PCB制作流程及基本工艺技术

特点： 1）工序简单，但难控制。日本不少企业用此工艺。 2）难点：电镀均匀性，板四周铜厚，中间簿，蚀刻难以均匀，细线难控制。 3）干膜盖孔，尤其大孔，如盖不住，蚀刻药水进入孔内，此板即报废。 流程：
12

2.0制造方法
下料→钻孔→PTH→板面镀铜→光成象→酸蚀→阻焊+字符→HAL→外形 →E-test→FQA→出货 2.4 SMOBC法 Solder Mask Over Bare Circuit,实质上就是图形电镀蚀刻法。 在裸铜线路上盖上阻焊剂，作热风整平（Hot Air leveling),广东 人叫喷锡。就是说，在线路上不要有焊料（Pb-Sn），仅孔和焊盘上铅 锡。 Pb-Sn焊料：Pb：Sn=37：63，或40：60，熔点183℃，190℃ 。 线路上的Pb-Sn焊料一点好处也没有，浪费，焊接时线路上阻焊发趋， 易产生桥连。
5
1.0概述
1.4特点
集成电路离不开印制板。 （IC体现一个国家工业现代化水平，引导电子信息产业发展。而IC的电 气互连和装配离不开印制板）。 • 高新技术产品少不了印制板。 （军事，民用，工业产品，高科技产品，数码相机，手机，汽车卫 星 导航仪，可视电话，平面电脑，摄像机，B超，心电图测试……） • 现代科学和管理体现在印制板。 （多学科，多工艺，多种设备，多工序，多物料，多辅助设备。） （ISO9000，14000，QS—9000，ISO16949，SA—8000， OHAS18000……） （高资金密集，高污染）
•
9
2.0制造方法
2.1 分类。

减去法——以覆铜板为基础，选择性地除去不需要的导电铜箔 而形成导电图形的工艺。 （中国各PCB企业都使用此法） 加成法——在未覆铜箔的基材上，完全用化学方法沉积导电材 料而形成所要求厚度的导电 图形的工艺。 （此法中国行不通，日本等国小部分企业用此法生产）

10
ห้องสมุดไป่ตู้
2.0制造方法
13
2.0制造方法
2.5 水金板，沉金板，沉银板，沉锡板，OSP（Pre—Flux) (1)水金板（Flish gold) 热风整平（喷锡）工艺，焊盘上的Pb-Sn不够平整，SMT贴装 造成困难。而Au可焊性优良，在线路图形、孔、焊盘上全部镀上 镍金，蚀刻后，上阻焊剂，仅留下孔和焊盘是Ni/Au，代替PB— Sn，这就是水金板。 Au层为纯Au，24K，仅作可焊，但很薄，0.05-0.10微米。需镀 镍打底，2—5微米，再镀水金。镀金槽中金含量不多，约为1克/ 升Au，广东、香港人称为水金。这种板叫水金板。 注：PCB插头上镀的是硬金，耐磨，插拔多次，要求一定是硬 度。金缸中含微量钴（或镍、锑）。插头金层厚度IPC二级标准为 0.8微米，而目前很多插头镀金厚度0.1,0.2,0.5微米都有，甚至 也有镀水金的，无厚度，仅金色。
•
6
1.0概述
我国改革开放高速发展了印制板。 （2003年全国PCB产值60亿美元，约500亿RMB，在全球排 位第二，仅次于日本，超过了美国。世界PCB制造中心。上 规模，上规模 ，上档次，上水平，争国际）。 故：PCB——充满希望的产业； 21世纪朝阳工业； 高资金，高科技，高污染，高啰嗦，下订单才 能生产的行业。 长生不老。
3.3双面板流程
分类： • CO2激光机。 • Nd—YAG激光机（铵—钇铝石榴石）。 全球约3000台，四五十万美元/台。几十到几百个微孔/秒。 • Micro-via Hole——微小导通孔，微孔。 Blind Via Hole—— 盲孔。仅延伸到印制板一个表面的导通孔。 Buried Via Hole_——埋孔。未延伸到印制板表面的导通孔。 • 机械钻孔：高稳定性，高可靠，高速，高精度。目前仍然是PCB钻 孔的主流，大一点直径的孔（0.3-6.5mm），厚一点基材的板的钻孔还 得靠机械式的数控钻床。
2.2 图形电镀蚀刻法（Pattern Plating Etch Process） 对导电图形进行选择性电镀。（图1） 流程：（以双面板为例） 下料→钻孔→PTH→板面镀铜→光成象→图形电镀→蚀刻→阻焊+字符 →HAL→E-TEST→FQA→出货 要点： 线路和孔内，图形电镀到铜厚平均≥20微米，+Sn（抗蚀层），退 除干膜，以Sn为抗蚀剂作蚀刻（碱蚀），得到线路图形。退掉表面和 孔内Sn，印阻焊+字符，热风整平，机加工，电性能测试，得到所需要 的PCB。 特点： 工序多，复杂，但相对可靠，可作细线路。 欧、美、中企业大多数用此工艺生产。
1.0概述
HDI（High Density Interconnecting)高密度互连，无卤铅，绿色焊料。阻抗 特性，埋盲孔，Teflon(高频微波），埋入式电阻电容，导通孔塞孔，刚—挠 结合，厚铜箔，金属基材（Al、Cu、Fe），积层…… • HDI 定义： （1）非机械钻孔：孔径≤0.15mm以下，多为盲孔；孔环径≤0.25mm。 微孔或微导通孔。 （2）接点（Connecting），密度≥130点/英寸2，布线密度117 英寸/英寸2 。 （3）线宽/间距≤3mil(0.075mm）。 （4）HDI同Build—up Multilayer (积层多层板）。
16
3.3双面板流程
（1）下料。（Cutting) • 设备：自动下料机，剪床，烘箱，倒角机，磨边机。 • 烘板：FR4，140—150℃，4—8小时，除应力、潮气（有的基板不 烘板）。 • 核对供应商（生益、宏仁、KB、Rogers ……），尺寸，板厚，铜厚， 型号，数量。 • 按工卡上开料图下料。36„*48‟→18“*24”，4PCS。 • 倒边，倒角。（除玻纤环氧碎，防划伤）。 • 隔纸，放框，填写工卡。 • 钻孔用盖板（铝片），垫板。
双面和多层印制板
PCB制造过程及其基本工艺技术
（培训教材）
1
0. 目录
1. 概述 2. 制造方法 3. 工艺流程说明
3.3 双面板流程 3.4 多层板流程
4. PCB 工艺小结，PCB接收 5. PCB 与 CCL
2
1.0 概述
1.1定义：印制板（Printed Board)
•
日本：“形成印制线路的板”叫做“印制线路板”。 装上元器件的印制线路板称作“印制电路板”。 中国：GB/T2036—80。附着于基材表面的，提供元器件电气连接 导电图形的板子，叫印制线路板。 GB/T2036—90，印制电路或印制线路成品板的通称叫印制板。 英文：Printed Board (印制板） Printed Wing Board—PWB。（光、裸板）（UL使用PWB） （不含元件） Printed Circuit Board—PCB。（板子+元器件=PCB）
15
3.0工艺流程说明（图形电镀蚀刻法）
3.1 来料检验 • 板材，Prepreg。 • 钻头、干膜、药水、油墨…… 3.2 产前准备（工程设计） 1）评审客户资料：Email图形、图纸、磁盘、技术能力、规范、交货期、价格 2）MI（制造说明），工卡。排版尺寸，每一工序流程，每一工序技术要求。 3）生产底片（内层、外层、阻焊、字符、塞孔等底片） 4）钻孔磁带。 设备和技术 5）钻测试板。 * 电脑，工作台，软件； 6）铣外形带。 * 激光光绘机； 7）电性能测试夹具。 * 底片显影机； 8）文件包检查（QA）。 * 钻床/铣床； * 投影仪、放大镜。
3
•
•
1.0概述
1.2分类
（1）结构： • 刚性。Rigid PCB。（约占90%） • 挠性。Fiex PCB。（约占10%） • 刚—挠结合PCB。（少量） • 金属基、陶瓷基PCB（刚性）。 （3）用途： • 民用； • 军用； • 工业用。
（2）基材： • 单面：FR1，FR2，XPC（纸+酚醛），CEMI。 • 双面：G10（不阻燃），FR4，FR5，CEM3，PTFE， PPO。 • 多层：FR4，FR5，Pi，BT，PTFE。 （纸基，玻纤，积层+不同树脂） （4）特殊特性： • 高Tg。PCB。 • CTI。（漏电起痕指数）。 • 无卤无铅PCB。 • 高频微波（Dk）PCB。
17
3.3双面板流程
（2）钻孔（Drilling） • 冲出定位孔，上销钉。2-4块/叠。 • 在钻床上安装垫板，待钻孔板，盖板。放不同直径的钻头（按工程 磁带要求）。 • 按钻孔磁带程序钻出不同直径的孔。根据不同孔径，钻机，控制钻 孔参数（转速，进退刀速度，孔数/支钻头，钻孔深度）。 • 钻孔直径，PTH孔=成品孔直径+0.15mm；NPTH孔=成品孔直径 +0.05mm。 • 查孔：红胶片。查直径、位置、毛刺、孔数、堵孔、漏孔、断钻头 孔、没钻穿孔、工具孔（丝印孔、测试孔、微切片孔等）、偏孔， 钻孔粗糙度。 • 机械钻孔：最小约0.1-0.2mm。1-8头数控钻床（通常4-6头）。1518万转/分。500-600次/分。 • 激光钻孔：钻孔直径0.05-0.15mm。专门对付积层多层板（HDI）， 即手机板，数码相机板等。微小导通孔，埋孔，盲孔。专门对付微 18 小孔（0.05-0.10mm）和簿基材。
19
3.3双面板流程
14
2.0制造方法
（2）Pre—Flux,OSP • 预涂助焊剂，或叫有机可焊防护剂。 • 代替Pb—Sn，Ni/Au层。日本盛行。 Pb—Sn有毒。2006.7.1欧盟禁Pb，中国，日本，美国也会同样禁Pb。 OSP是未来的表面涂敷的方向之一。 • 问题：无色。热冲击，焊接多次存在问题。 （3）沉Ag板，沉Sn板。 环保要求，消灭Pb，代替pb—Sn焊料。 沉Ag还是Sn？不同客户不同要求。 （4）沉NI/AU板 • 仅在孔和焊盘上沉上NI（3—5微米），AU（0.05-0.1微米）。 • 代替喷锡，焊盘平整，可焊。但价贵一些。 • 手机板多用沉NI/AU。 （5）2006.7以后，Pb—Sn会逐渐消亡。 替代的是：OSP，沉Sn，Ag, Ni/Au。
（BT—双马来酰亚胺三嗪，PPO（PPE） —聚醚，P1—聚酰亚胺，PTFE—Teflon,聚四氟乙烯）
4
1.0概述
1.3小史 • 发明：Mr. Pau Eisler,奥地利人，20世纪40年代，二次世界大战期间， 光蚀刻工艺法在一个军事电子装置中取得了应用。—“印制电路之父”。 • 中国：1957.4.25《人民日报》第7版，中国第一块单面板诞生，用 在 晶体管收音机上。 发明人：王铁中（成都二机部10所；现电子10所），中国PCB奠基人。 1964年，中国开始作多层板。 • PCB历史约60年。 • 结论：60年历史说明，没有PCB，没有电子电路，飞行、交通、原子 能、计算机、宇航、通讯、电话……这一切都将无法实现。 （1999年世界电子电路大会）
11
2.0制造方法
2.3 板面电镀蚀刻法（Panel Plating Etch Process） 对整个板面和孔进行电镀。（图2） 要点： 1）板材钻孔和PTH后，全板面和孔镀够所需要的铜厚，平均≥20微米。 2）仅在孔和图形上盖上干膜，以干膜作抗蚀层。 3）在酸性蚀刻液中蚀去多余的铜，得到所需要的图形。
•
日本《印制线路板集》作者小林正说： • 如没有电脑和软件，电子设备=普通箱子。 •如没有半导体、线路板和电子元件=普通石头。
7
1.0概述
1.5趋势 • 厚板薄板多层板，微孔细线高Tg，板面尺寸24，企业运行系统化来管 理。 •IC同PCB相互靠拢，相互渗透，紧密配合。 THT—Trough Hole Technology,通孔插装技术。 SMT—Surface Mount Technology,表面安装技术。 TAB—Tape Automated Bonding，带状自动焊（粘）接。 COF—Chip on flex,芯片直接安装在挠性板上。 CSP—Chip Scale package,芯片级封装。 CMT—Chip Mount Technology,芯片安装技术。 MCM—Multi-chip Module,多芯片模块（多个芯片焊接在板子上）。 •PCB线更密（0.05-0.075mm），孔更小（00.05-0.10mm),板更薄，互连 8 密度更高。