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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司印制电路工艺基础知识制作：测试部2004.6.20质量方针：以领先的电子技术和优质的信息产品服务客户、回报社会。质量目标：1.产品最终检验合格率＞97.5％⑴单面板合格率≥99.5％⑵双面板合格率≥99.0％⑶三、四层板合格率≥97.0％⑷五、六层板合格率≥93.0％⑸七、八层板合格率≥85.0％⑹九、十层板合格率≥80.0％2.顾客满意率≥85.0％3.顾客重大投诉率为零主要讲解以下几点内容：1、综合述说线路板的发展历史2、PCB的分类3、电路板的生产流程简介（单面板、双面板、多层板）4、各工序简要说明一、线路板的发展历史1.PCB是英文（printedcircultboard）印制线路板的简称，通常把在绝缘基材上，按照预定的设计，制成印制线路、印制元件、或两者结合而成的导电图形称为印制电路，而在绝缘基材上提供元器之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。2.印制电路工业的确立应该从1940年算起，1936年由英国的Eisler博士提出印制电路“printcircult”的概念，当时并未引起人们的重视，直到1942年，他用蚀刻法把不需要的铜箔腐蚀掉，制造出人类第一块印制板，在二次世界大战中，美国人应用这种工艺技术制造出的印制板运用到军事装置中，并获得了成功，这样才逐渐引起人们的重视，并开始广泛应用，人们通常称Eisler博士为“印制电路之父”。3.我国的印制电路发展其起至今约40年的历史，其历程大致可分为如下几个阶段：⑴、研制开发，起步阶段。（1956年----1963年）⑵、扩大应用，形成产业阶段（1963年------1978年）⑶、引进先进技术和设备，蓬勃发展阶段（1978年-----至今），其中这阶段的前10年是以单面板为主的大发展，后10几年是以双面板、多层板为主的大发展，中国大陆的产量排名美国、日本、台湾地区之后，名列第四位，后续的排名，随着改革开放的深入，其产量有可能超过台湾地区、日本。二、PCB的分类1.印制板目前分类还没有统一的方式，目前以传统习惯一般有三种方式：①以用途分类电视机用印制板民用印制板电子玩具用印制板（消费类）VCD用印制板等等……..通讯用印制板工业印制板仪器用印制板（装备类）控制台印制板等等……..军事用印制板-----即我司所说的军品以用途分类②以基材分类合成纤维印制板玻纤非织布(芯)、玻纤布（面）的聚脂树脂板（CRM-7）等等‥‥‥‥‥‥特殊型印制板环氧合成纤维印制板环氧纸基印制板（FR-3）纸基印制板以基材分类酚醛纸基印制板（FR-1、FR-2等）玻璃布基印制板环氧玻璃布基印制板（FR-4等）聚四氟乙烯玻璃布基印制板（PTFE）耐高温环氧树脂玻璃布基印制板（FR-5）等等‥‥‥‥聚脂合成纤维印制板纸玻纤布的环氧印制板（CEM-1）玻纤非织布,玻纤布的环氧树脂板(CEM-3)金属基印制板（铝基板）陶瓷基印制板（陶瓷板等）③以结构分类双面板刚性印制板单面板多层板铝基单面板环氧玻璃布基单面板非金属化孔双面板金属化孔双面板四层板六层板等等‥‥‥‥以结构分类挠性印制板单面板双面板多层板刚挠结合板我们公司加工的板，以生产刚性印制板为主：一、从加工层数来分：单面板、双面板、多层板。二、根据我们公司常使用的刚性印制板来分，主要有以下几种：1）、普通的玻纤布环氧树脂板（FR-4）；2）、玻纤布聚四氟乙烯树脂板（PTFE）；3）、合成纤维板（CEM-3）；4）、铝基板；5）、陶瓷板等；三、简单讲述一下上述几种基板的特点：①普通的玻纤布环氧树脂板（FR-4）：在PCB基板材料中，一般玻璃布基覆铜板是指NEMA标准牌号为G10、G11、FR-4、FR-5四种环氧玻纤布基覆铜板，其中G10、G11两种为非阻燃型板，FR-4、FR-5为阻燃型板，目前，在整个世界一般玻纤布环氧板总量中，FR-4占90%以上。FR-4一般常用的增强材料为三种：7628H、7628A、2116A、1080A三种，它们的厚度分别为0.21±0.015mm、0.18±0.015mm、0.12±0.012mm、0.08±0.01mm,常采用的为电解粗化铜箔，常用的有18um(1/2oz)35um(1oz)70um(2oz)三种。我司常用的板厚为0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.36mm、0.51mm、0.71mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、2.0mm、3.0mm等板厚,最常用板厚为1.6mm。②玻纤布聚四氟乙烯树脂板：（PTFE）a.该板材的特点为：介质损耗小、传输信号快，频率高达1GH左右；b.主要原因：该板材的介电常数较低（2.5-2.7左右）。c.介电常数是电极间充以某种物质的电容与同样构造的真空电容器的电容之比。当∑大时，储存电能能力大，电路中的电信号速度就会降低。d.加工此板的最难度是：孔内难沉铜。e.经经验认证，一般阻焊剂对频率有一定影响，固此一般高频板都不印阻焊。f.另一特点：材料成本高，一般比FR-4高于5-8倍；③合成纤维板（CEM-3）CEM-3也可用为双面进行印制电路和可金属化也加工的PCB基材板，在加工性上，许多方面优于FR-4板，在钻孔加工中，其钻头寿命为FR-4的2-5倍。售价低于FR-4板，近年来CEM-3板的量，逐年在增加，它是一种具有广阔前景的板材。④、铝基板铝基板是铝板用绝缘粘接层与铜箔复合而成的一种材料，该板材适用于单面板，加工方法也似于单面板加工流程，主要适用散热装置上。⑤、陶瓷板：基本上都是客户自带板材，特点：价钱较高1m2约1万美金，易碎，操作过程需特别小心。三、电路板生产流程简介：我司电路板加工有如下几种：单面板生产工艺流程典型单面板工艺流程（普通的FR-4板）；特殊单面板工艺流程（铝基单面板、单面水金板）；双面板生产工艺流程典型双面板工艺流程（金属化孔双面板）；特殊双面板工艺流程（非金属化孔双面板）；多层板生产工艺流程典型多层板工艺流程；特殊的（如盲埋孔、厚铜箔板）工艺流程；1.单面板工艺流程：⑴典型单面板工艺流程：下料→钻孔→印湿膜→光成像（曝光、显影）→蚀刻→退膜→印阻焊→阻焊成像→印字符→固化→热风整平→铣边→终检→包装出货⑵特殊单面板工艺流程：下料→钻孔→光成像（贴膜、曝光、显影）→图形电镀镍、金→退膜→蚀刻→印阻焊→阻焊成像→印字符→固化→铣边→终检→包装出货2.双面板工艺流程：⑴典型双面板工艺流程：下料→钻孔→沉铜→板镀→光成像（贴膜、曝光、显影）→图形电镀铜、锡→退膜→蚀刻→退锡→印阻焊→阻焊成像→印字符→固化→热风整平→铣边→终检→包装出货⑵特殊双面板工艺流程：a.非金属化孔双面板：同单面板工艺流程相似（典型和特殊）b.双面水金板工艺流程：下料→钻孔→沉铜→板镀→光成像（贴膜、曝光、显影）→图形电镀铜/镍/金→退膜→蚀刻→印阻焊→阻焊成像→印字符→固化→铣边→终检→包装出货3.多层板工艺流程⑴典型多层板工艺流程：下料→印湿膜→内光成像（曝光、显影）→内层蚀刻→退膜→黑化→层压→打靶→钻孔→除胶渣→沉铜→板镀→外光成像（贴膜、曝光、显影）→图形电镀铜、锡→退膜→蚀刻→退锡→印阻焊→阻焊成像→印字符→固化→热风整平→铣边→终检→包装出货⑵特殊多层板工艺流程：a.盲埋孔板工艺流程：下料→内芯钻孔→沉铜→板镀→内光成像（贴膜、曝光、显影）→图形电镀铜、锡→退膜→蚀刻→退锡→黑化→层压→打靶→钻孔→除胶渣→沉铜→板镀→外光成像（贴膜、曝光、显影）→图形电镀铜、锡→退膜→蚀刻→退锡→印阻焊→阻焊成像→印字符→固化→热风整平→铣边→终检→包装出货b.厚铜箔板工艺流程：Ⅰ厚铜板：下料→钻孔（曝光定位孔）→光成像→图形电镀→蚀刻（减铜处理）→黑化（A）Ⅱ内芯板：下料→印湿膜→光成像→内层蚀刻→黑化（B）Ⅲ黑化（A）黑化（B）→层压→打靶→同双面板流程四：生产各工序简要说明：1.开料：将一定尺寸的覆铜板裁剪成我们所需要进行加工的板。需注意：a.MI上所注明所使用板材、生产厂家、铜箔厚度，以及其他特殊说明（如客户要无水印覆铜板等）。b.内芯板经纬方向的标识，经纬方向的标识对后续开半固化片起很关键作用。c.开料尺寸的一致性，它便于后续产品的加工制作（如电镀夹板等）。2、黑化和层压a.黑化处理的目的：增大铜箔的表面粗糙度，有利于树脂的充分扩散，增强铜箔表面与树脂之间的结合力。b.工艺流程：除油→水洗→微蚀→水洗→预浸→黑化→水洗→后浸→水洗→烘干c.层压：利用半固化片（或预浸片、粘接片）将导电图形在高温、高压下粘合起来的工艺技术称之为层压。d.半固化片有四个技术性能指标：树脂含量、树脂流动度、凝胶时间、挥发物含量。e.层压板质量检测：1）外观检测：板面应无凹坑、凸出物以及划伤等异常情况2）板厚检测：四周及中间厚度偏差不大；f.内在质量：热冲击（288℃浸10秒1次）前后无气泡、分层等现象。3.钻孔a.钻头：采有硬质合金材料制造，硬质合金材料是一种钨钴类合金，是以碳化钨（WC）粉未为基体，以钴作为粘合剂，经加压烧结而成的。b.原理：在正确设定好各钻孔参数后利用高速旋转的钻头对PCB板进行钻孔。c.钻孔参数设计良好与否会对产品的质量和生产效率有很大的影响。（比如：转速、进刀速度、退刀速度等）d.参数的选择是跟PCB材料有关的，如高频板其材质软转数约FR-4的一半、进刀退刀比FR-4的大。铝基板其由于材质硬，转速、进刀、退刀比FR-4慢。e.使用上、下垫板的主要目的：①上垫板(铝片)：钻孔时起到散发热量与钻头清洁的作用；可引导钻头进入板的轨道作用，以提高钻孔准确度；防止板面产生毛刺与刮伤等。②下垫板(酚醛纸板)：充分贯穿PCB板，防钻头钻入机台上；抑制毛刺的产生。f.钻头的直径范围：0.25～6.50mm4.孔金属化a.目的：在孔壁截面上覆盖一层均匀的、耐热冲击的金属铜。b.流程：去除钻污（膨胀、除胶渣、中和）→除油→水洗→调整剂→水洗→微蚀→水洗→预浸→活化→水洗→加速→水洗→沉铜→板镀c.检验沉铜和板镀效果的方法：①背光测定：与样板对照如果发现背光级数≥8级的认为沉铜效果合格。②热冲击实验：检查覆铜层结合力情况d.金相微切片实验：检查铜层厚度是否符合要求并检验板镀铜层的均匀性。5.图形转移：将菲林片上的图形转移到PCB板面上。它包括内外层贴膜、曝光、显影三个步骤。6.图形电镀铜、锡、镍、金a.概念：通过电流效应对板面露出铜的图形部分进行铜层加厚，让孔内铜厚满足IPC标准或客户的要求。同时在有用图形部分镀上一层保护锡，或镀上一层用作最终表面涂覆的镍金。b.电镀铜、锡流程：除油→水洗→微蚀→水洗→浸酸→镀铜→水洗→浸酸→镀锡→水洗→下架c.电镀铜、镍、金流程：除油→水洗→微蚀→水洗→浸酸→镀铜→水洗→微蚀→水洗→浸酸→水洗→镀镍→水洗→镀水金→烘干d.插头镀金流程：除油→水洗→微蚀→水洗→DI水洗→镀镍→水洗→DI水洗→镀厚金e.检验办法：金相微切片检验。一般要求孔内总铜厚≥20μm，军工产品要求孔内单点总铜厚≥25μm，锡层厚度为6-9μm，镍层为3-5μm左右，水金厚为0.05-0.15μm，插头镀金金厚为0.5-1.5μm。7.退膜、蚀刻和退铅/锡a.退膜原理：将板面的干膜退掉，露出铜层。b.蚀刻原理：将退膜后裸露的铜层蚀刻掉，露出基材，剩下的即为覆盖有保护层的客户所需的图形。c.退铅/锡原理：退掉保护层形成所需的图形。d.工艺流程：锡板：退膜→蚀刻→退锡水金板：退膜→蚀刻→烘干内层板或单面板：蚀刻→退膜→烘干e.常见现象：侧蚀(x)蚀刻系数=h/xh为铜厚层x为侧蚀。蚀刻系数越大越好，一般在2～3要求基铜厚度越薄好，适合于高精度、高密度板的加工。对于高密度、高精度板一般都需要基铜厚度为：12μm线宽≥0.10mm约4mil线间距≥0.10mm约4milxh抗蚀层8.印阻焊和印字符a.阻焊：防止导体等不应有的沾锡，防止导体之间因潮气、化学品等引起的短路，以及生产和装配中不良的持取造成的断路，b.以不漏电为标准，一般厚度≥12.5