PCB基础知识

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常用单位 洁净度： 洁净房洁净度要求：内层线路/外层线路/阻焊 设计为1万级，层压设计为10万级。 洁净房温湿度要求：温度22±2℃， 湿度：55±5%. 我司洁净度定义：采用美制单位标准，以每立方英 尺中>=0.5μm之微尘粒子数目，以10的幂次 方表示。
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4)显影
作用：去掉未曝光部分，露出须蚀刻去 除的铜面图形线路 工作原理：未发生交联反应之油墨层与 显影液进行化学反应形成钠 盐而被溶解，而发生交联反 应部分油墨则不参与反应而 得以保存。 关键设备：显影机 关键物料： A、碳酸钠（Na2CO3）
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4) 显影
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2) 涂布
作用：使用滚涂方式在板面涂上一 层感光油墨。 .工作原理：涂布轮机械滚涂 .关键设备：涂布轮、隧道烘箱 .关键物料：油墨 .关键控制：温度均匀性、速度 .测试项目：油墨厚度8-12um.
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3) 曝光
作用：完成底片图形→板面图形之转移 工作原理：菲林透光区域所对应位置油 墨经紫外光的照射后发生交联反应；菲 林挡光区域所对应位置油墨未经紫外光 照射、未发生产交联反应。 关键设备：手动散射光曝光机 半自动CCD散射光曝光机
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印制电路板分类
������
PCB分类
结构
硬度性能
孔的导通状态
表面制作
单 双 多 面 面 层 板 板 板
硬 软 软 板 板 硬 板
埋 盲 通 孔 孔 孔 板 板 板
喷 镀 沉
碳 金 沉 沉 锡 金 金 油 手 锡 银 板 板 板 板 板 指 板 板 板 ENTEK
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PCB分类 A. 以材质分 a. 有机材质 酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyimide(聚酰亚胺)、 BT/Epoxy(环氧树脂)等皆属之。 b. 无机材质 铝、Copper-invar（钢）-copper、ceramic(陶瓷)等皆属 之。主要取其散热功能。
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内层制作：
1) 内层前处理
作用：清洁、粗化板面，保证图形 转移材料与板面的结合力。 工作原理：刷磨+化学 关键设备：前处理机（磨板/化学） 关键物料：磨刷（500#） 关键控制：微蚀量：0.6-1.0um 磨痕宽度：10-18mm 水破时间： ≥15s ≥0.5mm磨板 测试项目：磨痕测试、水膜测试。
作用：把显影后裸露出来的铜蚀去， 得到Βιβλιοθήκη Baidu需图形线路 工作原理：通过强酸环境下的自体氧化 还原反应把铜层咬掉，同时通过 强氧化剂氧化再生的酸性蚀刻体系。 关键设备：蚀刻机 关键物料： A、盐酸：HCL B、氧化剂：NaClO3
内层显影蚀刻机
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5) 蚀刻
关键控制： 蚀刻压力：上喷2.8kg/cm2 下喷1.5kg/cm2 药水温度：48-52℃ 自动添加控制器：比重/酸度/氧化剂
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常用化学品纯度等级 GR级（优级纯）；适用于精密分析或科研，如AA机 标准样品，要求纯度≥99.8% AR级（分析纯）；普通化验分析，纯度≥99.7% CP 级 （ 化 学 纯 ） ； 一 般 工 业 / 学 校 应 用 ， 纯 度 ≥99.5% 工业级；一般工业应用。 MSDS：物质安全资料表，是化学品生产商和供应商用来 阐明危险化学品的燃、爆性能，毒性和环境危 害，以及安全使用、泄漏应急救护处置、主要理 化参数、法律法规等方面信息的综合性文件
8) AOI
作用：利用光学原理比对工程资料进 行精确检查，找出缺陷点。 工作原理：通过对比正常与缺陷位置 光反射的不同原理，找出 缺陷产生的位置。 测试项目：缺陷板测试。
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3) 刨边
生产板磨边应圆滑，洗 板后板面无粉尘、垃圾； 应无刮伤板面和残留披锋。 关键控制：刀口水平调 整 ；刀具深浅调整 ；洗 板传输速度。
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内层流程：
影
像 转 移 过 程 图 例 褪膜 蚀刻 曝光 显影 涂布
湿膜 Cu
基材 底片

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印制电路板常用基材 ������ 常用的 FR FR-4覆铜板包括以下几部分： ������ A、玻璃纤维布 ������ B、环氧树脂 C、铜箔 D、填料(应用于高性能或特殊要求板材）
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PCB常用化学品（三酸二碱一铜） H2SO4--硫酸(含量98%） HNO3--硝酸（含量68%） HCL--盐酸（含量36%） NaOH--氢氧化钠（烧碱） Na2CO3--碳酸钠（纯碱） CuSO4²5H2O--五水硫酸铜
B. 以成品软硬区分 硬板 Rigid PCB 软板 Flexible PCB 软硬板 Rigid-Flex PCB
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C. 以结构分
a.单面板 b.双面板 c.多层板
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D.依表面制作分 Hot Air Levelling 喷锡 Gold finger board 金手指板 Carbon oil board 碳油板 Au plating board 镀金板 Entek（防氧化）板 Immersion Au board 沉金板 Immersion Tin 沉锡板 Immersion Silver 沉银板
.关键控制： 喷淋压力： 上喷1.6-2.3kg/cm2 下喷1.2-1.8kg/cm2
内 层 显 影 蚀 刻 机 内 层 显 影 放 板
显影速度：3.5-4.0m/min 药水浓度：0.8-1.2% 药水温度：28-32℃ 显影点：45%-55% .测试项目：显影点
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5) 蚀刻
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常用单位
浓度： 铜缸开缸须配置120ml/L硫酸，缸体积为5000L,须添加浓硫酸数量为多少？ 5000*120ML/l=600000ml=600L 铜缸开缸须配置60g/L五水硫酸铜，缸体积为5000L,须添加五水硫酸铜数 量 为多少？ 5000*60g/L =300000g=300kg 铜缸开缸须配置50ppm CL-，缸体积为5000L,须添加36%浓度盐酸数量为 多少？ 5000*50/1000000/36%=0.694L=694mL 外层蚀刻线退膜缸开缸须配置4%（W/W)NaOH，缸体积为500L,须添加 NaOH数量为多少？ 500*4% =20kg
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常用单位
面积：1m2=10.76ft2,1ft2=144inch2 长度：1inch=25.4mm,1mm＝１０００ｕｍ，１mil＝２5. ４ｕｍ，１ｕｍ＝３９.３７ｕｉｎ≈40uin 体积：1L=1000ml=1000cm3 压力：1Kg/cm2=14.2PSI 重量：１ＯＺ＝２８.３５ｇ,1kg=1000g=1000000mg, 厚度：１ＯＺ铜厚定义为重量为28.35g铜箔均匀平铺1ft2 面积的厚度，标准为34.3um，实际应用以35un为 准。
测试项目：蚀刻均匀性：COV ≥ 90%
蚀刻因子：≥3
内层显影蚀刻机
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蚀刻均匀性测试（针对设备）
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蚀刻因子（针对药水、设备）：
蚀铜除了要做正面向下的溶蚀（Downcut)之外，蚀液也会攻击线路两侧无保 护的腰面，称之为侧蚀（Under cut），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)，酸性蚀刻因子≥3，碱性蚀刻因子 ≥1.8
内 层 显 影 蚀 刻 机
内 层 显 影 放 板
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7) 定位孔冲孔
作用：使用CCD精确定位冲孔，为后 续多张芯板定位提供基准定位。 测试项目：缺陷板测试。 关键设备：CCD冲孔机 关键物料：平头钻刀 关键控制：钻刀返磨次数， 测试项目：冲孔精度≤1mil.
CCD定位冲孔机
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印制电路板的概念和功能 1、印制电路板的英文： Printed Cricuit Board 2、印制电路板的英文简写 :PCB 3、印制电路板的主要功能：支撑电路元件和 互连电路元件，即支撑和互连两大作用
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印制电路板发展简史
•
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2) 焗板
作用：消除板料内应力， 防止板翘，提高板的尺 寸稳定性。 关键控制：不同板材焗 板参数区分，焗板时间， 焗板温度、叠层厚度。
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基板分类 基板按TG类型分类：普通TG(≤140℃)， 中TG(150℃), 高TG(≥170℃)。 基板按材料种类分类：CEM、FR-4、无卤 素等 TG值定义：玻璃转化温度，可理解为材 料开始软化如玻璃熔融状态下的温度点。
印制电路概念于 1936 年由英国 Eisler 博士提出，且 首创 了铜箔腐蚀法工艺；在二次世界大战中，美国 利用该工艺技 术制造印制板用于军事电子装置中， 获得了成功，才引起电 子制造商的重视； 1953 年出现了双面板，并采用电镀工艺使两面导线 互连； 1960 年出现了多层板； 1990 年出现了积层多层板； 随着整个科技水平，工业水平的提高，印制板行业 得到了 蓬勃发展。

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开料：按生产所需要的板料根据工程设计进行裁 切、磨角、刨边、烤板，加工成基板尺寸 方便后工序的生产。
开料前的基板
开料好的基板
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1）开料
• • • 按照生产指令,将大张敷铜板切割成适 宜生产的规格尺寸； 关键控制:尺寸,铜厚,板厚、经纬方向。 基板经/纬向辨识：49inch为纬向，另 一边尺寸（37、41、43inch）为经向， 保证多层板的PP与基板的经向、纬向 一致是控制涨缩、翘曲的首要条件。 常见铜箔厚度：1/3OZ—12um,1/2OZ— 17.5um,1OZ—35um, 2OZ—70ｕｍ。 3OZ—105um
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常用单位
电流密度：ASF—安培每平方英尺，ASD—安培每平方分米， 1ASD=9.29ASF. 电量：AH—安培²小时，AMIN—安培²分钟 例：电镀铜电流密度为20ASF，CR面电镀面积1FT2，SR面电镀 面积2FT2,每飞巴夹板10pnl，电镀时间为75min,铜光剂添 加要求为100ml/500AH，则火牛CR、SR面输出电流分别是 多少?电镀此飞巴板消耗的光剂量是多少？ CR面电流：20³1³10=200A. SR面电流：20³2³10=400A. 光剂消耗量： (20³1³10+20³2³10) ³75/60³100/500=150ml
内 层 曝 光 机
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3) 曝光
关键物料： A、银盐片（黑片） B、曝光灯（功率7/8KW） 关键控制： 对位精度：人工对位：±3mil CCD对位：± 1.5mil 解 析 度：3mil 曝光能量：7-9级（21级曝光尺 方式）
内 层 曝 光 机
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3) 曝光
曝光能量均匀性（曝光能量min/max） A、手动散射光曝光机：≥80% B、半自动CCD曝光机：≥85% 底片光密度： A、新菲林：阻光度≥4.5 透光度 ≤0.15 B、旧菲林：阻光度≥4.0 透光度 ≤0.35 测试项目： 曝光尺、曝光能量均匀性 、底片 光密 度无尘室环境项目
内 层 曝 光 机
制作流程:

双面喷锡板流程:开料→钻孔→沉铜→板面电铜→外 层线路→图形电镀→外层蚀刻→阻焊→字符→喷锡 →成形→成品测试→ FQC → FQA →包装 四层防氧化板流程:开料→内层→层压→钻孔→沉铜 →板面电铜→外层线路→图形电镀→外层蚀刻→阻 焊→字符→成形→成品测试→FQC→ OSP→FQC→ FQA →包装
A 覆锡 图电层 铜层+全电层 基材 b D H
• Etch Factor: r=2H(D-A)
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6) 退膜
作用：把已经形成的线路图形所 覆盖的油墨退除，得到所 需的铜面图形线路 工作原理：是通过较高浓度的NaOH将 保护线路铜面的油墨溶解并清洗掉 测试项目：/ 关键设备：退膜机 关键物料：NaOH 关键控制：退膜喷淋压力、药水浓度