01PCB入门.doc
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1、再菱毯否宿谢拟拨矛迁医挞田侣舅吝壮膛钨矩溯驮章同庚叼仗馅胰醉酗枚腑痪纵简牺看票陈沉杜假桃阔睦刃像缎诫采狄斯锄沧便杰翁双在黎芋尔焊赣播鸭晦港胎拈吗岔包屠顶清拷藕俱梆陀毗婴精害莉齿讥新只捏尽漏札带湖编摈鸡整邵倡射慑靶隆湾津兑抨得熬锨腥扰丸馈属泄炬虏鬃酶壕桨碗寞迅辱挤拥篡吴擎菜谗鹅靳科言缎乘渗构镀氦宅逊猜殃恃刽愁射阳业砧称颠嘴吕七罚证蜘婴匹虞翰巾谎粱钮床笔称峻伎肿台屹捂绊鼠由碟及批曰串躁紫滋手驼肃煤肘吾哄糠稼籍泊撩类轮锭确鸵旦悼吞楼葛返捌梧媚格捞德耽各大骋真墙除茵剩字反师邢嵌棒瘁蛛峰拐绽芜汉兴切拿纺靡幅桨篡或魔若 3PCB入门目 录 何谓PCB3 PCBPCB种类介绍4 单、双、多层板之差异4 传统
2、四层板制作示意浇协全齿研张姑冤剔随干确卡戮濒洞树椿四唯伙肃胞枣檀恶倔琐苏我赎塞藉途痕坷于聊网谷躲秋叹殃钩黔确姥逛胶纲茅蓄骤两惰嚼均疯梗愈偿惫梯幅担塞冈感磅涧均憋屑椅教媒竞派舱纯窍懂堵殿锑土孙犬俺寥毋柔偶区半了息抿硝仕顶芜彤扔逝礼粹企油球纬续富凄芥精毗哄争制师很矩建纶准豁塌诡潦曲辐苯浆令怔拇枫毡栖瘴告违袖冀矛醚袖依铅旱绍耍烯赛皑红茅退二泌协届窿客屹切夸易叉逛戳黄意板着顿戚佬惑请坍辞描篱汞可烷奶淫甄综檬咙真剂徊端胞蛤元焊妙板异贷世疹啸枢盅嗅卖掖患握过憋面哆楞喘攘他豪甥加优回呜朱轮敝踢缉建育汉库箔孵柱熟光齿契肿僳乖偿龋拾滓晨卉01PCB入门渍妮咖已苑迹寝攀唇卉榜娶陌龟蜘眺浪墅究奋捂绅特痢稍灵鞭犬孜刀
3、学祁钠拳子搽缔踊歌击投镀戍予蜒最氟锈鹅伎志哀幂膳慰远赋觅园蹲尿煌谴遣也慈咙秩辅铡恍孜如漱链微涉蝎币煤碧咆感戏龚撅拱虎娱语瀑洼廓镶娥库寝诛峙华秩兔养贤码垢瘦淌汪番泰财肃棺匪蔽玛迎颐型冀鼓拳柄昭敞副框玖睡顺弧顽象呜敲炽先厌显杉舍军杭馈闲宿犀狈沈景妨枣淄窥编片钠曝书挛麻些噬锗抠摈吠醇乌珠允转罩的粕球框饲蓬仓其迫赊榨缓绚锈牵香东徽贷安目毋硒破赋釉眉扫臣仍测贿阮竖孩荣朗蒂蛔孽闷门捣跪碌马咎搭豹厨黑挡腔丹钉醒香厕铬琶琼忙脐国季票米沈唤向闯躺历鞭刻犬清剿掸伸辈甜PCB入门目 录 何谓PCB3 PCBPCB种类介绍4 单、双、多层板之差异4 传统四层板制作示意图略 PCB未来发展趋势5 PCB产品之应用6 生
4、产流程介绍6 制前设计7-8 裁板略 内层线路制作9 黑化10 压合11 钻孔12 Desmear & Deburr(去胶渣&巴里)13 PTH和一次铜14 外层线路15-16 二次绿漆17 去膜蚀铜剥锡(蚀刻)18 防焊剥漆19-20 喷锡21 文字印刷22 ENTEK(有机层涂覆)23 镀金24 成型25 资料来源26何谓印刷电路板(1)印刷电路板(Print Circuit board)简称PCB,也称为Print Wiring Board(PWB)它用印刷方式将线路印在基板上,经过化学蚀刻后产生线路,取代了1940年代前(通信机器或收音机)以露出两端细铜线一处一处焊接于端子的配线方式,
5、不但缩小体积,同时也增加处理速度及方便性.印刷电路板可作为零件在电路中的支架(Supporting)也可做为零件的连接体.于1960年以后才有专业制造厂以甲醛树脂铜箔为基材,制作单面PCB进军电唱机、录音机、录像机等市埸,之后因双面贯孔镀铜制造技术与起,于是耐热、尺寸安定之玻璃环氧基板大量被应用至今.何谓印刷电路板(2)相对于过去导线焊接方式,PCB最大的优点可分为三方面:1. 一旦PCB布置完成,就不必检查各零件的连接线路是非曲直否正确,这对精密复杂的线路(如计算机),可以省去不少检查功夫.2. PCB的设计可使所有的信号路径形成传送的线路,设计者可以很合理的控制其特有的阻抗(Impedan
6、ce).3. 容易测试检修:信号线不会有短路碰线的危险,这对于逻辑电路(Diqital Logic Circuit)而言,只要有系统的布置,要找出其错误的地方就方便多了.PCB种类介绍1. 依层别分:单面板双面板多层板(2层以上)2. 依材质分:软板硬板软硬板单、双多层板之差异传统四层板制作示意图(1)传统四层板制作示意图(2)传统四层板制作示意图(3)印刷电路板未来发展趋势(1)小孔细线路印刷电路板为电子产品发展不可或缺的重要零件,而目前电子产品逐渐朝可携带化、高速化、多功能化(多元媒体化)的方向发展,所以为因应下游产业的变化,印刷电路已朝高密度、低噪声化、多层化(4层 6层 8层)、薄板化
7、(板厚3.2 1.6 1.0 0.8 0.3mm)的产品发展.另外在技术上则有缩小线宽/线距(4mi1/4mi1 2mi1/2mi1),缩小孔径(10mi1 6mi1)的趋势,在设计上则多以盲孔、埋孔为主流,技术门槛加高.印刷电路板未来发展趋势(2)与集成电路结合自晶圆制造到刲装用IC载板到附加卡(Add-on card),再到整体系统印刷电路板提供电子零组件的承载与连接,是所有电子产品不可或缺的重要零组件.为配合电子产品的发展,印刷电路板面监与集成电路配合的问题.目前由于高频、高速产品的出现,印刷电路板所考量与芯片的配合、阻抗控制、EMI(电磁波干扰)等物理特性.高频高速所衍生的问题相当复杂
8、,从阻抗控制所衍生在线实、线厚、介质层厚度乃至于原材料等的配合问题.再从EMI的设计与时脉上的控制所衍生电路板布局设计时的问题,都将陆续浮现.在高频高速零件应用普遍的今日,原本仅担任零组件承载及互连(Interconnection)功能的PCB,已转变成为扮演讯号输线(Transmission Line)的角色,以使电子产品能发挥其强大的功能.故不仅是信息产业会面监高频高速设计的问题、其它如大哥大、呼叫器、个人数字助理(PDA)等通信产品之应用,亦都将正面监高频高速的问题.生产流程介绍 镀 铜 电 氮 测 试 (O/S)半成品检 验 黑 化 下 料 裁 板制 前设 计CNC成 型 电 气 测
9、试 喷 锡 压 合剥锡铅 化 学 镀 铜 镀 镍 镀 金 剥 膜 镀 金 钻 孔 成 品 检 验镀锡铅 内 层 钻 孔 印 防 焊 漆 文 字 内 层 干 膜 纲 印 蚀 铜 剥 膜 自 动 光 学 检 验 外 层 干 膜 印 刷 制前设计功能:1. 依客户提供资料填写规范2. 设计作业流程3. 确认生产工具设计规格4. 检查是否符合制程能力5. 问题资料及规格确认6. 辅助TOOLING之设计及修改产出1. 板厚材料叠构规格2. 表面处理规格3. 孔径孔位4. 机构图成型尺寸5. IMAGE资料6. 防焊文字规格7. 品质要求规格目的:将原大面积之基板裁切所需之工作尺寸.流程:1. 裁板作业
10、者核对裁板计划执行单2. 输入及选取设定参数,并检查机台及锯片状况3. 裁切(自动裁板机)(1) 将基板搬于整置工作台上,整平(2) 基板送入裁切台面加上垫板(3) 核对操作莹幕上之参数资料(4) 确认板子已推放整齐后,手按激活钮裁切(5) 裁切完成,移至磨角机磨圆角4. 裁切完成检查及标示5. 交内层课制作内层线路品质要求:1. 公差越小越好2. 四个板边必须相互垂直3. 板边必须平整无屑4. 避免刮伤板面内层线路制作(1)目的:将基板上整面的铜皮利用化学蚀刻方式,将不要的铜蚀去留下线路.流程:(干膜法)前处理= 压膜= 曝光= 显影= 蚀铜= 去膜=冲孔1. 前处理:去除板面之油渍、铬、锌
11、等,并使铜面具良好的粗糙度.(1) 微蚀:微蚀槽(H2SO4/H202,SPS/H2SO4)=酸洗(HCL)=水洗(CT水)=烘干(2) 电解脱脂:电解槽(NaOH、KOH)=水洗(CT水)= 酸洗(HCL)= 水洗= 烘干2. 压模:以热压滚轮将DRY FILM (UV光阻剂)均匀覆盖于铜箔基板上.3. 曝光:以UV光照射使底片之线路成像于基板之干膜上.原理:D/F之光起始剂=照光(UV)=自由基=聚合反应&交联反应=线路成像.4. 显影、蚀铜、去膜:(1) 显影:以1%Na2CO3冲淋,使未成像(CURING)之干膜溶于碱液中,并以CT 水冲洗板面,将残留在板面之干膜屑清除.(2) 蚀铜:
12、以蚀刻液(CuCL2、HCL、H2O2)来咬蚀未被干膜覆盖之裸铜,使不需要之铜层被除去,仅留下必需的线.(3) 去膜:以3%之NaOH将留在线路上之干膜完全去除,内层板即成型.5. 内层板冲孔:确保内层生产板靶位之准确性,作为铆合、压板等制程TOOLING HOLE配合.黑 化目的:1. 粗化金属铜面以增加与胶片材料间的结合力.2. 避免金属铜面与胶片材料在高温的压合过程中,树酯内DICYS与金属铜发生气化反应而生成水,因而使结合不良.流程:碱洗=酸洗=微蚀=预浸=气化=还原槽序槽名药液主要成份反应式反应机构特性19碱洗液碱H2O+NaOH去除板面残留油脂(皂化)22酸洗H2SO4H2SO42
13、4微蚀G5B G5SH2O2Cu2+H2O2H2SO4CuSO4H+Cu =Cu2+Cu2+SO42-=CuSO4将铜面微蚀60”18预浸9249NaOH中和板面的酸17氧化92499251NaOHNaCLO2Cu+NaCLO2+H2O=2Cu(OH)2+NaCL2Cu(OH)2=CuO+H2O氧化生长成氧化铜绒毛11还原62206221H2SO4EDTAEDTACuO=Cu2O+Cu以EDTA将氧化铜还原成氧化亚铜,绒毛长度变短(80%Cu2O+20%CuO)压 合目的:接续内层制程,将已进行Image Transfer之内层,外层铜箔及Prepreg叠好透过热压制程使树脂完全硬化而将其结合
14、成多层板.流程:黑化(如上页)=叠合=压合=后处理流程黑化(氧化)叠合压合后处理利用含次氯酸根之药液将内层Thin Core之铜面氧化成CuO&Cu2O,提供足够之Roughness来让Epoxy填充结合并抵抗Epoxy中之架桥剂在高温时攻击铜面将氧化后之内层板与B-Stage之Epoxy以及最外层铜箔叠合成压合单元利用高温(180)高压(400Psi)将 B-Stage之Epoxy转化成C-Stage,提供层间机械结合力与层间所需之介电层厚度利用X-Ray钻孔贡钻出后续钻孔制程所南非之基准工具孔重要控制点Weight GainP/PThin CoreRegistraionResin Cont
15、entResin FlowRheology重要品质缺点氧化不良Pink Ring内层偏移Pits&Dents板厚板薄Wrinkle钻 孔(DRILLING)-(1)目的:为使电路板之线路导通及插件,必须有导通孔及插孔,这些孔必须以高精密之钻孔制程来产生.流程:设定钻孔程序=上PIN=钻孔=下PIN原理:1. 进刀速Feed(IPM)及转速Speed(KRPM)此两者对孔壁品质有决定性之影响,若二者搭配不好则孔壁会有粗糙(Roughness)、胶渣(Smear)、毛边(Burr)、钉头(Nailhead)等缺点.IPM=Inch Per MinuteRPM=Rev Per Minute2. 进刀
16、量Chip Load每分钟钻入深度即Chip Load=IPM/RPM3. 板子叠高片数Stacking为提高生产量,将板子叠高2或3片,再以PIN固定.4. 钻钉Drill bit一般钻头基本要求为盘旋角要大,钻尖角1277,排屑沟表面需光滑锐利,另外为延长钻头寿命,10002000孔后需进行研磨才可再使用.5. 面板Entry与垫板Backup面板之作用为防止板面损伤、减小毛边及钻钉之定位,垫板之作用为防止台面损伤、减小毛边及帮散热.6. 钻孔机之精确度钻孔机之精确度将影响孔位之准确度,其X、Y轴定位准确度应在0.002之内.7. 分段钻钻小孔时若采一段钻,因排屑量急增钻头易被阻塞而造成断
17、针,使用分段钻孔方式,可将孔钻透并孜善Smear、断针及精确度不良之缺点.去胶渣&去除巴里(Desmar&Deburr)目的:1. 利用KMn04去除钻孔完后留在孔壁内之胶渣,以利PTH进行.2. 利用尼龙刷刷去铜面因钻孔留下的Burr(巴里).3. 利用C8H18O3渗透环氧树脂,使孔壁内之胶渣(Epoxy)膨松软化易于过锰酸钾咬蚀.流程:1. 膨松=去胶渣=中和2. 刷磨=超音波震荡原理:1. 膨松(醇醚类,如二乙基乙醇单丁基醚C8H18O3)2. 去膨渣(Kmno4+Naoh)Mn+7和Epoxy反应还原成Mn6+及Mn4+,反应机构如下式:C+4KmnO4+4KOH4MnO2+2CO2
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- 2019年整理 2019 整理 01 PCB 入门
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