一般线路板制作流程知识

第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
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。
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
全板电镀流程：
后
酸
镀
水
处
洗
铜
钻孔流程（Drilling)
客户资料
合格
QE检查
PE制作
标签
钻咀翻磨
钻孔生产
PE制作胶片 及标准板
绿胶片检孔
钻带发放
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第五部分：外层制作原理阐述
钻孔基本流程（Drilling)
钻带发放
钻带发放：按照客户的要求，编写钻孔的程序 ，为钻孔的操作提供依据。
钻孔 翻磨钻咀
钻孔：通过钻带的资料，选取要求的钻咀， 按叠数的规定进行。
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
除胶渣流程：
除
膨
水
水
中
水
胶
胀
洗
渣
洗
和
洗
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
除胶渣作用： 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（Epoxy Smear），如果不除去该胶渣，将会使多层板内层 信号线联接不通，或联接不可靠。
蚀刻：是将未曝光的露铜部份面蚀刻掉。
褪锡
褪锡：是通过较高浓度的褪锡水将保护线路 铜面的锡层去掉。
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter) 图形电镀的作用：
将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用 酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足 客户要求的厚度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻 的保护层.
外层制作流程： 钻孔（Drilling)
线路蚀刻（Circuitry etching)
除胶渣/孔内沉铜（PTH)
防焊油丝印（Solder mask)
全板电镀（Panel plating)
表面处理-金/银/锡（surface treatment)
图像转移（Image transter)
外形轮廓加工（profiling)
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第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask) 丝印流程(Process flow) ：
板
面
丝
处
理
印
低 温
曝
显
U V 紫
字
高 温
锔
光
影
外
符
锔
菲林制作
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第五部分：外层制作原理阐述
板面处理 丝印 低温锔 曝光 显影
UV紫外
丝印（Solder Mask)
板面处理：通过酸洗，除油，清除铜面的氧化。
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
孔沉铜流程：
整
水
微
水
预
水
活
孔
洗
蚀
洗
浸
洗
化
水
沉
水
还
水
洗
铜
洗
原
洗
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
PTH的两种工艺： 垂直化学沉铜工艺 （如，I期PTH） 水平直接电镀工艺
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
一般线路板制作流程知识
[外层部分]
Elec & Eltek PCB Division
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第五部分：外层制作原理阐述
外层制作流程
利用已完成的内层工序板料基材，进行钻孔并贯通内 层线路，电镀铜层互连及加厚，图形蚀刻，铜面保护 等工序，以及相关的可靠性测试，成品测试，检验后 完成整个外层制作流程。
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第五部分：外层制作原理阐述
辘膜（贴干膜） 菲林制作 菲林检查
曝光
辘膜：以热贴的方式将干膜贴附在板铜面上。
菲林制作：根据客户的要求，将线路图形plot 在菲林（底片）上，并进行检查后投入生产。
菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免 影像转移出误。
曝光：利用紫外光的能量，使干膜中的光敏 物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥 架硬化的效果，而完成影像转移的目的。
图形电镀（Pattern plating)
最后品质控制（F.Q.C)
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第五部分：外层制作原理阐述
钻孔工序（Drilling) 钻孔目的：
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。
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第五部分：外层制作原理阐述
白字也叫字符，其作用在于标识PCB表面粘贴 或插装的元件。
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第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask) 丝网印刷（Screen Print) ：
在已有负性图案的网布上，用刮刀刮挤出适量的绿油 油墨，透过网布形成正形图案，印在基面或铜面上。
涂布印刷（Curtain Coating) ：
孔沉铜作用： 化学沉铜（Electroless Copper Deposition）， 俗称沉铜，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。
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丝印：通过印机的作用，涂刮上印油于板面保护 PCB表面的线路。 低温锔：通过锔炉的处理，将印油进行半固 化的状态。 曝光：利用紫外光的作用，使干膜中的光敏物质 进行光化学反应，以达到选择性局部硬化的效果 ，而完成影像转移目的。 显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分 的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。
洗
理
其中后处理为微蚀或火山灰磨板，其主要作用是对板的表面进行清洁 及粗化处理，以适合下工序对板面的要求。
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter)
整体流程：
板
贴
面 处
干
曝
理
膜
光
图
显
形
退
电
影
镀
膜
蚀褪 刻锡
菲林制作
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第五部分：外层制作原理阐述
前处理工序（Surface Pre-Treatment)
定义：将镀后铜面机械粗化及超声波孔内清洁，便于之后工序的 干膜有效地附着在铜面上。
酸洗
（+水洗）
水洗+火山灰
（+水洗）
超声波水洗
热风吹干
酸洗：除油脂及减少铜面的氧化。 水洗+火山灰：粗化板面及孔内清洁。 超声波水洗：提升孔内清洁能力及效果。 热风吹干：将板面吹干。
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter) 定义：利用感光材料，将设计的线路图形通过曝光/显影/蚀刻的工 艺步骤，达至所需铜面线路图形。
即将已调稀的非水溶性绿油油墨，以水帘方式连续流 下，在水平输送前进的板面上均匀涂满一层绿油，待 其溶剂挥发半硬化之后，再翻转做另一面涂布的施工 方式。
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第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask) 喷涂印刷（Spray Coating) ：
利用压缩空气将调稀绿油以雾化粒子的方式喷射在板 面的绿油印制方式。绿油印制技术已由早期手工丝网 印刷或半自动丝印发展为连线型（In-Line)涂布或喷 涂等施工方式，但丝网印刷技术以其成本低，操作简 便，适用性强特点，尤其能满足其他印刷工艺所无法 完成的诸如塞孔、字符印刷，导电油印刷（碳油制作） 等制作要求，故而仍为业界广泛采用。
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第五部分：外层制作原理阐述
贴膜 影
曝光 像
转 显影
移 图电 过 程 褪膜
Hale Waihona Puke Baidu图 蚀刻
例 褪锡
干膜 Cu
底片
基材
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter)
显影 图形电镀
蚀刻
显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部 分的干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分。
图形电镀：用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁 铜加厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀 锡层来作为下工序蚀刻的保护层 。
UV紫外：使印由进一步的表面固化。
字符
字符：按客户要求、印刷指定的零件符号。
高温锔
高温锔：将绿油硬化、烘干 。 35
第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask)
网纱工具的制作：
丝印网版
制网流程：
绷 网 洗 网 涂覆感光浆 曝光显影
封网 烘网
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第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask) 低温锔板：
孔沉铜：通过钯媒体的作用下，在孔壁上将 铜离子还原为铜，起到导通各铜层的作用。
全板电镀：全板电镀是作为化学铜层的加厚 层，增加导电层的导电性。
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第五部分：外层制作原理阐述
磨板流程：
机械磨板 超声波清洗 高压水洗
烘干
孔内沉铜/全板电镀工序
机械磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表 面的氧化层及钻孔毛刺。
超声波清洗： 使用超声波孔内得到充分清洗 ，孔内铜粉及粘附性颗粒得以清除。 高压水洗：利用高压水往复运动冲洗板面及孔 ，使粘附较牢固的颗粒粉尘在水 压的作用下被 有效地清洗，水洗压力在60~100bar之间。
烘干：将磨刷后的层压板用冷风与热风吹干 后，在下流程开始前存放时，不会被氧化， 同时可为检孔流程作准备。
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第五部分：外层制作原理阐述
钻孔工序（Drilling) 成孔的其他常用方法：
镭射钻孔: UV钻孔，CO2钻孔
(主要针对盲孔工艺的制作流程)
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第五部分：外层制作原理阐述
孔内沉铜/全板电镀工序
磨板 除胶渣 孔沉铜 全板电镀
磨板：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的 氧化层及钻孔毛刺。
除胶渣：在自动系统及药液作用下，将钻孔过 程产生的孔壁胶质体清除，使之粗化及洁净。
将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油初步硬化， 为准备曝光提供条件。
低温锔板方法：
采用隧道锔炉的方式。温度一般设定在70~75度。
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第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask) 操作区间温、湿度控制：温度-20±2℃; 湿度50-60%.
Ka
Mn+
Cu O Cu2O Cu O
氢键 (褪膜实质上就是OH,将氢键切断)
M n+ OH-
Mn+：Li+，Na+，k+，Ca++ Ki：扩散速度常数 （Ka＞Kb→干膜碎片小） （Ka＜Kb→干膜碎片大） 扩散速度：K+＞Na+
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter) 外层蚀刻的作用：
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter)
蚀刻因子的表述：
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，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)。
覆锡
• Etch Factor: r=2H/(D-A) 图电层
是将露铜的铜面蚀刻掉，被锡覆盖的铜面被保留。
外层蚀刻的原理：
Cu2++4 NH3+2Cl- Cu（NH3）4Cl2 Cu （NH3）4Cl2+Cu 2 Cu（NH3）2Cl 2 Cu（NH3）2Cl+2 NH4Cl+1/2O2 Cu（ NH3）4Cl2+H2O 蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应： Cu2+ +Cu 2 Cu1+
翻磨钻咀：通过分度导磨或超声波洗涤的磨 削作用，将已钝的钻咀重新研磨至符合要求 的规格，再应用于生产。
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第五部分：外层制作原理阐述
钻孔工序（Drilling)
钻孔使用的物料：
基本物料：
钻咀 铝片
钻咀胶套 底板
管位钉 皱纹胶纸
叠板块数PL/STR ：
每叠板的块数主要取决于板的层数，板的厚度、钻机类 型、最小钻咀的直径以及板的内层特性（如HWTC）等。
铜层+全电层
基材
A H
D
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter) 褪锡的原理：
锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn（NO3）2，反应式： Sn+2HNO3 Sn（NO3）2+NO2
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第五部分：外层制作原理阐述
丝印（Solder Mask) 丝印的表述：
丝印也叫防焊或阻焊，其作用在于保护PCB表 面的线路。
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter)
图形电镀的流程：
酸 性
微
预
电
预
电
烘
除
镀
镀
油
蚀
浸
铜
浸
锡
干
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第五部分：外层制作原理阐述
影像转移（Image transter)
褪膜的原理： 是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将保护线路铜面的菲林溶解并清洗掉。
OH-
Kb
7
第五部分：外层制作原理阐述
钻咀的使用：
钻孔工序（Drilling)
钻孔
够Hits数
翻磨
清洗后标记
8
第五部分：外层制作原理阐述
钻孔工序（Drilling) 机械钻机的工作原理：
钻机由CNC电脑系统控制机台移动，按所输入电脑 的资料制作出客户所需孔的位置。 控制方面分别有X、Y轴坐标及Z轴坐标，电脑控制 机台适当的钻孔参数，F、N、Hits、D等，机器会 自动按照资料，把所需的孔位置钻出来。