CB生产流程培训教材.ppt

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1、1,PCB生产流程培训,主讲人：工艺/杨建成日 期：2007.9.4,2,1.PCB生产流程工序图片介绍 2.生产制程说明,目 录,3,2.1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 FR-4料

2、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,4,1.1、内层图形(Inner 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),5,2.2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

3、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（Dry film）为水溶性阻剂膜层，厚度一般有1.2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

4、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。,6,2.2.3 控制要点 A、磨板：磨板速度（mm/min）、磨痕宽度（500#针刷磨痕宽度:8-14mm 800#不织布磨痕宽度:8-16mm）、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、

5、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（m/min）、显影温度（302）、显影压力（kg/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,7,2.3内层蚀刻,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（N

6、H3）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（kg/cm2）B、退膜：44-54 8-12%NaOH溶液

7、常见问题 蚀刻不净、蚀刻过度,8,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),下工序(Next Process),压合(Lamination),9,2.4压合,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片从B-stag

8、e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、热压机参数常见问题 棕化不良、压合白点、滑板、板面凹痕,盖板,10,钻孔(Drilling),QA检查(QA Inspection),已钻孔(Been Drilled),1.3、钻孔(Drilling),待钻孔(Waiting Drilling),下工序(Next Process),11,2.5钻孔,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；

9、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：碳化钨（WC）：90-94%钴：6-10%硬度：91.8-94.9%HRA 密度:14.4-15g/cm3 WCum,12,2.5.3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

10、少孔 孔未钻穿,13,1.4、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),14,2.6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

11、：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,15,1.5、图象转移(Dry Film),磨板(Grinding PCB),贴膜(Jointing Dry-film),对位(Registration),来料(

12、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),16,2.7线路图形,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.

13、7.2 控制要点 A、mm/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（1.50.5m/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、m/min）、显影温度（302）、kg/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、

14、偏位、线幼,17,1.6、图形电镀&蚀刻(Pattern Plating&Etching),QC检查(QC Inspection),图形电镀(Pattern 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),18,2.8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

15、,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

16、 二级逆流水洗DI水洗电镀金三级回收水洗DI水洗,19,2.8.2 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 温度 45-55镀 金：金缸成份 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,20,2.9 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

17、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（kg/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,21,1.7、阻焊(Solder-mask),预烘(Pre-heating),丝印阻焊(Printing Solder-mask),对位(Registration),曝光(Exposure),显影(Development),后固化(Curing),QC 检查(QC Inspection),下

18、工序(Next Process),字符(Legend),磨板(Grinding Board),22,2.10 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：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

19、，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,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

20、 字符不清,24,1.8、喷锡(Hot Air Leveling),25,2.11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，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

21、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,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),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

22、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。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,28,1.10、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(Universal Tester),专用测试(Professio

23、nal Tester),追线(Seeking Problem Point),修理(Repairing),Pass,Failed,下工序(Next Process),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

24、 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,30,1.11、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),31,2.12 沉金,2

25、.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DI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

26、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,32,2.15 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

27、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,33,2.16 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 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 mlum常见问题 膜面不均、铜面不良、点状露铜、滚轮印,34,谢谢！,