PCB加工基础

四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
1、裁板 详细流程：裁板→磨板边→圆角→洗板→烘烤
裁板机
待磨边的板
磨边机
清洗后的板
洗板机
磨边机及圆角机
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形 利用影像转移原理制作内层线路，制作流程为： 前处理→贴膜→曝光→显影→蚀刻 1）前处理 用3%-5%的酸性溶液去除铜面氧化层及原铜基材上为防止铜被氧化的保护层，然后再进行微蚀处 理，以得到充分粗化的铜表面，增加干膜和铜面的粘附性能。
2、内层图形 8） 黑化或棕化处理 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。 工艺流程为：除油→水洗→微蚀→水洗→预浸→黑化或棕化→水洗→后浸→水洗→烘干。 9）叠板 把邦定/铆合后的内层配上外层半固化片和铜箔，定位于工具板上，然后把各层固定在一起。 定位方式有：MASS LAM、PIN LAM。 MASS LAM：没有销钉，层间对准度低，生产效率高，主要用于生产四层板，4层＜L≤12层时 须先邦定或铆钉铆合。 PIN LAM：有销钉定位，层间对准度高，但生产效率较低。
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形
MASS LAM方式
上热盘 牛皮纸 分隔钢板
copper pp 内层板 pp copper
分隔钢板
copper pp 内层板 pp copper
分隔钢板 牛皮纸 下热盘
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形
铆钉 + MASS LAM方式
三、PCB加工常用材料
双面PCB用基材：双面覆铜板 单面PCB用基材：单面覆铜板 多层PCB用基材：铜箔、半固化片、芯板
铜箔 半固化片 覆铜板 半固片 铜箔
覆铜板 半固化片
三、PCB加工常用材料
3.1 PCB用基材的分类：
1、按增强材料不同（最常用的分类方法） 纸基板（FR-1,FR-2,FR-3) 环氧玻纤布基板（FR-4,FR-5) 复合基板(CEM-1,CEM-3) HDI板材（RCC) 特殊基材(金属类基材、陶瓷类基材等)
玻纤非织布、玻纤布环氧树脂板（CEM-3)
聚脂合成纤维印制板— 玻纤非织布、玻纤布聚脂树脂板（CRM-7）
特殊型印制板
金属基印制板（铝基板） 陶瓷基印制板（陶瓷板）
二、PCB的分类
3、以结构分类
单面板
刚性印制板 双面板
多层板
单面板 挠性印制板 双面板
多层板
刚挠结合板
二、PCB的分类
4、以表面处理分类
2、按树脂不同来分 酚酫树脂板 环氧树脂板 聚脂树脂板 BT树脂板 PI树脂板
3、按阻燃性能来分 阻燃型（UL94-VO,UL94-V1) 非阻燃型（UL94-HB级）
基板
三、PCB加工常用材料
3.2 环氧玻纤布基板主要组成:
玻纤布型号：7628、2116、1080等 环氧树脂（Resin） 铜箔（Copper）： 电解铜箔 压延铜箔（主要应用在挠性覆铜板上）
PCB切片
玻纤布
三、PCB加工常用材料
3.3 半固化片（Prepreg）:
半固化片主要有两种用途，一是直接用于压制覆铜板；另一种用于多层板的压合。它其实是 覆铜板在制作过程中的半成品。在覆铜板生产过程中，玻纤布经上胶机上胶并有A态烘干至B 态（B态是指高分子化合物已经相当部分关联，但此时物料仍然处于可熔状态），通常称为半 固化片。多层板压合时，在高温高压条件下B态转变为C态。
进热压机
压大钢板
四、PCB加工过程
4.4 外层图形制作
TENTING 流程
机械钻孔 通孔电镀 全板电镀 外层干膜 二次铜及电镀锡
蚀刻 检查
通孔电镀
曝光 电镀锡
剥锡
除胶渣
压膜 二次电镀铜
蚀刻
前处理
前处理 去膜
四、PCB加工过程
4.4 外层图形制作
外层图形制作工艺 外层图形制作主要有两种方式：掩孔电镀法与图形电镀法，可根据产品的特点选择使用何种工 艺。
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形
PIN LAM方式
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形（黑化或棕化、叠板、压合）
CCD打孔
棕化处理
棕化后的内层板
邦定后的板
叠板
叠板
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形（黑化或棕化、叠板、压合）
盖铜箔 进冷压机
压钢板
放牛皮纸
曝光 去膜
叠板 后处理
通孔电镀
曝光 电镀锡
剥锡 前处理
后烘
金手指
单面或双面板 贴模 蚀刻
前处理 显影
烘烤 压合
黑化或棕化处理
除胶渣
前处理
压膜 二次电镀铜
蚀刻 丝网印刷
显影
前处理
去膜 预烘 曝光
ENIG
全板镀金
OSP
四、PCB加工过程
4.2 典型四层板叠层
以四层板为例，介绍多层板的加工过程，四层以上的PCB无非就是增加相应数量的芯板。 典型四层板叠层主要为foil叠法与core叠法，如下图所示：
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
1、裁板 将基板材料裁切成工作所需尺寸，以便于进行加工，提高加工效率。考虑涨缩影响,裁切板送 下制程前需进行烘烤处理。 PCB从原板到单元板的过程为：sheet→panel→set→board
board
sheet
panel
set
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
军用印制板
二、PCB的分类
2、以基材分类
纸基印制板
酚醛纸基印制板（FR-1、FR-2） 环氧纸基印制板（FR-3）
玻璃布基印制板
环氧玻璃布基印制板（FR-4） 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）
合成纤维印制板
纸玻纤布环氧印制板（CEM-1） 环氧合成纤维印制板
主要内容
何为PCB及其作用 PCB的分类 PCB加工常用材料 PCB加工过程 特殊工艺 PCB成本影响因素 PCB常见缺陷
二、PCB的分类
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四种方式： 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
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
常见的半固化片规格：
型号 1080 2116L
厚度 mil
3
4
2116A 4.5
2116H 5
1500 7628L
6
7
7628A 7.5
7628H 9.3
7628M 8
三、PCB加工常用材料
3.4 基材常见性能：
1）介质常数Dk（Dielectric Constant） Vp（信号传播速率）＝C（光速）/ εr（周围介质相对电容率） εr也就是介电常数Dk，当εr越高时信号传播速率越慢。
主要内容
何为PCB及其作用 PCB的分类 PCB加工常用材料 PPCCBB加加工工过过程程 特殊工艺 PCB成本影响因素 PCB常见缺陷
主要内容
一、何为PCB及其作用 二、PCB的分类 三、PCB加工常用材料 四、PCB加工过程 五、特殊工艺 六、PCB成本影响因素 七、PCB常见缺陷
四、PCB加工过程
4.1 常规PCB加工流程
多层板内层流程
Blinded Via 激光钻孔
外层流程
TENTING 流程
选择性镀镍金
工程制作 裁板
多层板 内层干膜 蚀刻 内层AOI 叠板 压合 机械钻孔 通孔电镀 全板电镀 外层干膜
二次铜及电镀锡 蚀刻 检查
液态阻焊 印文字 HASL
成型 电测 FQC FQA 包装出货
曝光前
UV光 干膜
曝光后
已聚合部分 未聚合部分
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形 4）显影 用弱碱溶液（常用1%的Na2CO3溶液）将未发生化学反应的干膜部分冲掉，而发生化学反应的 干膜则保留在板面上作为蚀刻时的抗蚀保护层。
显影前
显影后
5）蚀刻
采用蚀刻液（最典型的是碱性氯化铜），将没有干膜保护的铜面蚀刻掉，形成内层图形。
4.3 内层图形制作
2、内层图形 7） 内层检查 内层检查一般用AOI检验，原理为通过光学反射原理将图像回馈至设备处理，与设定的逻辑判断 原则或资料图形相比较，找出缺陷位置。一般的缺陷为短路、断线、凹痕、残铜等。 通过VRS系统对测试缺点进行确认，并对一些可以直接修补的确认缺点进行修补。
四、PCB加工过程
HASL（热风整平）
HASL
ENIG（化学镍金）
OSP（有机可焊性保护膜）
ENIG + OSP
Immersion Tin（化学锡）
Immersion Silver（化学银）
ENEPIG（化学镍钯金）
全板镀金
OSP
ENIG
主要内容
何为PCB及其作用 PCB的分类 PCB加工常用材料 PCB加工过程 特殊工艺 PCB成本影响因素 PCB常见缺陷
BGA蠕变疲劳裂纹
三、PCB加工常用材料
3.4 基材常见性能：
4）玻璃化转变温度Tg 树脂的特性随温度发生改变，常温时为一种玻璃状固体，但超过一定温度时会变成弹性固体， 称为玻璃态转化。此时的热膨胀系数（CTE）高出平时数倍，可能会造成PTH孔壁的断裂，使 PCB发生失效。 Normal Tg：130℃<T≤150℃ Middle Tg：150℃<T≤170℃ High Tg：T>170℃
PCB加工基础
主要内容
何为PCB及其作用 PCB的分类 PCB加工常用材料 PCB加工过程 特殊工艺 PCB成本影响因素 PCB常见缺陷
一、何为PCB及其作用
印制电路板（PCB：Printed Circuit Board)亦称印制线路板， 简称印制板。所谓印制电路板是指： 在绝缘基板上，有选择地加工安装 孔、连接导线和装配焊接电子元器 件的焊盘，以实现元器件间的电气 连接的组装板。 印制电路板的主要功能为支撑电路 元件和互连电路元件，即支撑和互 连两大作用。
2）介质损耗Df（Disspation Factor） PL= k * f * Df PL：信号传播损失，k ：常数，f：信号频率，Df：介质损耗 Df对高频信号影响更加明显，尤其是射频信号，如天线的阵子一般选用PTFE这种低损耗的材 料。
三、PCB加工常用材料
3.4 基材常见性能：
3）热膨胀系数CTE（Coefficient of Thermal Expansion） PCB在X.Y方向的CTE约为12~15ppm/℃左右，但板厚Z方向由于没有约束，一般CTE在 55~60ppm/℃左右。CTE对产品的可靠性有重要的影响，CTE不匹配常常会造成器件引脚焊点 断裂，从而导致功能失效。
1、裁板 常用sheet及panel尺寸：
sheet尺寸（inch）
panel尺寸(inch)
48*36
24*18\18*16\24*12
48*40
20*16\24*13.3\20*12\24*16
4\21*12
板材利用率： 板材利用率为开料面积中的成品出货面积与开料面积的百分比。双面板一般要求达到85%以上， 多层板要求达到75%以上，对PCB的成本有重要的影响。
4.3 内层图形制作
2、内层图形（前处理、贴膜、曝光、显影、蚀刻）
前处理线 显影后的板
贴膜线 显影缸
曝光机组 显影前的板
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形（前处理、贴膜、曝光、显影、蚀刻）
蚀刻缸
蚀刻后的板
去膜缸
AOI测试
AOI测试
完成内层线路的板
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
蚀刻前
蚀刻后
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形 蚀刻时存在侧蚀现象，判断蚀刻能力的重要参数是蚀刻因子，业界经验一般为2~4左右。
E.F
h
(W2 W1) / 2
w1 h
w2
6）去膜 利用强碱（常用NaOH溶液）将保护铜面的抗蚀剂剥掉，露出线路图形。
去膜前
去膜后
四、PCB加工过程
前处理后铜面状况示意图
2）贴膜 在加热加压的条件下将光致抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上，有湿膜与干膜两种。
贴膜前的芯板
贴膜后的芯板
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
2、内层图形 3）曝光 经光源（常用UV光）作用将底片（菲林）上的图像转移到感光底板上。曝光时透光部分发生光 聚合反应，不透光的部分不发生反应。 内层所用底片为负片，即白色透光部分发生光聚合反应，黑色部分则因不透光,不发生反应(白 线黑底），外层所用底片刚好与内层相反，底片为正片。
Foil叠法
copper prepreg
core prepreg copper
Core叠法
core prepreg core
四、PCB加工过程
4.3 内层图形制作
Blinded Via
激光钻孔
裁板 内层干膜
蚀刻 内层AOI
叠板 压合 机械钻孔
曝光 去膜
叠板 后处理
贴模 蚀刻
前处理 显影
烘烤 压合
黑化或棕化