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1、PCB制作工艺 尹文意 2012-05-28 目录 一 PCB分类 二 工艺流程 一 PCB分类 PCB就是 Printed Circuit Board三个开头字 母的简写，中文译为印刷线（电）路板。 1. 以材质分 a. 有机材质 如酚醛树脂、玻璃纤维 /环氧树脂（ FR-4）、聚 酰胺（ Polyimide）等。 b. 无机材质 如铝、陶瓷（ ceramic）等。主要取其散热功能 一 PCB分类 2. 以成品软硬区分 a. 硬板 Rigid PCB b.软板 Flexible PCB c.软硬板 Rigid-Flex PCB 3. 以结构分 a.单面板 b.双面板 c.多层板 d.HDI板
2、：结构复杂，有盲孔和埋孔（孔径 0.1mm、孔环 0.25mm、导线宽 /间距 0.10mm）。 一 PCB分类 一 PCB分类 一 PCB分类 二 工艺流程 PCB 是怎样做成的 PCB制作总体上分为“内层与外层”制作， 下面将详细介绍相关内容。 ？ 二 工艺流程 客户资料接受 客户资料转换与审核 Manufacturing Instruction 流程设计： 生产流程 生产资料 客户要求 钻孔资料 底片修改说明 生产图纸 CAD/CAM： 客户排板图 底片 钻带 锣带 AOI 电测程序 二 工艺流程（内层工艺） 二 工艺流程（内层工艺） 来料与切板 将来料加工成生产要求尺寸。 来料 锔板
3、切板 磨圆角 打字唛 检查 二 工艺流程（内层工艺） 图形转移 /显影 / 蚀刻 / 褪膜 利用感光材料，将线路图形资料，通过干菲 林转移到板料上，再通过曝光 /显影 /蚀刻的 工艺步骤，达至所需铜面线路图形。 二 工艺流程（内层工艺） 二 工艺流程（内层工艺） 贴干膜： 贴膜机将干膜通过压辘与铜面附着，同时撕 掉一面的保护膜。 二 工艺流程（内层工艺） 曝光： 曝光机的紫外线通过底片使菲林上的图 形感光，产生一种不溶于弱碱 Na2CO3的聚 合物，从而使图形转移到铜板上。 二 工艺流程（内层工艺） 显影： 是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感 光的部分。未曝光部分的感光材料没有 发生聚合反应，
4、遇弱碱 Na2CO3溶解。而 聚合的感光材料则留在板面上，保护下 面的铜面不被蚀刻药水溶解。 二 工艺流程（内层工艺） 蚀刻： 是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。 蚀刻的原理： Cu+CuCl2 2CuCl 2CuCl+HCl+H2O2 2CuCl2 +2H2O 2CuCl+HCl+1/2O2 2CuCl2+H2O 二 工艺流程（内层工艺） 蚀刻因子的表述： 蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之外， 蚀液也会攻击线路两侧无保护的腰面，称 之为侧蚀，经常造成如蘑菇般的蚀刻缺陷 ，即为蚀刻品质的一种指标（ Etch Factor) 。 二 工艺流程（内层工艺） 褪膜的原理： 是通过较高浓度的 NaOH（ 1-4
5、%）将保 护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。 二 工艺流程（内层工艺） AOI： Automatic Optical Inspection 利用自动光学检查仪，通过 与 Master（客户提供的数据图形 资料）比较，对“蚀刻”后的板 进行检查，以确保制板无缺陷 （如开路、短路、曝光不良等） 再进入下一工序。 二 工艺流程（内层工艺） 棕化： 在铜表面通过反应产生一种均匀，有良 好粘合特性及粗化的有机金属层结构（粗 化铜表面，增大结合面积，增加表面结合 力）。 二 工艺流程（内层工艺） 压板： 将铜箔、半固化片与氧化处理后的内 层线路板，压合成多层基板。 二 工艺流程（内层工艺） 排板结构： 二 工
6、艺流程（外层工艺） 二 工艺流程（外层工艺） 钻孔： 1.在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及 大小均需满足客户的要求。 2.实现层与层间的导通，以及将来的元件插 焊。 3.为后工序的加工做出定位或对位孔。 二 工艺流程（外层工艺） 三合一： 包括除胶渣、沉铜、全板电镀 二 工艺流程（外层工艺） 除胶渣： 除胶渣属于孔壁凹蚀处理（ Etch back ），印制板在钻孔时产生瞬时高温，而环氧 玻璃基材（主要是 FR-4）为不良导体，在 钻孔时热量高度积累，孔壁表面温度超过环 氧树脂玻璃化温度，结果造成环氧树脂沿孔 壁表面流动，产生一层薄的胶渣，如果不除 去该胶渣，将会使多层板内层信号线联接不 通
7、，或联接不可靠。 二 工艺流程（外层工艺） 除胶渣流程： 二 工艺流程（外层工艺） 沉铜： 它是一种自催化的化学氧化及还原反 应，在化学镀铜过程中 Cu2+离子得到电子 还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被 氧化。化学镀铜在印刷板制造中被用作孔 金属化，来完成双面板与多面板层间导线 的联通。 二 工艺流程（外层工艺） 沉铜流程： 二 工艺流程（外层工艺） 全板电镀： 全板电镀是作为化学铜层的加厚层，一 般化学镀铜层为 0.02-0.1mil而全板电镀则 是 0.3-0.6mil在直接电镀中全板用作增加导 电层的导电性。一般生产板经过沉铜后电 阻为 0.10.5欧姆 ,经过全板电镀后电阻为 0.
8、0欧姆。 二 工艺流程（外层工艺） 镀铜液的主要成分是 CuSO4和 H2SO4， 直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应： 二 工艺流程（外层工艺） 影像转移（贴膜、曝光、显影工艺同内层） 二 工艺流程（外层工艺） 图形电镀： 在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上 用电镀方法加厚铜层 ,再镀上一层锡作为该线 路的保护层。 二 工艺流程（外层工艺） 图形电镀的流程 二 工艺流程（外层工艺） 褪膜 /蚀刻 /褪锡： 前工序所做出有图形的线路板通过退膜 蚀刻将未受保护的非导体部分铜蚀刻去，形 成线路。 二 工艺流程（外层工艺） 绿油 /白字： 绿油：一种保护层，涂覆在制板不需焊接的 线路和基材上。防
9、止焊接时线路间产生桥接 ，并提供永久性的电气环境和抗化学保护层 。 白字：也叫字符，提供黄、白或黑色标记， 给元件安装和今后维修印制板提供信息。 二 工艺流程（外层工艺） 绿油 /白字流程： 二 工艺流程（外层工艺） 制网流程： 二 工艺流程（外层工艺） 其他丝印技术（塞孔） ： 1. 0.65MM通孔 ,采用丝印兼塞 ,即丝印时 , 塞孔位不设挡油垫 ,一般要求连续拖印 2-3次 , 以保证孔内绿油塞至整个孔深度的 2/3以上。 2. 0.65MM通孔 ,一般采用二次塞孔方式 ,即 丝印表面绿油时 ,孔位设置挡油垫 ,在曝光显 影后或喷锡加工之后 ,再进行二次塞孔。 二 工艺流程（外层工艺）
10、 表面处理： 沉 镍 金 喷 锡 沉 锡 沉 银 抗 氧 化 二 工艺流程（外层工艺） 沉镍金： 沉镍金也叫无电镍金或沉镍浸金，是指在 PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层方法的一种 工艺。其目的是：在裸铜面进行化学镀镍 ，然后化学浸金，以保护铜面及良好的焊 接性能。 二 工艺流程（外层工艺） 喷锡（无铅喷锡和有铅喷锡）： 热风整平又称喷锡（是将印制板浸入熔融 的焊料中，再通过热风将印制板的表面及金 属化孔内的多余焊料吹掉，从而得一个平滑 ，均匀光亮的焊料涂覆层。 二 工艺流程（外层工艺） 沉锡： 用化学的方法沉积薄层纯锡以保护铜面 ，同时保持良好的焊接性能。沉锡一般含 铅，所以可以用水平工艺制作，由
11、于 二 工艺流程（外层工艺） 沉银： 沉银作为一种新的环保型表面处理工艺 ,是 在铜的表面沉积一层 6-18um”厚度的银 ,以确 保电子器件在线路板上的可靠的焊接。沉银 能提供无铅焊接所需要的优越可焊 ;沉银有较 好的抗腐蚀性和低离子污染 ;沉银板平整的表 面适宜生产高密度的线路板 ;沉银比喷锡的板 面更加平整，比沉镍金工艺成本更低。 二 工艺流程（外层工艺） 贾凡尼效应： 二 工艺流程（外层工艺） 二 工艺流程（外层工艺） 贾凡尼效应（咬脖子）产生原理： 绿油边缘处溶液无法交换，无法提供足够的 Ag 离子。 但是在电解质溶液中 Cu 不断的失去电子变成 Cu 离子，而 与此同时溶液中的 A
12、g 离子又不断的得到电子，沉积在裸露 的铜面。直至溶液中 Ag 离子得到电子与 Cu 失去电子水平 达到平衡，反应才会终止。 二 工艺流程（外层工艺） 贾凡尼效应应对方案： 二 工艺流程（外层工艺） 抗氧化（ OSP） 抗氧化是绿油后裸铜板待焊面上以化学 的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防 氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表 面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫 化等），使用字母 OSP表示。 二 工艺流程（外层工艺） 喷锡：无法满足细小焊盘间距，厚度不均匀，不环保（含铅），盲埋 孔覆盖性差，理论保存时间 18个月， OSP：无法目测品质好坏，储存时间短，受温度影响大，对放置环境 敏感），耐热次数低，理论保存时间 6个月，开封后须在 24小时内试用 ，硬度低，容易刮花，尤其在电测和飞针时容易破坏氧化膜。 沉镍金：成本高，对阻焊膜有选择性，制程复杂，界面易破裂，理论保 存时间 24个月， 沉锡：快速形成界面合金共化物，储存时间短，会产生锡须，储存一段 时间或多次回流后润湿性下降快，高温下极易氧化，理论保存时间 6个 月， 沉银：对 S， Cl较敏感，易刮伤等，产生咬脖子效应，制作复杂理论保 存时间 12个月 二 工艺流程（外层工艺） 外形加工： 通过锣、 V-CUT、冲及斜边的加工方 式将线路板加工成客户需求的外形。 二 工艺流程（外层工艺） FQC： thanks
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