PCB培训教材(-34张)课件.ppt

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1、PCB生产流程培训,PCB生产流程培训,1. PCB生产流程工序图片介绍 2. 生产制程说明,目 录,1. PCB生产流程工序图片介绍 目 录,2.1开料,2.1.1 流程说明 切料：按照订单要求，将大料切成MI规定的大小 磨边/圆角：通过机械打磨去除开料时板边及板四边的直角留下的玻璃纤维，以减 少在后工序生产过程中擦花/划伤板面，造成品质隐患。 烤板：通过烘烤去除水汽和有机挥发物，释放内应力，促进交联反应，增加板料尺寸稳定性，化学稳定性和机械强度。 2.1.2 控制要点 A.板料：拼板尺寸、板厚、板料类型、铜厚 B.操作：烤板时间/温度、叠板高度2.1.3 板料介绍 板料类型：CEM-3料

2、FR-4料 CEM-1料 高Tg料 环保料 ROSH料 板料供应商： KB 超声 国际 南亚 生益 松下 斗山 合正,2.1开料 2.1.1 流程说明,2.2内层图形,2.2.1 流程说明 经磨板粗化后的内层铜板，经磨板干燥、贴上干膜iw后，用紫外线曝光。曝光后的干膜变硬，遇弱碱不能溶解，遇强碱能溶解，而未曝光部分遇弱碱就溶解掉，内层线路就是利用该物料特性将图形转移到铜面上来。 线路图形对温湿的条件要求较高。一般要求温度223。C、湿度5510%，以防止菲林的变形。对空气中的尘埃度要求高, 随制作的线路密度增大及线路越小，含尘量1万级以下。2.2.2 物料介绍 干膜：干膜光致抗蚀剂简称干膜（D

3、ry film）为水溶性阻剂膜层，厚度一般有1.2mil.1.5mil和2mil等,分聚酯保护膜、聚乙烯隔膜和感光膜三层。聚乙烯隔膜的作用是当卷状干膜在运输及储存时间中，防止其柔软的阻剂膜层与聚乙烯保护膜之表面发生沾黏。而保护膜可防止氧气渗入阻剂层与其中自由基产生意外反应而使其光聚合反应，未经聚合反应的干膜则很容易被碳酸钠溶液冲脱。 湿膜：湿膜为一种单组份液态感光材料，主要由高感光性树脂、感光剂、色料、填料及少量溶剂组成，生产用粘度1015dpa.s，具有抗蚀性及抗电使镀性。湿膜涂覆方式有网印、辊涂、喷涂等几种，我司采用辊涂方式。,2.2内层图形2.2.1 流程说明,1.1、内层图形 (Inn

4、er Layer Pattern),开料 （板料） (Panel Cutting),完成内层 (Finished Inner Lauer),对位 (Registration),显影&蚀刻&退膜 (Developing&Etching &Peeling Film),内层清洗 (Inner Layer Cleaning ),曝光 (Exposure),下工序 (Next Process),1.1、内层图形 (Inner Layer Pattern),2.2.3 控制要点 A、磨板： 磨板速度（2.5-3.2mm/min）、 磨痕宽度（500#针刷磨痕宽度:8-14mm 800#不织布磨痕宽度:8-

5、16mm）、 水膜实验、烘干温度（80-90） B、贴膜：贴膜速度（1.50.5m/min）、贴膜压力（51kg/cm2）、 贴膜温度（11010）、出板温度（40-60） C、湿膜涂布：油墨粘度、涂布速度、涂布厚度、 预烤时间/温度（第一面 5-10分钟 第二面10-20分钟）D、曝光：对位精度、曝光能量、曝光光尺（6-8级盖膜）、停留时间E：显影：显影速度（1.5-2.2m/min）、显影温度（302）、 显影压力（1.4-2.0kg/cm2）、显影液浓度（N2CO3浓度0.85-1.3%）2.2.4 常见问题 线路开短/路、线路缺口、干膜碎、偏位、线幼,2.2.3 控制要点,2.3内层蚀

6、刻,2.3.1流程说明 干膜/湿膜覆盖电路图形的表面，防止铜蚀刻；其它裸露在基板上不要的铜，以化学反应方式将予以除去，使其形成所需要的线路图形。线路图形蚀刻完成再以氢氧化钠溶液退干膜/湿膜。 蚀刻反应原理：在氯化铜溶液中入氨水，发生络合反应： CuCl2+4NH3Cu（NH3）4Cl2（氯化氨铜） 在蚀刻过程中，基板上面的铜被Cu（NH3）42+（氨铜根离子）络离子氧化，蚀刻反应：Cu（NH3）4Cl2+Cu 2Cu（NH3）2Cl 所生产Cu（NH3）2+1不具备蚀刻能力。 在大量的氨水和氯离子存在情况下，能很快地被空气中的氧所氧化，生成具有蚀刻能力的 Cu（NH3）42+络离子，其再生反应

7、如下： 2Cu（NH3）2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2 2Cu（NH3）4Cl2+H2O 因此在蚀刻过程中，随着铜的溶解，应不断补充氨水和氯化铵。 2.3.2 控制要点 A、蚀刻：速度、温度（48-52）压力（1.2-2.5kg/cm2） B、退膜：44-54 8-12% NaOH溶液 2.3.3常见问题 蚀刻不净、蚀刻过度,2.3内层蚀刻 2.3.1流程说明,8,2.4压合,2.4.1流程说明棕化：通过水平化学生产线处理,在内层芯板铜面产生一种均匀，有良好粘合特性的有机金属层结构，使内层粘合前铜层表面粗化，增强内层铜层与半固化片之间压板后粘合强度。压合：在高温高压条件下利用半固化

8、片从B-stage向C-stage的转换过程,将各线路层粘结成一体。压合叠板方式（如图）2.4.2控制要点 A、棕化：各药水槽浓度、温度， 传送速度 B、压合：叠层结构、热压机参数2.4.3常见问题 棕化不良、压合白点、 滑板、板面凹痕,盖板,82.4压合2.4.1流程说明盖板 牛皮纸钢板牛皮纸底盘芯,棕化 (Brown Oxidized ),内层板 (Inner Layer PCB),叠层 (Lay-up ),钻靶孔 (Drilling Target Hole ),铣靶标 (Routing Target ),铣边框 (Routing Frame ),1.2、压合 (Lamination),下

9、工序 (Next Process),压合 (Lamination ),棕化 (Brown Oxidized )内层板,10,2.5钻孔,2.5.1流程说明 利用钻咀的高速旋转和落速，在PCB 板面加工出客户所需要的孔；线路板中孔主要用于线路中元件面与焊接面及层与层之间的导通、IC引脚的插装； 1 1和2层之间导通 22.5.2物料介绍 生产用钻咀，采用硬质合金材料制造，硬质合金材料是一种钨钴类合金，是以碳化钨（WC）粉末为基材，以钴（CO）作粘结剂，经加压烧结而成，具有高硬度，耐磨，有较高的强度。为改善其硬质合金性能，可以改变粉末的颗粒大小，调整碳化钨与钴的配比，硬质合金材料的技术数据如下：

10、碳化钨（WC）：90-94% 钴：6-10% 硬度：91.8-94.9%HRA 密度:14.4-15g/cm3 WC颗粒度：0.4-1.0um,铜层,102.5钻孔2.5.1流程说明铜层,11,2.5.3控制要点 A、加工方法及切削条件； B、切削速度（转速）； C、进给速度； D、待加工板的层数及每轴叠板片数； E、分步加工方法； 2.5.4常见问题 钻偏 孔大孔小 多孔少孔 孔未钻穿,112.5.3控制要点,12,钻孔 (Drilling),QA检查 (QA Inspection ),已钻孔 (Been Drilled),1.3、钻孔 (Drilling),待钻孔 (Waiting Dri

11、lling),下工序 (Next Process),12钻孔,13,2.6沉铜/板电,2.6.1流程说明沉铜：通过一糸列化学处理，最终在绝缘的孔壁及板铜面上，沉积一层厚薄均匀的金属铜(0.3-0.7微米)，为后工序提供一定的金属电镀导通层。板电：通过电镀铜的方式，将孔壁和板面铜加厚至一定的厚度,以确保后工序过程中孔壁的完整。 上板 膨胀 二级逆流水洗 除胶渣 回收热水洗 二级逆流水洗 中和 二级逆流水洗 碱性除油 热水洗 二级逆流水洗 微蚀 二级逆流水洗 预浸 活化 二级逆流水洗 加速 水洗 化学沉铜 二级逆流水洗 下板 浸稀酸 2.6.2控制要点 A、沉铜：各药水槽浓度、温度 B、板电：电流

12、密度、电流大小、电镀时间2.6.3常见问题 孔无铜 铜层起泡 铜厚不均匀 板面水印,132.6沉铜/板电2.6.1流程说明,14,1.4、化学镀铜 (Plated Through Hole),磨板 (Grinding Board),化学沉铜 (Loading PTH ),除胶 (Dismear ),活化 (Activation ),化学沉铜 (Plated Through Hole ),整板电镀 (Panel Plating ),下工序 (Next Process),已钻孔 (Finished Drilling ),加速 (Accelerating ),141.4、化学镀铜,15,2.7线路图

13、形,2.7.1 流程说明 经磨板粗化后的内层铜板，经磨板干燥、贴上干膜后，用紫外线曝光。曝光后的干膜变硬，遇弱碱不能溶解，遇强碱能溶解，而未曝光部分遇弱碱就溶解掉，内层线路就是利用该物料特性将图形转移到铜面上来。 线路图形对温湿的条件要求较高。一般要求温度223 、湿度5510%，以防止菲林的变形。对空气中的尘埃度要求高, 随制作的线路密度增大及线路越小，含尘量1万级以下。 2.7.2 控制要点 A、磨板： 磨板速度（2.5-3.2mm/min）、水膜实验、烘干温度（80-90） 磨痕宽度（500#针刷磨痕宽度:8-14mm 800#不织布磨痕宽度:8-16mm） B、贴膜：贴膜速度（1.50

14、.5m/min）、贴膜压力（51kg/cm2）、 贴膜温度（11010）、出板温度（40-60） C、湿膜涂布：油墨粘度、涂布速度、涂布厚度、 预烤时间/温度（第一面 5-10分钟 第二面10-20分钟） D、曝光：对位精度、曝光能量、曝光光尺（6-8级盖膜）、停留时间 E、显影：显影速度（1.5-2.2m/min）、显影温度（302）、 显影压力（1.4-2.0kg/cm2）、显影液浓度（N2CO3浓度0.85-1.3%） 2.7.3 常见问题 线路开短/路、线路缺口、干膜碎、偏位、线幼,152.7线路图形 2.7.1 流程说明,16,1.5、图象转移 (Dry Film),磨板 (Grin

15、ding PCB ),贴膜 (Jointing Dry-film),对位 (Registration),来料 (Incoming PCB),曝光 (Exposure),显影 (Developing),QC检查 (QC Inspection),完成干膜 (Finished Dry Film),下工序 (Next Process),161.5、图象转移,17,2.8图形电镀,2.8.1流程说明镀铜：图形电镀铜在图形转移后，通过电镀的方式对孔内及线路进行电镀处理，满足客户对 孔内及线路的铜厚要求,保证其优良的导电性；镀锡：为碱性蚀刻提供抗蚀保护层,以保证碱性蚀刻后形成良好的线路；镀镍：镀镍层作为中间

16、层起着金、铜之间的阻挡层的作用，它可以阻止金铜间的相互扩散和 阻碍铜穿透到金表面，确保镀金层的平整性及硬度；镀金：镀金层是碱性蚀刻度的保护层，也可作为客户焊接和邦线的最终表面镀层，具有优良 的导电性及抗化学浸蚀能力； 全板电镀铜流程：上板除油两级水洗浸酸镀铜水洗出板退镀水洗图形电镀铜锡流程：上板除油两级水洗微蚀两级水洗浸酸镀铜两级水洗浸酸 镀锡两级水洗出板退镀水洗；镀铜镍金板：前工序来料上板除油二级逆流水洗微蚀二级逆流水洗酸洗电镀铜 二级逆流水洗酸洗二级逆流水洗电镀镍镍缸回收水洗二级逆流水洗 二级逆流水洗DI水洗电镀金三级回收水洗DI水洗,172.8图形电镀2.8.1流程说明,18,2.8.2

17、 控制要点电镀铜：铜缸成份 CuSO4.5H2O:55-65g/L H2SO4 110-130ml/L CL- 40-70ppm 温度 252镀 锡：锡缸成份 SnSO4 35-45g/L H2SO4 90-110ml/L 温度 202镀 镍：镍缸成份 Ni2+ 65-75g/L, NiCl26H2O 10-20g/L, H3BO3 35-55g/L, PH 3.8-4.5 温度 45-55镀 金：金缸成份 Au 0.45-0.65g/L PH 3.8-4.2 比重 1.02-1.05 温度 40 2.8.3 常见问题 孔铜不足 铜厚不均匀 孔小 金面发白 甩镀层,182.8.2 控制要点,1

18、9,2.9 蚀刻,2.9.1流程说明 通常采用正片电镀方式，镀锡/镍金层覆盖电路图形的表面防止铜蚀刻；其它干膜/湿 膜覆盖在基板上不要的铜以化学反应方式将予以除去，使其形成所需要的线路图形。线路 图形蚀刻前以氢氧化钠溶液退干膜/湿膜生产。2.9.2 控制要点 A、蚀刻：速度、温度（48-52）压力（1.2-2.5kg/cm2） B、退膜：44-54 8-12%NaOH溶液2.9.3常见问题 蚀刻不净、蚀刻过度,192.9 蚀刻2.9.1流程说明,20,1.6、图形电镀 &蚀刻 (Pattern Plating&Etching),QC检查 (QC Inspection ),图形电镀 (Patte

19、rn Plating ),待蚀刻 (Finished Plating ),退膜 (Peeling Dry-film ),蚀刻 (Etching ),褪锡 (Removing Tin ),完成蚀刻（半成品） (Finished Etching ),干膜板 (Finished Dry-film ),下工序 (Next Process),201.6、图形电镀 &蚀刻,21,2.10 阻焊,2.10.1流程说明阻焊：阻焊层作为一种保护层，涂覆在印制板不需焊接的线路和基材上，防止焊接时线路间产生桥接，同时提供永久性的电气环境和抗化学保护层，另外也起到美化外观作用。我司主要是采用丝网印刷方式来完成；字符：

20、在板面上印出白、黄、或黑色字符标记，为元件安装和今后维修提供帮助；兰胶：成品印可剥兰胶是保护不需要焊接部位的焊盘，同时也方便了客户以不同方式焊接装配元器件。金手指印可剥兰胶是保护金手指在喷锡的过程中不上锡，仍保持金手指的属性；碳油：完成阻焊后在按键位的线路上印上导电碳油，增强按键位的耐磨性与导电性能。在印碳油前，先酸洗生产板以便减少阻值； 生产流程： 铜粉回收机 印可剥兰胶 来料磨板静置1丝印阻焊静置2预烤静置3曝光静置4显影检板印字符固化 印碳油 选网上浆晒网冲网封网,212.10 阻焊2.10.1流程说明,22,1.7、阻焊 (Solder-mask),预烘 (Pre-heating),丝

21、印阻焊 (Printing Solder-mask),对位 (Registration),曝光 (Exposure),显影 (Development),后固化 (Curing),QC 检查 (QC Inspection ),下工序 (Next Process),字符 (Legend),磨板 (Grinding Board),221.7、阻焊 (S,23,2.10.2 控制要点 磨板：磨板速度、水膜实验、烘干温度、磨痕宽度 丝印：油墨类型 油墨粘度 停留时间 预烤：预烤时间/温度 曝光：对位精度、曝光能量、曝光光尺、停留时间 显影：显影速度、显影温度、显影压力、显影液浓度 丝印字符：网版目数、油

22、墨类型 丝印兰胶：兰胶类型、兰胶厚度 丝印碳油：网版目数、碳油间距 后烤：温度、时间 2.10.3 常见问题 显影过度 显影不净 阻焊入孔 下油不良 字符不清,23 2.10.2 控制要点,24,2.11喷锡,2.11.1流程说明 印制板上浸上助焊剂，随后在熔融焊料里浸涂，然后从两片风刀之间通过，用风刀中的热压缩空气把印制板上的多余焊料吹掉，同时排除金属孔内的多余焊料，从而得到一个光亮、平整、均匀的焊料涂层。 喷锡分有铅喷锡和无铅喷锡两种：有铅喷锡：使用Sn63/Pb37焊锡条，锡条熔点183，锡炉温度 225-255 无铅喷锡：使用Sn+Cu+Ni合金焊锡条，含铅500ppm，锡条熔点227

23、，锡炉温度 260-2802.11.2 控制要点 A、有铅喷锡：锡炉温度 225-255 浸锡时间 1-6秒 前后风刀温度 350-450 B、无铅喷锡：锡炉温度 260-280 浸锡时间 2-8秒 前后风刀温度 350-4502.11.3 常见问题 锡高 锡塞孔 锡面粗糙 爆板,242.11喷锡2.11.1流程说明,25,1.8、喷锡 (Hot Air Leveling),25待喷锡,26,2.12 沉金,2.12.1流程说明 通过化学反应在铜表面沉积一层镍金，使其具有稳定的化学和电器性能，镀层具有优良的可焊性，耐蚀性等。上板除油级水洗微蚀级DI水洗酸洗级DI水洗预浸活化级DI水洗后浸酸级D

24、I水洗沉镍级DI水洗沉金级DI水洗热水洗下板沉镍：镍缸组分 Ni主盐、络合剂、还原剂、加速剂、稳定剂、润湿剂并保持一定的比例平衡。 主反应：（H2PO2）-+H2O H+（HPO3）2-+2H（活化表面） Ni2+2H（活化表面）Ni+2H+ 镍缸沉积层实际为Ni-P合金，一般含磷量为6-8%（中磷），3-6%（低磷），8-12%（高磷）。沉金：通过置换反应在新鲜镍面置换一层薄金，作为防止基体、金属氧化和作为自身活化型镀 金底层，镍基本上覆盖一层金后，沉积基本上停止，所以厚度有一定的限制。2.12.2控制要点各化学药水槽浓度、温度2.12.3常见问题漏镀、沉金不良、渗金,P,262.12 沉金

25、2.12.1流程说明P,27,2.13 外形,2.13.1流程说明锣板：将拼板尺寸线路板切割成客户所需要的尺寸的外形成品线路板。啤板：将拼板尺寸线路板通过压力机剪切成客户所需的尺寸外形的成品线路板。 V-Cut：在线路板上加工客户所需“V形坑”，便于客户安装使用线路板。斜边：将线路板之金手指加工成容易插接的斜面。2.13.2控制要点 A、锣板：锣刀直径、锣刀转速、进刀速、锣刀寿命 B、啤板：啤板深度、啤模寿命 C、V-Cut：刀具寿命、V-cut刀角度 D、斜边：斜边角度、斜边深度2.13.3常见问题外形尺寸超公差、V-Cut深浅不一、金手指崩引线,272.13 外形2.13.1流程说明,28

26、,已成形 (After Outline),PQA检查 (PQA Inspection ),铣床 (Routing),冲床 (Punching),1.9、成型 (Outline),下工序 (Next Process),铣刀 (Mill Cutter),待成形 (Waiting outline),28已成形,29,2.14 测试,2.14.1流程说明 ET测试根据客户制订出测试需要的电压、导通电阻、绝缘电阻作为一个设定标准，当测得线路实际导通电阻大于设定导通电阻时，线路为开路；当测得实际绝缘电阻小于设定绝缘电阻时，线路为短路。专用测试机及通用测试机采用电阻比较测试法，飞针测试机可选择是电阻法或电容

27、法进行测试。2.14.2控制要点 测试分类 电压 绝缘值 导通值 微开阀值 漏电阀值 非电金板 100-300V 5-30M 20-80ohm 100ohm 1000ohm 电金板 300V 50-100M 30-60ohm 100ohm 1000ohm 碳油 300V 50M 200ohm 100ohm 1000ohm2.14.3 常见问题 开路、短路、微短,292.14 测试2.14.1流程说明,30,1.10、电测试 (Electric Testing),洗板(Washing),待电测(Waiting E/T),飞针测试 (Flying Probe Tester),通用测试 (Unive

28、rsal Tester),专用测试 (Professional Tester),追线 (Seeking Problem Point),修理 (Repairing),Pass,Failed,下工序 (Next Process),301.10、电测试,31,2.15 沉锡,2.15.1流程说明 通过化学反应在铜表面上沉积一层薄锡，防止铜面氧化，进而为后续装配制程提供良好的焊接表面。水平微蚀 1200#磨刷 除油 水洗2 微蚀 水洗2 预浸 沉锡 碱水洗 水洗2 热水洗 烘干预浸：在较低的温度下，以较低的沉积速率在铜面上预沉积一层较薄的锡层。由于低温下的沉积结晶颗粒较细，可获得较好涂覆均匀性，涂层也

29、较致密，孔隙率低，可降低铜离子迁移的速度，延长板子存放的周期；沉锡：以较快的速率在焊盘上沉积一层纯锡层，进而做为焊接的基础； 碱水洗：利用弱碱性的水洗中和掉板面及孔内带出的酸性沉锡药水，防止锡面受到酸液攻击而发黑。2.15.2控制要点各化学药水槽浓度、温度2.15.3常见问题 锡面发黑、沉锡不良,312.15 沉锡2.15.1流程说明,32,2.16 OSP,2.16.1流程说明 以化学反应的方式，使其铜表面形成耐热耐潮性良好的有机保护膜，防止板面氧化。 放板 除油 一级水洗 二级水洗 微蚀 一级水洗 二级水洗 强风吹干 DI水洗 二级水洗 一级水洗 抗氧化 强风吹干 DI水洗 热风吹干 吹干

30、 出板2.16.2控制要点 药液名称 控制成份 浓度范围 温度() 酸 洗 HCL 3-6% 25-35 微 蚀 H2O2 1-3% 25-35 Cu2+ 30g/l 抗氧化(F2) F2 90-110% 40-45 补充剂A 3-5 ml PH 3.8-4.1 膜厚 0.15-0.35um2.16.3常见问题 膜面不均、铜面不良、点状露铜、滚轮印,322.16 OSP2.16.1流程说明,33,1.11、 终检&包装 &出货 (FQA&Packing),包装 (Packing),终检 (Final QC),最终QA (Final QA Auditing),翘曲检查 (Bowl &Twist Checking),测试合格板 (Final QC),FQC合格板 (FQC Pass PCB),待发货 (Waiting Delivery),出货 (Delivery),331.11、 终检&包装 &出货,34,谢谢！,34谢谢！,