网浆进行修补 根据MI要求涂改周期

16、 将网版锁紧在手动丝印机台上 对位 印首板 首板OK后批量印刷 收油 清洗网版 从机台上拆下网版暂放到相关区域,2023/8/18,字符油墨类型：字符油墨为热固型油墨，当其热固后就算是用强酸强碱都很难将其清洗干净。常见缺陷：字符上PAD；字符膜糊；字符不下油；板面粘字符等。,2023/8/18,实物组图（1）,前处理,绿油房,火山灰打磨,微蚀缸,水洗,超声波水洗,2023/8/18,实物组图（2）,丝印绿油后的板,烤箱,暴光,显影,水洗,水洗后的板,2023/8/18,实物组图（3）,待丝印文字板,丝印文字,丝印文字后的板,2023/8/18,12、表面处理,A、我司常见表面处理：有铅喷锡无铅

17、喷锡沉金沉锡沉银抗氧化（OSP）电金插头镀金手指,2023/8/18,A、生产流程：微蚀 水洗 涂助焊剂 喷锡 气床冷却 热水洗 水洗 烘干 PQC检查 下工序B、合金焊料熔点比较：有铅焊料熔点为183（Sn63/Pb37）无铅焊料熔点为227（Sn/Cu/Ni）,2023/8/18,实物组图（金板）（1）,待上金板,镀金手指板,沉金后的板,沉金线,磨板,包边,2023/8/18,实物组图（2）,待喷锡板,磨板,喷锡,喷锡板,2023/8/18,13、成型,A、原理：将资料（锣带）输入数控铣床，把拼版后的PNL板分割（锣板）成客户所需要的外型尺寸。B、生产流程：钻定位孔 上板 输入资料 锣板

18、清洗成品板 下工序,2023/8/18,实物组图,待开V型槽板,洗板,辅助生产边框,锣后的板,PNL锣到SET,开V型槽,2023/8/18,14、电测试,A、目的：PCB的电性能测试，通常又称为“通”、“断”测试或“开”、“短”路测试，以检验生产出来的PCB板网络状态，是否符合原PCB的设计要求。B、原理：连通性测试：对某一待测网络的一端施加电流，在该网络的另一端进行测量，根据电流的变化值来判断这一网络（导线）是否导通、电阻大小或断开。,2023/8/18,绝缘性测试：对某一待测网络（导线）施加电压，而在其它相邻网络上检测是否有电压值，以此来判断网络（导线）之间是否绝缘。C、测试分类：,2023/8/18,15、成品检验（FQC）,A、目的：根据客户验收标准及我司检验标准，对成品PCB板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。,2023/8/18,16、成品包装,A、目的：根据MI要求，将已检验合格的成品PCB板，利用真空包装膜在加热及抽真空的条件下完成包装，防止成品PCB板返潮及便于存放运输。,2023/8/18,实物组图（1）,立式飞针测试机,通断测试,高压测试,夹具测试,测试夹具,2023/8/18,实物组图（2）,FQC工作流程,成品仓,FQC车间,烤箱,FQC车间,包装,