电路板工序

菲林制作
菲林检查
曝光
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。
PCB制作流程
贴膜
干膜 Cu 基材 底片
曝光
显影
线路蚀刻
蚀刻
褪膜
PCB制作流程 线路蚀刻
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。
牛皮纸剪裁：通过剪床剪为所需的尺寸。 牛皮纸剪裁 预叠：将内层板，半固化片，铜皮，钢板 ，牛皮纸按顺序的要求管位，逐层叠合。
预叠
钢板清洁处理 压板
PCB制作流程 压合（pressing)
压合前处理
热压机压合
压合后成品
PCB制作流程

压合流程定义：
将已管位预叠的排板料，通过高温高压条件的作用下，将 各内层板，半固化片以及铜箔粘结在一起，制成多层线路 板的制作工序，将称之为热压合法。
影像转移（Image transfer)
线路蚀刻（Circuitry etching) 光学检查（AOI)
压合（Pressing)
钻管位孔（X-Ray) 修边（Edge trimming)
PCB制作流程
定义：将覆铜板裁剪为所需的尺寸
锔料（Baking) 锔料：为了消除板料在制作时产生的内应力。 令到板料尺寸（涨缩性）稳定性加强。去除板 料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。 切料：将一张大料根据不同板号尺寸要求切 成所需的生产尺寸。 锣圆角：为避免在下工序造成Handling 及品 质问题，将板料锣成圆角。 打字唛：将生产板的编号资料附印在板边， 令各工序能识别与追溯不同的板号。
PCB制作流程

排板流程（Mass Lam)：
剪裁铜皮 切半固化片
剪裁铜皮：将铜皮剪为所需的尺寸。 切半固化片：将半固化片剪为所需的尺寸。 半固化片冲定位孔：根据预叠使用的管位 孔的距离，数量，位置及大小冲孔。
半固化片冲定位孔
板材打鸡眼钉
板材打鸡眼钉：在预叠使用的管位孔位置 进行层间管位 。 钢板清洁处理：通过机械研磨方法，清除 预叠前使用的钢板表面胶渍，轻微花痕。

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。
外层制作流程
孔内沉铜流程
整 孔
水 洗
微 蚀
水 洗
预 浸
水 洗
活 化
水 洗
沉 铜
水 洗
还 原
水 洗
外层制作流程
孔内沉铜流程

孔沉铜作用：
线路蚀刻

蚀刻的作用：
是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。

蚀刻的原理：
Cu+CuCl2
2CuCl
2CuCl2 +2H2O
2CuCl+HCl+H2O2
2CuCl+HCl+1/2O2
2CuCl2+H2O
PCB制作流程

冲孔的原理：
是利用CCTV的对目标点的定位及对焦，通过冲针的作用冲出所需孔位， 给予后工序的光学检查及排板工序使用。
外层制作流程

全板电镀流程：
后
处 洗 铜 洗 理
酸
镀
水
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。

工艺条件：
• 提供半固化片从固态变为液态、然后发生聚合反应所需的温度。 • 提供液态树脂流动填充线路空间所需要的压力。 • 提供使挥发成分流出板外所需要的真空度。
PCB制作流程
钻管位孔

X-Ray钻孔：
通过机器的X光透射，通过表面铜皮投影到内层的 标靶，然后用钻咀钻出该标靶对应位置处的定位孔。 定位孔的作用： • 多层板中各内层板的对位。 • 同时也是外层制作的定位孔，作为内外层对位一 致的基准。 • 判别制板的方向。
PCB制作流程

排板压合的种类：
• 大型排压法。（Mass Lam) 将各内层以及夹心的半固化片，先用铆钉予以管位铆合，外 加铜皮后再去进行高温压合，这种简化快速又加大面积之排 压法，还可按基板式的做法增多“开口数”（Opening)，既 可减少人工并使产量增加的方法，称之为大型排压法。 • 梢钉压板法。（Pin Lam) 将各内层板，半固化片以及铜皮，先用梢钉予以管位，预叠 后再去进行高温压合，这种小面积之排压方法，称之为梢钉 压板法。
打字唛位置
外层制作流程
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。
外层制作流程
钻孔（Drilling)
除胶渣/孔内沉铜（PTH) 全板电镀（Panel plating) 图像转移（Image transfer) 图形电镀（Pattern plating)
PCB培训教材 一、多层线路板基本结构 二、PCB制作流程
三、内层制作原理
四、外层制作原理
五、表面处理介绍
多层线路板基本结构
板料剖析图如下：
以4层板为例：
导通孔 信号线层 L1：铜层 L2：铜层 L3：铜层 L4：铜层 分隔层（玻璃纤维+环氧树脂）
铜层 信号线层
PCB制作流程
内层制作工序

定义： 利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层

冲孔的精度要求：
一般冲孔的精度要求为：小于或等于2mil。

冲孔板的图例：
Punching hole
Target hole
PCB制作流程

自动光学检查的定义：
自动光学检查通常简称为AOI,是利用普通光线或镭射光配合电脑程式， 对电路板面进行平面性外观的视觉检查，以代替人工目检的光学设备。

自动光学检查的原理及应用：
PCB制作流程
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。
辘膜（贴干膜）
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。
线路蚀刻（Circuitry etching)
防焊油丝印（Solder mask) 表面处理（surface treatment) 外形轮廓加工（profiling) 最后品质控制（F.Q.C)
外层制作流程
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。
Matte Side
Drum Side
PCB制作流程

排板使用的半固化片：
半固化片（Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写）是树 脂与载体合成的一种片状粘结材料。 A.树脂:是一种热固型材料，为高分子聚合物，目前常 用的为环氧树脂。
B.玻璃纤维布(Glass fabric)：是一种无机物 经过高温融合后冷却成为 一种非结晶态的坚硬 的，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的补强材 料。
外层制作流程
钻孔工序（Drilling)
客户资料 合格 QE检查 PE制作 标签
钻咀翻磨
钻孔生产
钻带发放
PE制作胶片 及标准板Fra bibliotek绿胶片检孔外层制作流程
钻孔工序（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
钻孔：通过钻带的资料，选取要求的钻咀， 按叠数的规定进行。
该机器原理是利用铜面的反射作用使板上的图形可以被AOI机扫描后 记录在软件中,并通过与客户提供的数据图形资料进行比较来检查缺 陷点的一种机器，如开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过AOI机 检查到。
PCB制作流程

黑氧化流程： 上 板 除 油 水 洗 微 蚀 水 洗
预 浸
黑 化
水 洗
热 水 洗
烘 干

显影的作用：
是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。

显影的原理：
未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱碱Na2CO3（1.0%)溶解。 而聚合的感光材料则留在板面上，保护下面的铜面不被蚀刻药水溶解。

显影的反应式：
CO CO
1%Na2CO3
CO CO
OH OCH3
ONa OCH3
PCB制作流程
显影
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。
蚀刻：是将未曝光的露铜部份铜面蚀刻掉。
蚀刻
褪膜
褪膜：是通过较高浓度的NaOH（1-4%）将 保护线路铜面的菲林去掉。 冲孔：通过设定的标靶，冲出每层统一位置 的管位孔，为下工序的排板管位使用。
冲孔
PCB制作流程 线路蚀刻
板料图形及覆铜膜对位，在受控热力的配合下
形成层间压合，经修边处理后完成内层制作流
程，为外层线路之间的导通提供依据。
PCB制作流程
多层线路板制作，包括两大部分：
内层制作工序 外层制作工序
PCB制作流程
PCB内层制作流程：
开料（Board Cutting) 前处理（Pre-treatment) 铜面粗化（B.F or B.O) 排板（Lay up)
Cu2+H2O
解决方法：提高黑化膜的抗酸能力。引入新的工艺流程。
PCB制作流程

棕化流程：
微蚀
（+水洗）
微蚀：增加铜面附着力，达至粗化铜面的效 果。 除油：通过碱性化学物质将铜面的油性物 质，氧化膜除去。 预浸：为棕化前提供缓和及加强药物的适应 性前处理。 棕化：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）。 热风吹干：将板面吹干。
除油
（+水洗）
预浸
（+水洗）
棕化
（+水洗）
干板
PCB制作流程

棕化工艺的比较：
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。
PCB制作流程

排板使用的铜箔 ：
PCB行业中使用的铜箔主要有两类：电镀铜箔及压延铜箔。 通常使用的为电镀铜箔，一面光滑,称为光面(Drum Side), 另一面是粗糙的结晶面,称为毛面(Matte Side)。
PCB制作流程

X-Ray钻孔图示：
钻孔管位孔 一般为3.175mm
认方向孔
示意图
实物图

修边，打字唛：
根据MI要求，将压板后的半成品板的板边修整到需要的尺寸。
SAMPLE
TRIM EDGE

打字唛：
在制板边（而不能在单元内）用字唛机，将制板的编号、版 本、打印在板面上以示以后的工序区别。
制板给到外层制作
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。
外层制作流程
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。
外层制作流程
钻孔工序（Drilling)
钻孔
够Hits数
翻 磨
清洗后标记
钻孔质量直接影响VIA的孔金属化效果。钻孔质量受以下因数制约： 钻床、钻嘴、工艺参数、盖板及垫板、加工板材、加工环境
外层制作流程
孔内沉铜
膨
水
除 胶
水
中
水
胀
洗
渣
洗
和
洗
外层制作流程
孔内沉铜
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
翻磨钻咀
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。
外层制作流程
钻孔工序（Drilling)

钻孔使用的物料：
钻咀 钻咀胶套 底板 管位钉 皱纹胶纸
基本物料：
铝片

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。
切料（Laminate Cutting)
锣圆角（ corner Rounting)
打字唛（ Mark stamping)
PCB制作流程

反应机理：
前处理工序（Surface Pre-Treatment)
以上关键步骤为微蚀段，原理是铜表面发 生氧化还原反应，形成粗化的铜面。
基本反应：Cu Cu2+
落 板
PCB制作流程

黑氧化/棕化的作用：
黑氧化或棕化工序的作用就是粗化铜表面，增大结合 面积，增加表面结合力。
黑氧化前
黑氧化后
PCB制作流程

黑氧化流程缺点：
黑化工艺，使得树脂与铜面的接触面积增大， 结合力加强。但同时也带来了一种缺陷：粉红圈。 粉红圈的产生： 黑氧化层的 Cu2O & CuO H+