印制板工艺流程培训资料

单面板
双面板
制作印制板的材料
主材： 基材/覆铜板/基板
CCL（覆铜板）
FCCL（铜箔/基材）
树脂（EXPO）+增强材料（玻璃纤维）+ 铜箔
树脂（PI）+ 铜箔
制作印制板的材料
项目
成本和厚度的关系 耐弯曲性能
压延铜箔
越薄越高 高
电解铜箔
越厚越高 低
SEM 其长方向和宽度方向的机械性 能，特别是弯曲性能有很大的 差异，一般纵向耐弯曲性能优 于横向 利用电镀法制作的无粘接性 铜箔层压板 不使用铜箔做原 材料，而是通过电镀直接基 底膜上直接形成导体层
印制板的工艺流程
3. 线路制作（内/外层，单双面板）
前处理 压膜 曝光 显影 蚀刻 去膜
利用UV光照射，在曝光区域抗蚀剂中的感光起始剂吸收光子分解成游离基 ，游离基引发单体发生交联反应生成不溶于稀碱的空间网状大分子结构，而未 曝光部分因未发生反应可溶于稀碱。利用二者在同种溶液中具有不同的溶解性 能从而将底片上设计的图形转移到基板上，即图像转移。
10. 表面处理(镀镍金/OSP/ENIG/ENEPIG/沉银/沉锡/喷锡。。。)
•在要镀金的PAD上接通电流，以电镀形式析出金，根据客户设计选择镀镍金或镀直金 •应用：电镀金分软金/硬金，主要差别为硬金含0.3% Co，软金则无；如果是FPC若有 较高的弯折需求则以使用软金为好。 •表面处理的厚度要求： 电镀镍金（镍3-9um，金0.025-0.1um）
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做成：IPC- Shine
印制板的概念
广义上讲：在印制线路板上搭载LSI、IC、 晶体管、电阻、电容等电子部件，并通过焊接 达到电气连通的成品。
PCBA：所采用安装技术，有插入安装方式和表面安装方式。
狭义上：未有安装元器件，只有布线电路图 形的半成品板，被称为印制线路板。
印制板的历史
阻焊膜印刷
阻焊膜曝光
印制板的工艺流程
9.1 阻焊膜涂覆/施加方式
A 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。 B 涂布印刷（Curtain Coating) 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。喷涂印 刷（Spray Coating) C 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。
A. 覆盖膜加工：从冷库CVL物料进行室温化，使用连续冲孔机进行裁切 。CVL钻孔， 钻出后续冲切用的定位孔。随后用冲床冲切出覆盖膜开口。 B. 覆盖膜贴合（假贴）：贴合板子时需先撕去离型纸，以人工或假接著机套Pin预贴。
覆盖膜压合：
C. 烘烤：通过放入烘箱烘烤，使热固化胶最终固化成型。
印制板的工艺流程
其他说明
1. 铜箔类型
2. 铜箔厚度
3. 胶有/无
制作印制板的材料
辅材： CVL / PSR / ECM / STF…
覆盖膜 Cover-lay
一般作为软板外层线路之外表保 护层，其结构分别为聚亚酰胺 (PI) 及粘合剂两层。
油墨
Photo solder resist ink
可作为软板外层线路之保护层 ，具有曝光显影之特性，可形 成细小结构图形进行高密度零 件组装。
三十年代的收音机部件
印制板的历史
第一次出现：1936年第一次在收音机中采用了印制电路板
开始被应用于军事：1943年美国人将此技术大量应用于军用收音机内
开始商业化： 1948年美国国家层面的认可该技术并推广商业化。 广泛应用： 20世纪50年代以后开始广泛应用。 中国： 20世纪50开始研发，六七十年代比较缓慢。改革开放后开始引进吸
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8. 镀铜
用化学镀铜的方法使钻孔后的板材孔内沉积上一层导电的金属,并用全板电镀的方 法使金属层加厚,以此达到孔内金属化的目的,并使线路借此导通。
前处理除胶渣孔金属化 全板电镀 下工序
镀铜： 利用电解方式，阳极溶解铜球，阴极还原铜离子。
印制板的工艺流程 8.1 前处理
前处理的作用：去除铜表面的油脂，氧化层等杂质。 前处理方式： A.喷砂研磨法 B.化学处理法 C.机械研磨法
化学镀铜的反应机理：
Cu2++ 2CH2O + 4 OH
2Cu2+ + HCHO + 3OH2Cu+ Cu +Cu2+
Cu + 2HCOO- + 2H2O + H2
2Cu+ +HCOO-+2H2O
印制板的工艺流程 8.4 化学沉铜和黑孔等
黑孔：黑孔是流水线作业，主要工序：投料段→热水洗→溢流水洗→水刀清洁→ 溢流水洗→黑孔1→吹干1→整孔→溢流水洗→黑孔2→烘干2→中检→微蚀1#→微 蚀2#→溢流水洗→烘干3→出料段 黑孔1： 使用的药水为黒孔起动剂，利用带负电荷碳粉附着在正电荷孔壁 整孔： 再次调整孔壁电性带正电荷，为主要电性调整工段 黑孔2： 使带负电荷石墨紧密的附着在正电荷孔壁上
印制板的工艺流程
6. 排压板/层压
工艺简介：压板就是用半固化片 将外层铜箔与内层，以及各内层 与内层之间连结成为一个整体， 成 为多层板。 工艺原理：利用半固化片的特性， 在一定温度下融化，成为液态填 充图形空间处，形成绝缘层，然 后进一步加热后逐步固化，形成 稳定的绝缘材料，同时将各线路 各层连接成一个整体的多层板。
生产流程：
SPS前处理,粗化铜面→水洗→预浸(保护活化槽)→活化(在铜面上一层Pd, 铜将Pd置换出来付着在待浸金之铜面上)→水洗→镍槽(Pd在镍槽起催化作用, 镍槽药水Ni2SO4与NaH2PO2在Pd催化下产生Ni并附着于铜面上)→水洗→金槽 (镍将金槽游离的Au+置换出来付着于镍层)→水洗→后处理烘干
优点：工艺简单、容易控制； 棕化膜抗酸性好，
不会出现粉红圈缺陷。
缺点：
结合力不及黑化处理的表面。
两种工艺的线拉力有较大差异。
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7. 钻孔
利用机械式钻针高速旋转钻透之方式，將 基材依设计程式钻成通孔
● ●设计孔的种类有下列
导通孔(Via Hole) 零件孔 定位孔或工具孔
备注：1.多层板则是先制作线路，叠板后再钻孔。或两者结合。 2.钻孔分机械钻孔和镭射(Laser)钻孔。
化学处理法的基本原理：以化学物质如SPS等酸性物质均 匀咬蚀铜表面，去除铜表面的油脂及氧化物等杂质
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8.2 除胶渣（Desmear）
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。
印制板的工艺流程 8.5 电镀铜原理
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： + +
Cu
Cu 镀液
PCB
镀 液
阴极:Cu2+ +2e
Cu
阳极 Cu -2e
Cu2+
镀铜线流程：夹板挂架→喷流水洗→清洁→热水洗→微蚀→水洗→酸浸→ 镀铜→水洗→下料→镀铜后处理
流程： 膨胀剂 水洗 除胶渣 水洗 中和 水洗
印制板的工艺流程 8.3 化学沉铜和黑孔等
化学沉铜：是一种自催化的化学氧化及还原反应，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。通过化学反应，使孔内镀 上一层很薄的铜，约1-3um
整孔 水洗 微蚀 水洗 预浸 水洗 活化 水洗 还原 水洗 沉铜 水洗
印制板的工艺流程
9. 防焊/阻焊(绿油，油墨，阻焊膜)
丝印感光阻焊可作为印制板外层线路之保护层，具有曝光显影之特性，可形成细小 结构图形进行高密度零件组装。其作用为防止焊接时出现线路搭桥的缺点，提供长 时间的电气环境和抗化学保护，同时起绝缘作用。 此工序流程：前处理 → 阻焊膜印刷 → 预烘 → 曝光 → 显影 → 烘烤/UV固化
印制板的工艺流程
1. 烘板/锔板
目的：1. 消除板料在制作时产生的内应力。 提高材 料的尺寸稳定性.
2. 去除板料在储存时吸收的水份，增加材料
的可靠性。
备注：以带镀覆通孔的双面板为例，介绍主流程。
印制板的工艺流程
2. 开料
开料：开料就是将一张大料根据不同制板要求用机器锯成小料的过程。开料后 的板边角处尖锐，容易划伤手，同时使板与板之间擦花，所以开料后再用圆角 机圆角。
PET ， 支撑感光胶层的载体，使之涂布
成膜，厚度通常为25um ，其作用是防止 曝光时氧气向抗蚀剂层扩散 , 破坏游离 基,引起感光度下降
PE 膜： 覆盖在感光胶层上的
保护膜 ( 防止灰尘的污物粘在 干膜上 , 避免每层抗蚀剂之间 相互粘结. 厚度一般为25um左 右 )
光阻剂，主要成分：粘结剂 、感
镊饼(阳极反应)：Ni - 2e → Ni2+
制品(阴极反应)：Ni+ 2e → Ni
制品(阴极反应)：Au+ e → Au
印制板的工艺流程
10.1 化学镀镍金(ENIG)
化学镍金： 也叫无电镍金或沉镍浸金（Electroless Nickel Immersion
Gold）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。
收国外技术，并开始大规模发展。
印制板的分类
PCB分类
结构
硬度性能
孔的导通状态
表面制作
单 双 面 面 板 板
多 硬 软 层 板 板 板
软 硬 板
埋 孔 板
盲 孔 板
通 孔 板
喷 锡 板
镀 沉 金 金 板 板
镍 碳 沉 沉 钯 油 银 锡 金 板 板 板 板
印制板的分类
四层板
六层板
八层板
FPC在手机中的应用
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
印制板的工艺流程
9.2 FPC的覆盖膜加工
产生的图像与原始资料比对，不 同之处报出不良
印制板的工艺流程
5. 棕化
棕化工艺原理：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（通常形成铜的络合物 ）。 优点：工艺简单、容易控制； 棕化膜抗酸性好，
不会出现粉红圈缺陷。
缺点：
结合力不及黑化处理的表面。
两种工艺的线拉力有较大差异。
贴干膜工序包括前处理+干膜贴合
Cu
干膜 基材
印制板的工艺流程
3.2 曝光(Exposure)
曝光是利用紫外线透过底片照射干膜，使干膜产生聚合反应，从而形成线路。
底片
印制板的工艺流程
3.3 DES连线包括显影→蚀刻→剥膜工序
显影(Developing)：利用Na2CO3将没有聚合的干膜去除掉，让不要的铜箔显露出来 蚀刻(Etching)：蚀刻是利用CuCL2+HCl+H2O2与铜箔反应，从而将不要的铜箔去除掉简易反应式： 剥膜(Striping)：剥膜是利用强碱NaOH与聚合的干膜反应，从而去除干膜，使铜箔线路裸露出来。
显影 蚀刻 褪膜
Developing
Etching
Stripping
印制板的工艺流程
4. AOI
AOI是检查工站，一般设在多层板的内/外层线路工 序后。检查蚀刻后的芯板是否有开短路、蚀刻不净 等缺陷。 工作原理：主要是通过两边斜射光与中间的直射 光照在FPC板来自百度文库，FPC线路（铜）与基材的反射光的 强度不一样，CCD接收反射回来的光产生不同的灰 度，此灰度与原始资料对比从而报出不同之处。
COVER PLATE KRAFT PAPER
SEPARATE PLATE
COPPER FOIL PCB PREPREG
KRAFT PAPER CARRIER PLATE
印制板的工艺流程
6.1 棕化
棕化工艺原理：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（通常形成铜的络合物 ）。
光单体 、光引发剂 、增塑剂 、增 粘剂 、热阻聚剂 、色料 、溶剂
印制板的工艺流程
贴膜 曝光 显影 蚀刻
Cu
底片 干膜 基材
Developing
Etching
褪膜
Stripping
印制板的工艺流程
3.1 贴干膜(Dry Film Lamination)
干膜压合：利用压膜机在铜面上压上感光干膜，是线路形成之关键