PCB制造流程与材料简介.

PCB制造总流程和材料简介品牌服务质量开拓追求使命无锡江南计算技术研究所高密度电子互连技术中心Address：江苏省无锡市山水东路188号|Postcode：214083Tel:[phone]|Fax:[phone]|E-mail：[e-mail]主要内容第一部分：PCB基础知识PCB概念PCB分类PCB板材简介第二部分：PCB工艺流程内层图形制作层压数控孔化电镀外层图形制作阻焊丝印成品铣切测试、检验、包装第三部分：特殊板JNHDI2第一部分：PCB基础知识JNHDI3印制电路PrintedCircuit（PCB）在绝缘基材上，按预定设计形成的印制元件或印制线路以及两者结合的导电图形。JNHDI4•1903年AlbertHanson：“以抽出金属粉方式在绝缘板上连接零件”•1936年PaulEisler（英）提出PrintedCircuit概念•相较于早年的配线生产，PCB具有减少配线工作量、可靠度高、适合规模化大生产、制作时间短、成本低、体积小、质量轻、设计流程化等优势•各种民用、军用电子设备小型化、产量化、多功能化的需求促进PCB产业在这一个世纪左右的时间里获得快速蓬勃发展。印制线路PrintedWiring（PWB）在绝缘基材上形成的导电图形，用于元器件之间的连接，但不包括印刷元件。印制板PrintedBoard印制电路或印制线路成品板的统称。基本概念PCB分类结构硬度性能孔的导通状态单面板双面板多层板硬板软板软硬结合板埋孔板盲孔板埋、盲孔板通孔板表面制作喷锡板镀金板化银板化金板化锡板金手指板碳油板ENTEK板HDI板应用领域民用印制板工业印制板军事用印制品铜柱板积层板封装基板其它高频微波板埋阻板埋容板陶瓷板插槽板…手机用PCB电子玩具用PCB电视机用PCB…单面板双面板普通多层板印制电路板的层数是以铜箔的层数为依据。按结构分类PCB种类HDI板PCB的主要原材料构成表面处理层：镍金、银、锡（铅）、OSP字符：一般仅起标识性作用，对PCB成品的具体使用性能与可靠性无影响。PCB加工过程辅料：干膜/湿膜、各类化学药剂、助焊剂、钻铣辅料、层压辅料等常规刚性板刚挠板挠性基材、刚性基材、覆盖膜、NFP等高频微波板铜箔铜箔绝缘层、介质层、芯料覆铜板（Copper-cladLaminate,CCL）PCB的主要原材料构成非阻燃型阻燃型刚性板纸基板XPC、XXXPCFR-1、FR-2、FR-3玻纤布基板G-10、G-11FR-4、FR-5PI板（GPY）、PTFE板、BT板、PPE（PPO）板、MS板等。复合基板CEM-2、CEM-4CEM-1、CEM-3、CRM-5HDI板材涂树脂铜箔（RCC）特殊基材金属基板、陶瓷基板、热塑性基材等。挠性板聚酯薄膜挠性覆铜板、聚酰亚胺薄膜挠性覆铜板PCB的主要原材料构成酚醛树脂环氧树脂聚酯“FR”：阻燃阻燃级别：UL94-V0,-V1，-V2，-HB，依次下降CCL的分类玻纤布型号环氧树脂（Resin）双官能团树脂、多官能团树脂；铜箔（Copper）其它助剂：固化剂，填料玻璃布型号10610802116L2116A2116H15007628L7628A7628H7628M厚度mil0.9344.55677.59.38环氧玻纤布基板（G-10、G-11，FR-4，FR-5）PCB的主要原材料构成纤维纸（CEM-1）或玻璃纸（CEM-3）玻璃布：7628等树脂：环氧填料：氢氧化铝、滑石粉等等铜箔面料：玻璃布/Resin芯料：（玻璃）纤维纸/Resin面料：玻璃布/Resin铜箔玻纤纸复合基板(CompositeEpoxyMaterials，CEM)PCB的主要原材料构成RCC是在极薄的电解铜箔（厚度9-18μm)的粗化面上精密涂覆上一层或两层特殊的环氧树脂或其他高性能树脂（树脂厚度30-100μm），经干燥脱去溶剂、达到B阶形成的。RCC在HDI多层板的制作过程中，取代传统的黏结片与铜箔的作用，可以采用非机械钻孔技术（通常为激光成孔等新技术）形成微孔，达到电气连通，从而实现印制板的高密度化。积层电路板板材：覆铜箔树脂RCCPCB的主要原材料构成覆铜板半固化片（≥1）半固化片（≥1）铜箔铜箔半固化片（≥1）覆铜板覆铜板半固化片（≥1）半固化片(prepreg)、铜箔PS:内层CCL预先蚀刻出图形JNHDI14玻纤布经上胶机上胶并烘干至“B”阶。直接用于压制覆铜板，通常称为黏结片；用于多层板的压合，通常称为半固化片；经纱标识为Warp或者GR，纬纱为Fill。4个指标：RC,RF,GT,VCPCB的主要原材料构成半固化片(prepreg)纬向经向玻璃布箔的代号H(1/2)12公称厚度(μm)183670质量厚度（oz/ft2）1/212JNHDI15PCB的主要原材料构成铜箔JIS,IPC两种标准对电解铜箔的厚度要求主要内容第一部分：PCB基础知识PCB概念PCB分类PCB板材简介第二部分：PCB工艺流程内层图形制作层压数控孔化电镀外层图形制作阻焊丝印成品铣切测试、检验、包装第三部分：特殊板JNHDI16JNHDI17第二部分：常规多层板制造总流程常规PCB制造阶段•客户资料接收•DFM与风险评估（预审可制造性）•生产数据/工具准备（CAM）•生产策划（MI）•根据加工指示要求生产PCB•过程中检验•过程中测试•包装出库•可靠性测试•按要求提供相关检验数据PCB生产从接受订单开始到产品交付主要分为以下三阶段制前工程生产阶段可靠性测试合同评审制前工程CAM/MI工装夹具准备开料钻孔去毛刺、去沾污化学沉铜电镀一铜外层贴膜+曝光+显影图形电镀铜图镀锡/铅锡剥膜、蚀刻褪锡/铅锡外层AOI阻焊化学镍金印字符印字符热风整平成品铣切FQC成型前测试印字符成品铣切化学锡/银OSPFQA成型前测试包装入库常规多层板制造总流程内层曝光内层贴膜内层DES内层AOI冲孔棕化+烘烤层压内层图形制程2.前处理3.贴膜4.曝光5.DES6.AOI1.开料转层压铜箔前处理后铜面状况示意图目的:去除铜面上的污染物，赋予铜面一定粗糙度，以利后续的贴膜途径：研磨\喷砂\化学前处理线主要原物料：CCL、陶瓷刷轮、氧化铝砂带、软木塞砂带、不织布刷轮、金刚砂水液、前处理药水等2.前处理3.贴膜4.曝光5.DES6.AOI1.开料前处理干膜2.前处理3.贴膜4.曝光5.DES6.AOI1.开料压膜前压膜后贴膜目的:将经处理之基板铜面通过热压方式贴上抗蚀干膜主要原物料:干膜水溶性乾膜主要是由于其组成中含有机酸根，与强碱反应使成为有机酸的盐类，可被水溶掉。UV光2.前处理3.贴膜4.曝光5.DES6.AOI1.开料曝光前曝光后菲林平行曝光目的:经光源作用将原始底片上的图像转移到感光干膜上主要原物料:底片(菲林)、显影液、定影液、曝光光源酸性蚀刻所用底片为负片,即白色透光部分发生光聚合反应,黑色部分则因不透光,不发生反应,碱性蚀刻所用底片刚好相反,底片为正片激光直写LDI:不需要底片显影蚀刻剥膜2.前处理3.贴膜4.曝光5.DES6.AOI1.开料显影(Developing)：K2CO3蚀刻（Etching）：Cu2+，HCl，NaClO3剥膜（Stripping）：KOHDESAOI2.前处理3.贴膜4.曝光5.DES6.AOI1.开料目的：通过光学反射原理将图像回馈至设备处理，与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较，找出缺点位置注意事項：由于AOI所用的测试方式为逻辑比较，一定会存在一些误判的缺点，故需通过人工加以确认发现公共缺点及时向前制程反馈注意全检与抽检结合进行，不同料号设定不同的抽检频率AutomaticOpticalInspection合同评审制前工程CAM/MI工装夹具准备开料钻孔去毛刺、去沾污化学沉铜电镀一铜外层贴膜+曝光+显影图形电镀铜图镀锡/铅锡剥膜、蚀刻褪锡/铅锡外层AOI阻焊化学镍金印字符印字符热风整平成品铣切FQC成型前测试印字符成品铣切化学锡/银OSPFQA成型前测试包装入库常规多层板制造总流程内层曝光内层贴膜内层DES内层AOI冲孔棕化+烘烤层压层压工序制程棕化PP冲孔叠板压合OPE转数控OPE目的:利用CCD对位冲出内层单定位孔；基材厚度要求：0.05-0.41mm（不含Cu）；对位精度：±0.002″；重复对位精度：±0.0005″；层压定位方式：四槽；铆钉；Mass法；热熔。0.188″4.775mm0.375″9.525mm棕化PP冲孔叠板层压转数控OPE棕化线棕化棕化前棕化后棕化PP冲孔叠板层压转数控OPE目的：增加粗糙度,表面形成有机氧化层，确保层压的可靠层间结合棕化PP冲孔叠板压合转数控OPE目的:将预叠合好之板叠成待压多层板形式主要原物料:电解铜皮,PP，棕化后单片，CVL，RCC辅助物料：模具、牛皮纸、钢板、铝片、离型膜、PTFE叠构设计原则：叠层结构上下对称；芯板厚度最大化；PP张数最少化（民品1，军品≥2张）注意点：1、裁板保持经纬向不变；2、按照工单附件的叠构图进行装板。叠板CuPPCORECOREPPPPCu层压叠构：装板间HDI厂：•德国博克2台热压机（3h）•1台冷压机（1h）•PP性能指标：含胶量、流动度、挥发物含量、凝胶时间棕化PP冲孔叠板压合转数控OPE压合…可以叠很多层…钢板牛皮纸承载盘上盖板PCB叠层加热板加热板压力压力PCB厂：•1台热压机,1台电压机•1台冷压机，•1台热熔机(Italy,cedal)（离型纸）（离型纸）合同评审制前工程CAM/MI工装夹具准备开料钻孔去毛刺、去沾污化学沉铜电镀一铜外层贴膜+曝光+显影图形电镀铜图镀锡/铅锡剥膜、蚀刻褪锡/铅锡外层AOI阻焊化学镍金印字符印字符热风整平成品铣切FQC成型前测试印字符成品铣切化学锡/银OSPFQA成型前测试包装入库常规多层板制造总流程内层曝光内层贴膜内层DES内层AOI冲孔棕化+烘烤层压铣边、磨边、刻板号等作业对压合后多层板进行初步外形处理以便后工序生产品质控制要求及提供后工序加工之工具孔。接板→确定钻孔工艺→配刀→定位孔准备→数据准备→校正(单、双面板跑位)→钻孔参数设置→试孔→钻首件及首件检查→批量生产→检验。钻孔主要原物料:钻头、铣刀辅助物料：套环、盖板、垫板、电木板、胶带和销钉半成品铣切层压后多层板转交数控工序，用X-ray打销钉孔，在成型机上销钉定位，铣边框、四槽、铆钉，接着进行磨边、刻字。钻孔工序位于层压之后和孔化电镀工序之前，依据MI指示调用对应的工程数据进行钻孔，是实现各层板面电气互连的前提。数控—钻孔印制板中孔的主要作用是实现层间互连或安装元器件。盖板销钉被钻板（3块叠）电木板垫板固定电木板用销钉机台孔化电镀将孔内非导体部分利用化学镀方式使孔导通,并利用电镀方式加厚孔铜及面铜厚度合同评审制前工程CAM/MI工装夹具准备开料钻孔去毛刺、去沾污化学沉铜电镀一铜外层贴膜+曝光+显影图形电镀铜图镀锡/铅锡剥膜、蚀刻褪锡/铅锡外层AOI阻焊化学镍金印字符印字符热风整平成品铣切FQC成型前测试印字符成品铣切化学锡/银OSPFQA成型前测试包装入库常规多层板制造总流程内层曝光内层贴膜内层DES内层AOI冲孔棕化+烘烤层压外层图形制程前处理贴膜曝光显影碱性蚀刻图镀锡/铅锡图镀铜外层褪膜褪锡/铅锡转阻焊工序板面一次镀目的:经过钻孔及孔化电镀后,內外层已经连通,本制程制作外层线路,以达电性的完整。外层图形制作1.前处理2.贴膜3.曝光4.显影5.图镀铜6.图镀锡/铅锡7.外层褪膜8.碱性蚀刻9.褪锡/铅锡合同评审制前工程CAM/MI工装夹具准备开料钻孔去毛刺、去沾污化学沉铜电镀一铜外层贴膜+曝光+显影图形电镀铜图镀锡/铅锡剥膜、蚀刻褪锡/铅锡外层AOI阻焊化学镍金印字符印字符热风整平成品铣切FQC成型前测试印字符成品铣切化学锡/银OSPFQA成型前测试包装入库常规多层板制造总流程内层曝光内层贴膜内层DES内层AOI冲孔棕化+烘烤层压阻焊丝