PCB制程工艺学习

PresentationTitle*PCB制程 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 流程学习PresentationTitle*前言此课件主要目的在于学习,以了解一些PCB制程的相关知识.现主要从以下几个方面进行简单介绍: 1.PCB概述 2.PCB工艺流程简介 3.制程中主要管控站别介绍PresentationTitle*PCB概述 PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制线路板,简称印制板. 印制板的相关基本术语如下:1.印制电路:在绝缘基材上,按预定 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,制成印制线路,印制元件或由两者结合而成的导电图形2.印制线路:在绝缘基材上,提供元器件之间电气连接的导电图形.它不包括印制元件3.印制板:印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板,亦称印制板PresentationTitle*PCB概述 印制板的分类1.按材质分:有机材质无机材质2.按基材特性:刚性印制板挠性印制板刚性-挠性结合的印制板3.按导体图形层数:单面印制板双面印制板多层印制板PresentationTitle*PCB制造工艺流程简介一、菲林底板菲林底版是印制电路板生产的前导工序，菲林底版的质量直接影响到印制板生产质量。在生产某一种印制线路板时，必须有至少一套相应的菲林底版。印制板的每种导电图形（信号层电路图形和地、电源层图形）和非导电图形（阻焊图形和字符）至少都应有一张菲林底片。通过光化学转移工艺，将各种图形转移到生产板材上去。PresentationTitle*PCB制造工艺流程简介 1.菲林底板在印制板生产中的用途：（1）图形转移中的感光掩膜图形，包括线路图形和光致阻焊图形（2）网印工艺中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符（3）机加工（钻孔和外型铣）数控机床编程依据及钻孔参考 2.非林底板需要满足的条件 （1）菲林底版的尺寸精度必须与印制板所要求的精度一致，并应考虑到生产工艺所造成的偏差而进行补偿 （2）菲林底版的图形应符合设计要求，图形符号完整 （3）菲林底版的图形平直整齐，边缘不发虚；黑白反差大，满足感光工艺要求 （4）菲林底版的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 应具有良好的尺寸稳定性，即由于环境温度和湿度变化而产生的尺寸变化小PresentationTitle*PCB制造工艺流程简介（5）双面板和多层板的菲林底版，要求焊盘及公共图形的重合精度好（6）匪林底版各层应有明确标志或命名（7）菲林底版应能透过所要求的光波波长，一般感光需要的波长范围是3000-4000A二、基板材料覆铜箔层压板（CopperCladLaminates，简写为CCL），简称覆铜箔板或覆铜板，是制造印制电路板（以下简称PCB）的基板材料。目前最广泛应用的蚀刻法制成的PCB，就是在覆铜箔板上有选择的进行的蚀刻，得到所需的线路的图形。覆铜箔板在整个印制电路板上，主要担负着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。印制板的性能、质量和制造成本，在很大程度上取决于覆铜箔板PresentationTitle*PCB制造工艺流程简介 三、基本制造工艺流程 1.单面板的基本制造工艺流程：覆箔板-->下料-->烘板（防止变形）-->制模-->洗净、烘干-->贴膜(或网印)—>曝光显影(或抗腐蚀油墨)-->蚀刻-->去膜--->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形（印绿油）-->固化-->网印标记符号-->固化-->钻孔-->外形加工-->清洗干燥-->检验-->包装-->成品 2.双面板的基本制造工艺流程：A.图形电镀工艺流程:覆箔板-->下料-->冲钻基准孔-->数控钻孔-->检验-->去毛刺-->化学镀薄铜-->电镀薄铜-->检验-->刷板-->贴膜(或网印)-->曝光显影(或固化)-->检验修板---->图形电镀(Cn十Sn／Pb)-->去膜-->蚀刻-->检验修板-->插头镀镍镀金-->热熔清洗-->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形-->固化-->网印标记符号-->固化-->外形加工-->清洗干燥-->检验-->包装-->成品PresentationTitle*PCB制造工艺流程简介B.裸铜覆阻焊膜（SMOBC）工艺流程:(1)图形电镀法再镀铅锡的SMOBC流程:双面覆铜箔板-->按图形电镀法工艺到蚀刻工序-->退铅锡-->检查---->清洗--->阻焊图形-->插头镀镍镀金-->插头贴胶带-->热风整平---->清洗--->网印标记符号--->外形加工--->清洗干燥--->成品检验-->包装-->成品此流程相似于图形电镀法工艺,只在蚀刻后发生变化(2)堵孔法SMOBC的流程:双面覆箔板-->钻孔-->化学镀铜-->整板电镀铜-->堵孔-->网印成像(正像)-->蚀刻-->去网印料、去堵孔料-->清洗-->阻焊图形-->插头镀镍、镀金-->插头贴胶带-->热风整平-->下面工序与上相同至成品此工艺的工艺步骤较简单,关键是堵孔和洗净堵孔的油墨PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍 此部分主要介绍如下几个工艺流程: 1.电镀工艺流程 2.表面处理工艺 3.内层塞孔制程PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺 电镀工艺 一.电镀工艺的分类 酸性光亮铜电镀,电镀镍/金,电镀锡 二.工艺流程 浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺三.流程说明1.浸酸A.作用与目的:除去板面氧化物，活化板面，一般浓度在5%，有的保持在10%左右，主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定B.酸浸时间不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时间后，酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换，防止污染电镀铜缸和板件表面C.此处应使用C.P级硫酸2.全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-platingA.作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉，通过电镀将其加后到一定程度B.全板电镀铜相关工艺参数：槽液主要成分有硫酸铜和硫酸，采用高酸低铜配方，保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力；另槽液中添加有微量的氯离子，作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺C.工艺维护:及时补充铜光剂,检查过滤泵工作状况,定期擦洗阴极导电杆,定期 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 铜缸硫酸铜,硫酸,氯离子含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并及时补充相关原料.每周要清洗阳极导电杆，槽体两端电接头，及时补充钛篮中的阳极铜球；每月应检查阳极的钛篮袋有无破损，破损者应及时更换；并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理干净；并用碳芯连续过滤6—8小时，同时低电流电解除杂；每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理（活性炭粉）；每两周要更换过滤泵的滤芯；3.酸性除油A.目的与作用:除去线路铜面上的氧化物，油墨残膜余胶，保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合力B.因为图形油墨不耐碱，会损坏图形线路，故图形电镀前只能使用酸性除油剂C.生产时只需控制除油剂浓度和时间即可PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺4.微蚀A.目的与作用:清洁粗化线路铜面，确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力B.微蚀剂多采用过硫酸钠，粗化速率稳定均匀，水洗性较好5.浸酸A.作用与目的:除去板面氧化物，活化板面，主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定B.酸浸时间不宜太长，防止板面氧化；在使用一段时间后，酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换，防止污染电镀铜缸和板件表面C.此处应使用G.P级硫酸6.图形电镀铜:又叫二次铜,线路镀铜A.目的与作用:为满足各线路额定的电流负载，各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度，线路镀铜的目的及时将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度；B.其它项目均同全板电镀PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺7.电镀锡A.目的与作用:图形电镀纯锡目的主要使用纯锡单纯作为金属抗蚀层，保护线路蚀刻B.槽液主要由硫酸亚锡，硫酸和添加剂组成;锡缸温度维持在室温状态C.工艺维护:及时补充镀锡添加剂剂；检查过滤泵是否工作正常，有无漏气现象；将阴极导电杆擦洗干净；要定期分析锡缸硫酸亚锡，硫酸，并通过霍尔槽试验来调整镀锡添加剂含量，并及时补充相关原料；每周要清洗阳极导电杆，槽体两端电接头；每月应检查阳极袋有无破损，破损者应及时更换；并检查阳极袋底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理干净；每月用碳芯连续过滤6—8小时，同时低电流电解除杂；每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理（活性炭粉）；每两周要更换过滤泵的滤芯PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺8.镀镍A.目的与作用:镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层，防止金铜互相扩散，影响板子的可焊性和使用寿命；同时又镍层打底也大大增加了金层的机械强度B.相关工艺参数:镀镍添加剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果；图形电镀镍的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积；镍缸温度维持在40-55度，一般温度在50度左右，因此镍缸要加装加温，温控系统；C.工艺维护:每日及时补充镀镍添加剂；检查过滤泵是否工作正常，有无漏气现象；用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净；每周要定期分析铜缸硫酸镍，氯化镍，硼酸含量，并通过霍尔槽试验来调整镀镍添加剂含量，并及时补充相关原料；每周要清洗阳极导电杆，槽体两端电接头，及时补充钛篮中的阳极镍角；每月应检查阳极的钛篮袋有无破损，破损者应及时更换；并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥，如有应及时清理干净；每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理（活性炭粉）；每两周药更换过滤泵的滤芯D.镀镍后建议加一回收水洗，用纯水开缸，可以用来补充镍缸因加温而挥发的液位，回收水洗后接二级逆流漂洗PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺9.电镀金:分为电镀硬金（金合金）和水金（纯金）工艺，镀硬金与软金槽液组成基本一致，只不过硬金槽内多了一些微量金属镍或钴或铁等元素A.目的与作用：金作为一种贵金属，具有良好的可焊性，耐氧化性，抗蚀性，接触电阻小，合金耐磨性好等等优良特点B.目前线路板电镀金主要为柠檬酸金槽浴，以其维护简单，操作简单方便而得到广泛应用C.水金金含量控制在1克/升左右，PH值4。5左右，温度35度，比重在14波美度左右，电流密度1ASD左右D.主要添加药品有调节PH值的酸式调整盐和碱式调整盐，调节比重的导电盐和镀金补充添加剂以及金盐等E.为保护好金缸，金缸前应加一柠檬酸浸槽，可有效减少对金缸的污染和保持金缸稳定F.金板电镀后应用一纯水洗作为回收水洗，同时也可用来补充金缸蒸发变化的液位，回收水洗后接二级逆流纯水洗，金板水洗后即放入10克/升的碱液以防金板氧化PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺G.金缸应采用镀铂钛网做阳极，一般不锈钢316容易溶解，导致镍铁铬等金属污染金缸，造成镀金发白，露镀，发黑等缺陷H.金缸有机污染应用碳芯连续过滤，并补充适量镀金添加剂四.镀镍工艺经常出现的异常点1.麻坑：麻坑是有机物污染的结果。大的麻坑通常说明有油污染。搅拌不良，就不能驱逐掉气泡，这就会形成麻坑。可以使用润湿剂来减小它的影响,我们通常把小的麻点叫针孔，前处理不良、有金属什质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会产生针孔，镀液维护及工艺控制是关键，防针孔剂应用作工艺稳定剂来补加2.粗糙、毛刺：粗糙说明溶液脏，充分过滤就可纠正（PH太高易形成氢氧化物沉淀应加以控制）电流密度太高、阳极泥及补加水不纯带入杂质，严重时都将产生粗糙及毛刺3.结合力低：如果铜镀层未经充分去氧化层，镀层就会剥落现象，铜和镍之间的附着力就差。如果电流中断，那就将会在中断处，造成镍镀层的自身剥落，温度太低严重时也会产生剥落4.镀层脆、可焊性差：当镀层受弯曲或受到某种程度的磨损时，通常会显露出镀层脆。这就表明存在有机物或重金属什质污染，添加剂过多、夹带的有机物和电镀抗蚀剂，是有机物污染的主要来源，必须用活性炭加以处理，添加济不足及PH过高也会影响镀层脆性PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---电镀工艺5.镀层发暗和色泽不均匀：镀层发暗和色泽不均匀，就说明有金属污染。因为一般都是先镀铜后镀镍，所以带入的铜溶液是主要的污染源。重要的是，要把挂具所沾的铜溶液减少到最低程度。为了去除槽中的金属污染，尤其是去铜溶液应该用波纹钢阴极，在2~5安/平方英尺的电流密度下，每加仑溶液空镀5安培一小时。前处理不良、低镀层不良、电流密度太小、主盐浓度太低、电镀电源回路接触不良都会影响镀层色泽6.镀层烧伤：引起镀层烧伤的可能原因：硼酸不足，金属盐的浓度低、工作温度太低、电流密度太高、PH太高或搅拌不充分7.淀积速率低：PH值低或电流密度低都会造成淀积速率低8.镀层起泡或起皮：镀前处理不良、中间断电时间过长、有机杂质污染、电流密度过大、温度太低、PH太高或太低、杂质的影响严重时会产生起泡或起皮现象9.阳极钝化：阳极活化剂不足，阳极面积太小电流密度太高PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---喷锡 表面处理工艺流程(喷锡)此处主要介绍水平喷锡(SMOBC&HAL)之工艺一.简介喷锡(SMOBC&HAL)作为线路板板面处理的一种最为常见的表面涂敷形式，被广泛地用于线路的生产，喷锡的质量的好坏直接会影响到后续客户生产时焊接soldering的质量和焊锡性;因此喷锡的质量成为线路板生产厂家质量控制一个重点喷锡目前有两种：垂直喷锡和水平喷锡；二.喷锡的主要作用①防治裸铜面氧化；②保持焊锡性其他的表面处理的方式还有：热熔，有机保护膜OSP，化学锡，化学银，化学镍金，电镀镍金等；但是以喷锡板的性价比最好PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---喷锡三.水平喷锡与垂直喷锡之特点1.垂直喷锡主要存在以下缺点：①板子上下受热不均，后进先出，容易出现板弯板翘的缺陷；②焊盘上上锡厚度不均，由于热风的吹刮力和重力的作用是焊盘的下缘产生锡垂soldersag，使SMT表面贴装零件的焊接不易贴稳，容易造成焊后零件的偏移或碑立现象tombstoning③板上裸铜上的焊盘与孔壁和焊锡接触的时间较长，一般大于6秒，铜溶量在焊锡炉增长较快，铜含量的增加会直接影响焊盘的焊锡性，因为生成的IMC合金层厚度太厚，使板子的保存期大大缩短shelflife;2.水平喷锡大大克服以上缺陷，与垂直喷锡相比，主要有以下优点：①融锡与裸铜接触时间较短，2秒钟左右，IMC厚度薄，保存期较长；②沾锡时间短wettingtime,1秒钟左右；③板子受热均匀，机械性能保持良好，板翘少PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---喷锡四.水平喷锡的工艺流程前清洗处理----预热----助焊剂涂覆---水平喷锡---热风刀刮锡---冷却----后清洗处理1.前清洗处理:主要是微蚀铜面清洗，微蚀深度一般在0.75—1.0微米，同时将附着的有机污染物除去，使铜面真正的清洁，和融锡有效接触，而迅速的生成IMC；微蚀的均匀会使铜面有良好的焊锡性；水洗后热风快速吹干2.预热及助焊剂涂敷预热带一般是上下约1.2米长或4英尺长的红外加热管，板子传输速度取决于板子的大小，厚度和其复杂性；‘60mil(1.5mm)板子速度一般在4.6—9.0m/min之间；板面温度达到130—160度之间进行助焊剂涂敷，双面涂敷，可以用盐酸作为活化的助焊剂；预热放在助焊剂涂布以前可以有效防止预热段的金属部分不至于因为滴到助焊剂而生锈或烧坏PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---喷锡3.沾锡焊锡：为避免焊锡与空气接触而滋生氧化浮渣，在焊锡炉的融锡表面故意浮有一层乙二醇的油类，该油类应考虑与助焊剂之间的兼容性compatible；板子通过传输轮滚动传输,在锡炉区有三排上下滚轮；上下风刀劲吹，以利于吹去孔内的锡及板面的锡堆4.热风压力设定的相关因素：板子厚度，焊盘的间距，焊盘的外形，沾锡的厚度（垂直喷锡中为了防止风刀与已变形的板面发生刮伤，风刀与板面之间的距离相当宽，故容易造成焊盘锡面的不平）5．冷却与后清洗处理：先用冷风在约1.8米的气床上由下向上吹，而将板面浮起，下表面先冷却，继续在约1.2米转轮承载区用冷风从上至下吹；清洁处理除去助焊剂残渣同时也不会带来太大的热震荡thermalshockPresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔 内层塞孔制程现行PCB多要求以防焊绿油塞孔,塞孔段之主要流程为钻孔、电镀、孔壁粗化（塞孔前处理）、塞孔、烘烤、研磨等一.内层塞孔目的1.避免外层线路讯号的受损。2.做为上层迭孔结构的基地。3.符合客户特性阻抗的要求。二.现行内层塞孔方式与能力(一)常见的内层塞孔方式有两种:1.增层压合塞孔（可分为RCC及HR高含胶量PP等)适用于小孔径,低纵横比及孔数少之埋孔2.树脂油墨塞孔适用于大孔径、高纵横比与孔数多之埋孔PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔内层塞孔通常要求100%塞满,当出现纵横比较大的孔径时(如右图),以树脂油墨塞孔来进行塞孔作业(二)树脂油墨塞孔又可区分为两种1.网印印刷塞孔2.滚轮刮印填孔(三)应用于内层塞孔之油墨无论是网印印刷塞孔或滚轮刮印填孔，皆需具备下列特性1.100%的固含量，不允许任何溶剂的存在并且需具备较低的CTE，以防止因受热的过程中发生龟裂或分层之不良情形。2.硬化后之油墨硬度至少需在6H铅笔硬度以上。PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔3.塞孔研磨后需有平整的表面，不可存在任何凹陷，如下图所示4.与镀铜孔壁之间需有良好之附着力5.Tg点需大于140℃以上。6.Tg点以下之CTE必须低于50PPMPresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔7.硬化后之油墨金属化（镀铜）能力与附着力需相当良好，如图下图所示8.容易研磨，研磨后不可留下孔口凹陷PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔三.塞孔油墨特性IPC-6012A在3.6.2.15盲孔及埋孔之填胶规范中规定：盲孔并无填胶的要求，Class2专业性电子产品及Class3高可靠度电子产品板类必须在压合时填入胶片之胶量至60%程度。Class1一般性电子产品则可允许到完全空洞的程度。若产品需应用到特殊之结构如StackVia时，如下图所示，内层塞孔除被要求需100%填满外，还需具备容易研磨的特性，且在研磨后孔口凹陷必须小于5um以下，以避免高频时讯号的完整性受损。PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔四.内层塞孔油墨分类依硬化方式可分成三种:1.一段热烘烤硬化型塞孔油墨2.二段热烘烤硬化型塞孔油墨3.UV曝光加热烘烤硬化型塞孔油墨1.一段热烘烤硬化型塞孔油墨之烘烤条件大约为150℃、30~45分钟，最佳之烘烤条件则需视个别塞孔孔径之AspectRatio而做不同程度之调整，一段热烘烤硬化型塞孔油墨虽具有较高的烘烤效率但因其烘烤后即达8-9H之铅笔硬度，相对的也将造成研磨的困难，既要求需研磨干净与平整，又要达到几乎不可有任何研磨凹陷的产生，若无良好稳定之研磨设备，较难达成上述之要求2.二段热烘烤硬化型塞孔油墨，其硬化过程可区分为两个阶段，第一段硬化为预烤(Pre-curing)，预烤后之油墨硬化程度通常为4-5H，特点是便于研磨亦可降低研磨成本，待研磨完成后再执行第二段硬化，称为后烘烤（Post-curing），第二段烘烤后油墨硬化即可达8-9H。二段烘烤虽然花费较多之烘烤时间，但其整体所获得之效率（尤指塞孔质量与刷磨效益）均较一段热烘烤硬化型塞孔油墨来的优良。3.UV曝光加热烘烤硬化型塞孔油墨之使用者以野田塞孔制程最为著名，其制程与二段热烘烤硬化型塞孔油墨相似，不同之处在于其第一段硬化Pre-Curing是使用野田公司自行开发成功之低温液中曝光机，在低温液中的环境中曝光硬化，硬化后之硬度约为2-3H，然后再执行刷磨与后烘烤作业PresentationTitle*制程中主要管控站别介绍---内层塞孔五.研磨方式简介为确保内层塞孔研磨质量，避免因不当的研磨设备与研磨条件造成研磨质量的异常，因此在研磨时必须针对孔口凹陷、孔角受损、板材涨缩、研磨粗糙度、研磨量、研磨成本、薄板能力及研磨轮匹配性等等各项特性予以要求并严格管制，方可提升整体制程良率1.常用于内层塞孔研磨制程之设备有：(1)BeltSander研磨机(2)自动调压式研磨机2.自动调压式研磨机简介:用于自动调压式研磨机的研磨轮有陶瓷研磨轮与不织布研磨轮；整体而言陶瓷研磨轮拥有较佳的切削能力，研磨后孔口表面不会留下凹陷，但价格昂贵、使用寿命较短为其缺点。不织布研磨轮同样具备优良之切削能力，但因其构造因素研磨后较容易留下孔口凹陷，若单就成本方面来做考虑其价格远远低于陶瓷研磨轮；可依个别塞孔特性之需求选择最适合实际作业情形之研磨轮组合。在板材的涨缩控制方面，经测试以四轴研磨后；将内层板转90°再经后四轴研磨，可得到最佳的研磨粗糙度及涨缩控制；对于孔口的损伤也可分配承受，避免集中单一方向PresentationTitle*结语PCB的制程比较复杂,涉及到的相关问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 点也很多,此处仅作一些简单的介绍,许多不足之处还有待进一步提高PresentationTitle*Q&A