PCB工艺流程说明

PCB板工艺流程介绍三洋电机DIC东莞事务所日期：2005.07.08PrintedCircuitBoard印刷电路板1/37三洋电机DIC东莞事务所2/37介绍内容说明：★PCB种类★PCB使用的材料★生产流程图★生产工艺介绍★多层板图示介绍一、PCB种类：PCB板按结构可分为三种：单面板、双面板、多层板；DSC使用的为多层基板,常用的有四层PCB板、1-4-1、2-4-2多层基板；成品板厚度一般为：0.6mm~0.8mm。1-4-1即：1为上表面和下表面一层铜箔、4为四层板组合的多层板。二、PCB使用的材料：1、PCB板使用的主要材料是覆铜板；2、曝光、显影使用的干膜及胶片；3、层压时使用的铜箔；4、层压时用来增强基板稳定性的环氧半固化片；5、各种药水；6、表层阻焊剂三洋电机DIC东莞事务所3/37三、生产工艺流程图：三洋电机DIC东莞事务所4/37(1)六层板内层制作流程覆铜板切割贴干膜内层曝光显影蚀刻去干膜AOI检查黑化/棕化处理叠板预叠板层压压合前处理内层线路形成清洗六层(1-4-1)PCB板制作流程：三、生产工艺流程图：三洋电机DIC东莞事务所5/37开定位孔清洗钻污化学镀铜电解镀铜清洗、干燥贴干膜曝光显影蚀刻去干膜清洗黑化/棕化处理二次层压钻内层通孔镀铜内层2、5层线路形成AOI检查叠板预叠板压合(2)内层2、5层制作流程三、生产工艺流程图：三洋电机DIC东莞事务所6/37(3)六层板外层制作流程激光钻孔钻外层通孔镀铜外层线路形成AOI检查清洗钻污化学镀铜电解镀铜清洗、干燥贴干膜曝光显影蚀刻去干膜清洗三洋电机DIC东莞事务所7/372、1-4-1（6层）PCB板制作流程：前处理电测检查铜面防氧化处理涂布阻焊剂丝印外形加工目视检查(4)外观及成型制作流程最终出荷检查印刷绿油干燥处理选择性镀镍镀金四、生产工艺介绍：以1-4-1六层线路板制作流程说明绿油接着剂(半固化片)内层线路铜面防氧化处理镀铜镀金导通孔盲孔覆铜板基材线路L1线路L2线路L3线路L4线路L5线路L6内层通孔1-4-1线路板断面图示三洋电机DIC东莞事务所8/37三洋电机DIC东莞事务所9/371、覆铜板切割（WorkSize）：A、覆铜板断面图示：铜箔基材B、基板在投料生产时，会按厂家设计好的图纸要求进行裁剪；不同厂家根据产品的不同，尺寸也有所变化；C、技术特点：设备自动切割、半自动切割D、管理重点：寸法控制；每班前首件测量确认后生产；基板型号转换时，测量确认；E、覆铜板尺寸：1200mm×1000mm、1000mm×1000mm三洋电机DIC东莞事务所2、前处理(Preparetreatment)：A、清洗孔内钻污；B、用碱溶液去除铜表面的油污、指印及其它有机污物；然后用酸性溶液去除铜面氧化层；最后再进行微蚀处理以得到与干膜具有优良粘附性能的充分粗化的表面；C、使用设备：投入口处理中药水使用设备自动传输，只需2人作业D、管理重点：药水的管理、设备定时点检；10/37三洋电机DIC东莞事务所3、贴干膜（Lamination):A、断面图示说明：干膜B、贴干膜需在无尘室作业(PCB板厂家无尘室级别一般为1万级)，作业员需穿防静电衣、戴防静电帽和防静电手套；C、干膜贴在板材上,经曝光、显影后，使线路基本成形，在此过程中干膜主要起到了影象转移的作用，而且在蚀刻的过程中起到了保护线路的作用；（以高温高压用压膜机将感光干膜附着于基板铜面上，作为影像转移之介质）D、使用设备：压膜机E、管理重点：保持干膜和板面的清洁；干膜位置不能偏位、不能皱，贴附干膜时需对覆铜板表面用滚轮进行清洁；11/37三洋电机DIC东莞事务所4、内层曝光（Exposure):A、断面图示说明：B、需在无尘室作业(无尘室级别一般为1万级)，作业员需戴防静电帽和穿防静电衣，室内需进行温湿度管理；C、曝光使用的菲林片不能偏位，一般工厂使用设备自动对位；菲林片与基板、干膜之间不能有异物及灰尘；D、作业原理：用UV光照射，以底片当遮掩介质，而无遮掩部分将与干膜发生聚合反应，进行影像转移；E、曝光设备：半自动曝光机、自动曝光机；12/37未曝光部分曝光部分三洋电机DIC东莞事务所图示说明13/37UV光源菲林片菲林片菲林片UV光源三洋电机DIC东莞事务所14/376、蚀刻（Etching):A、图示说明：B、作业原理：经UV光照射的部分铜箔将被酸性溶液清除掉；5、显影（Develop):A、断面图示说明：B、作业原理：感光膜中未曝光部分与稀碱溶液反应而被溶解,而曝光部分的干膜被保留下来；曝光部分干膜被硬化未曝光部分干膜被显影药水洗掉未曝光部分铜箔被洗掉三洋电机DIC东莞事务所8、AOI检查：A、作业原理：利用卤素灯照射板面，对内层线路进行短路、断路、残铜的检查；对于线路短路的不良，可以进行修理，但是断路的线路不能进行修理；B、使用设备：检查设备卤素灯照射板面线路显示画面15/377、去膜、清洗（Stripping):B、作业原理：将保护铜箔的干膜清除；A、图示说明：C、设备：清洗线内层L3、L4线路形成三洋电机DIC东莞事务所9、黑化/棕化处理(Blackoxide)：A、作业原理：以化学方式进行铜表面处理,使其表面粗化;增强PP膜(半固化片)与铜面的结合力；B、黑化与棕化的区别：黑化层较厚，在镀铜后会产生粉红圈，这是在镀铜微蚀时进入黑化层使铜露出原来的颜色；而棕化层相对较薄，处理后不会产生粉红圈；C、工艺流程为：黑化——清洗——干燥；在同一条线的设备完成；设备自动传输；设备图示16/37三洋电机DIC东莞事务所10、预叠板、叠板(LayUp)：A、断面图示说明：铜箔半固化片覆铜箔基材内层线路B、叠板前，需对接着面进行清洁，表面不能附着灰尘；C、内层线路两表面贴附半固化片，目的为增强基板稳定性，并使层压时能紧密接触；17/37预叠板现场叠板现场11、层压(Lamination)：A、以高温高压使其紧密结合，层压时铜箔与接着剂、内层线路之间不能有缝隙（如有缝隙，在贴装元件过热风炉时高温后基板会起层分开）；B、加热方式上有电加热，蒸汽加热等；在加压方式上有非真空液压与真空液压等；C：层压时，铜箔上下两表面需垫钢板进行压合；D、层压后，基板厚度为叠板时的70%；三洋电机DIC东莞事务所层压后基板状态基板修边处理18/37三洋电机DIC东莞事务所12、钻孔(Drilling)：A、断面图示说明：B、钻孔分为：机械钻孔和雷射开孔；机械钻孔有通孔、埋孔之分；雷射开孔为盲孔；如下图：C、在钻孔前，板面会垫上一层铝板，下面会垫上垫木，目的为避免钻头直接与板面接触时造成批锋，起一个缓冲作用；D、通常基板1平方米可以开20万~70万个孔;在基板工艺中,开孔所需的时间较长,所以钻孔机也限制了基板的生产数量;盲孔通孔埋孔线路L1线路L2线路L319/37钻通孔三洋电机DIC东莞事务所20/37E、钻孔的设备一般为6轴，作业时多块基板同时开孔（一般1轴3块板重叠同时开孔）；激光开孔机一般为1~2轴；F、管理项目：1）对开孔后的基板孔径进行检查,进行切片管理；2）钻孔用的钻头需要进行管理,定期对钻头进行点检；13、清洗钻污(desmear)：A、钻孔时会有残渣附在孔壁和基板表面，需对钻孔后的基板进行清洗，清除残渣；B、清洗设备同2：三洋电机DIC东莞事务所21/3714、镀铜(Copperplating)：A、断面图示说明：B、镀铜有化学镀铜(沉铜)和电解镀铜两个过程，必须先进行化学镀铜后再进行电解镀铜；目的为内4层线路导通；C、镀铜方式有两种：水平镀铜和垂直镀铜（如图）：水平镀铜：镀铜溶液PCB板三洋电机DIC东莞事务所22/37溶液PCB板垂直镀铜：D、化学镀铜(沉铜)是通过化学药液处理使板和孔内附上铜；电解镀铜是以电镀的方式增加铜厚度以达到客户要求；三洋电机DIC东莞事务所23/3715、L2、L5线路制作：L2、L5层线路制作流程：贴干膜——曝光——显影——蚀刻贴干膜：曝光：显影：蚀刻：去膜：★在基板表面贴上一层干膜，作为图像转移的载体；★经UV光照射，把底片上的线路转移到贴好干膜的基板上；★将未曝光的干膜洗掉，使影象显现；★利于酸性溶液，清除未被干膜保护的铜箔；★去除表面干膜，线路形成；三洋电机DIC东莞事务所24/3716、清洗、干燥：将蚀刻后的基板进行清洗表面，并进行干燥处理；17、AOI检查：A、对内层L2、L5层线路进行短路、断路、残铜的检查；B、检查原理和设备同818、L2、L5层表面黑化/棕化处理：方法和原理同919、预叠板、叠板(LayUp)：A、断面图示说明：B、方法和原理同1020、二次层压(Lamination)：方法和原理同11铜箔半固化片三洋电机DIC东莞事务所25/3721、激光钻孔/雷射钻孔（Laserablation）：A、断面图示说明：B、钻孔后需抽检检查；检查设备为30倍和200倍显微镜；C、需做切片检查，目的为检查钻孔是否露出第二层铜箔；D、特点：激光开孔面积小，密度高，面积通常只有100~150um；DSC基板一般在BGA处盲孔较多；E、实物图示：激光钻盲孔NG图片OK图片22、钻孔（Drilling）：A、断面图示说明：B、钻L1~L6层通孔；方法同12；23、清洗钻污（desmear）：A、原理和方法同13；B、此处清洗要求比较高，因为激光开的盲目面积较小，开孔后污渍比较难清除，通常清洗完后会进行检查；钻通孔三洋电机DIC东莞事务所26/37三洋电机DIC东莞事务所27/3724、镀铜（Copperplating）：A、断面图示说明：B、先进行化学镀铜后再进行电解镀铜;使内层L1~L6层导通;原理同1425、外层线路制作：A、前处理：去除表面脏污并粗化表层铜面，然后干燥处理；B、贴干膜：将干膜贴附于基板表面，并压膜；C、曝光：利用UV光照射聚合作用将线路转移到干膜上；D、显影：把未感光部分的区域用显影液将干膜冲掉，感光部分因已发生聚合反应而洗不掉，仍留在铜面上，蚀刻时保护铜箔；E、蚀刻：将基板上没有干膜保护的铜箔用药液清除掉；F、去干膜：将保护线路铜箔的干膜用药水剥除；钻通孔三洋电机DIC东莞事务所28/37断面图示说明：贴干膜曝光显影蚀刻去膜清洗、干燥三洋电机DIC东莞事务所29/3726、绿油涂布：A、断面图示说明：B、作业原理：使用钢网印刷涂布，根据客户要求的图样进行印刷；印刷完成后需对基板进行干燥处理，使其绿油完全硬化；C、无尘室作业，(无尘室级别一般为1万级)，作业员需戴防静电帽和穿防静电衣，室内需进行温湿度管理；D、管理项目：避免表面附着污渍，使用钢网每天定时点检；27、丝印：A、无尘室作业，(无尘室级别一般为1万级)，作业员需戴防静电帽和穿防静电衣，室内需进行温湿度管理；B、作业原理：使用钢网印刷涂布，根据客户印字要求进行印刷；绿油三洋电机DIC东莞事务所30/3728、镀镍镀金：A、断面图示说明：镀金部分B、基板上不需要镀金的地方需贴膜保护后，先进行镀镍，然后进行镀金；C、DSC基板上连接端子铜面上一般会镀金，主要目的为保护端点及提供良好的导通性能；29、外形加工：A、按产品设计图纸，将基板切割成多个复合板；B、切割成形后需对基板进行清洁表面并进行干燥处理；三洋电机DIC东莞事务所31/3730、目视检查：A、使用放大镜对基板进行外观检查；B、目视检查为全数检查；C、出荷之前进行翘曲检查；目视检查现场31、电测检查：A、使用治具进行导通检查；不同产品选择的测试治具也不同；治具制作的费用也比较昂贵；B、电测检查为全数检查；C、测试不良种类有：短路、断路、漏电翘曲检查现场三洋电机DIC东莞事务所32/3733、最终出荷检查：A、断面图示说明：铜面防氧化处理B、为防止铜面氧化，在铜面上涂布一层预焊剂；32、铜面防氧化处理：依据抽检计划对产品进行抽检检查；34、产品包装：PCB板使用真空包装，以利于基板的存放和运输；三洋电机DIC东莞事务所33/37五、多层基板图示介绍：以6层板为例：构造：两张覆铜板、上下两表面铜箔二次压合成形；使用接着剂为半固化片；