PCB工艺流程培训教材.docx
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PCB工艺流程培训教材
PCB工艺流程培训教材
(第三版)
全线流程
一、线路板制造工艺基础
首先,有方框图表示线路板制造的基本工艺流程:
线路电镀内层制造
外层干膜内层制造
沉铜
钻孔
压板
内层制造
局板
开料
包装付运内层制造
最后检查内层制造
电测试内层制造
啤锣板内层制造
喷锡内层制造
湿绿油内层制造
蚀板
双面板从开料和局板后,就直接进入钻孔工序。
以下介绍各个工序:
1.开料
1.1切板
目的
按照订单要求,将大料切成MI规定的大小。
程序
开箱取料,将板送入预先界定位置的切床上,确保安全无误后,踩脚掣
把切好的板放在一边。
注意事项:
切刀要锋利,尺寸要准确,分清横直料,切勿擦花板面,更勿将手带入刀
下。
1.2打字唛
目的
说明生产板的型号,如2P40116A0
2表示生产的分厂为D2;
P表示生产板;
4表示四层板;
0116表示该四层板的编号;
A表示客户的版本;
0表示本厂的版本;
程序
装好字模,试打一件,如字唛清晰,则可继续打下去,否则要换新的字
模。
注意事项
字唛要打在指定的位置,力度要适中。
1.3磨板边和圆角
目的
防止刺伤手指和擦花其他板。
程序
用电木板夹住约4厘米厚的板,在机动砂带上磨板边和板角使边光滑
,角圆。
注意事项
要开动吸尘器,并带口罩操作,要清除板上吸附的胶粉,并定时清除机
器及其周围的粉尘。
1.4焗板
目的
赶走水蒸汽和有机挥发物,释放内应力,促进交联反应,增加板尺寸稳
定性、化学稳定性和机械强度。
程序
以每叠高度5厘米为限,将板送入局炉,摆好,在14510之下,局
5小时后,取出冷却。
注意事项
板料与炉边距离须大于10厘米,叠与叠间距离须大于5厘米,要记录温度和进出时间并签名,局板一定要保证每叠板中央的温度高过玻璃转变温度(Tg),而且维持至少二个小时,温度也不能太高,温度过高会导致板黄。
名词解释
玻璃转变温度(Tg)是指非晶体由固体开始转变为液体时的温度,它反
映了环氧树脂在C阶段时的交联程度,Tg愈高交联程度愈高,我厂要求双
功能基树脂的Tg不低过125,四功能基树脂的不低过130
2.内层板的制造
2.1除胶
目的
除去板上原有的和磨边后带来的固化环氧树脂,减少短路。
程序
先用高锰酸钾(KmnO4)的碱性溶液在高温下氧化板面上的固化环氧树
脂,然后再用中和剂将沉积在板上的二氧化锰固体(MnO2)进一步还原成锰
离子(Mn+2)而溶于水在。
注意事项:
高锰酸钾的还原产物之一,锰酸钾(K2MnO4)浓度不可太高,要控制
在25克/升以下,所以要在缸中安装再生器,以便将锰酸钾再生为高锰酸钾。
名词解释
再生器是一种利用电解来进行氧化还原反应的装置,在电解时,锰酸钾
在阳极上变为高锰酸钾。
2.2磨板(幼磨)
目的
磨掉铜面上的保护膜和污物,并使其粗化,表面积增大,达致感光膜在铜面粘
合得好.
程序
首先检查机器运输、磨辘、喷咀、干风有无问题在开工和磨不同厚度的
板之前,先要进行磨痕实验和水破实验,合格后,方可磨板。
注意事项
磨过的板上,不可有火山灰,为此,一定要保证水洗干净,磨好的板
,要尽快辘感光膜,超过五小时就要重新磨板。
名词解释
磨痕实验是将试板送入机中,开动运输带,等走到上下辘之间时,停止
运输带,开动磨辘及其上的喷液,磨一分钟,停辘,送板出来,观察板上的
磨痕,对幼磨来讲,要求是8-12MM,水破实验是将磨好的板浸入干净的水
中,取出来,用手持板边,其上的水膜要求维持至少15秒钟才算合格。
2.3辘感光膜
目的
把感光膜均匀地热压在清洁的板上。
程序
对辘干膜而言,将清洁过的板送入机中,在11010℃温度和30.5巴
压力的热压辘下,将干膜粘在板上,对辘温膜而言,先辘第一面,低温烘板,
接着对第二面辘油和烘板。
注意事项
板面上既不可有胶渍也不可有凹陷,前者会造成短路,后者会造成开路,
辘板时,速度不可过快,因为过快可使膜板间结合得不紧密,导致开路,热压
辘上不可有胶屑,也不可有凹陷,要经常检查并用异丙醇清洁,辘膜板要15
分钟后才可曝光。
名词解释
感光膜,其原料是光敏性的高分子单体,在紫外光辐射下,它们会聚合反
应而形成高分子化合物,感光膜有干的和湿的,干的叫干膜,其构造像三文
治,如下图所示:
保护层(聚酯薄膜)
药膜层
隔离层(聚乙烯薄膜)
隔离层在辘膜之前,就被卷走,保护层在冲板之前,也被揭开,药膜层有三
种主要成份,他们是光敏高分子单体,引发剂、联结剂,联结剂是基干,结
合了前二者,在曝光时,紫外光活化了引发剂,使其引发单体进行聚合和交
联反应,形成高分子物,感光膜对黄光是没感应的,保存它们的方式是用黑
纸包裹,水平放置,要在温度24℃以下,相对湿度50-60%的环境中。
2.4曝光
目的
将母片上的图像转移到感光膜上。
程序
根据曝光尺的试验,选取合适的曝光指数(能量),仔细检查母片,确认
无误后,将其安装在曝光机上,取抗静电辘,清洁母片,再清洁待曝光板,
然后将板置于曝光台上,按上开始掣,在抽真空时,要用胶刮在聚酯薄膜上推
压以赶走空气,曝光结束后,取出有图像的板。
注意事项
高度清洁对辘膜和曝光是极其重要的,所以干膜房是属干净房,工艺要
求人、板、母片和机器都要清洁,房中的东西样样都要清洁,才能有效地减
少开路,操作工必须穿防尘衣和带手套。
在做幼线和密线板图像时,为了得到好的解像率,需用平等光曝光机。
为消除定位的开短路,要做首板,最好选取一批板中的第一件和最后一
件,曝光后拿去冲板,再检查。
名词解释
曝光机是用来产生紫外线的设备,若按其光波的辐射方式,可分为非平
行光曝光机和平行光曝光机,后者适合做幼线和高密度线路的板,曝光机灯
源是高压水银蒸汽灯,对感光膜起反应的波长为320至430纳米,光强度单
位为毫伏/厘米2,若乘以时间(秒)就成为曝光能量,其单位为毫耳/厘米2
光源在使用过程中,会不断衰减,当强度降到一定数值,就要换新的。
曝光尺,是用来试曝光能量的工具,在辘好感光膜的板上放曝光尺后曝
光,再经冲洗,由开始出现完整铜的格数,来判断能量是否合适。
母片,分黑片和红片,黑片是溴化银片,红片是偶氮片,母片粗糙面是
药膜面,容易擦花,所以要粘保护膜,母片的尺寸,受湿度和温度的影响,
尤以湿度影响较大,在二种母片中,红片尤其敏感,胀缩较大。
解像率,又称分辨率,是指感光膜经曝光和冲板后,能够成线的最小线
条的宽度。
干净房,工厂干膜房属一万级的干净房,其标准是在每立方米空中,粒
径大于0.5微米的尘埃含量不可超过10,000粒,气干净房要求的温度为20-
24℃,相对湿度为50-60%。
2.5冲板
目的
将曝光后感光膜上的图像显示出来。
程序
将曝光后的板,揭掉其保护层,送入冲板机,碳酸钠溶液将未感光的膜
溶解掉,留下已感光的膜,此时,母片上的图像已经完全转移到感光膜上。
注意事项
生产前要试露铜点,板曝光后要静置至少15分钟,保证感光膜上的反应
完全,才能进行冲板,但也不可放得太久,超过48小时,就要洗掉感光膜,
重新做起,冲板后,水洗要特好。
名词解释
露铜点,是指板上未感光的膜,开始溶解露出铜时所在位置,用冲板室
长度的百分比来表示。
2.6蚀板
目的
将感光膜上的图像转移到板上。
程序
将显影后的板,送入蚀板机,氨铜药水蚀掉露出的铜,先用氨溶液洗掉
板上残留的药水,再用水洗。
注意事项
板未进入蚀板机前,一定要冲干净,否则要造成蚀不净而短路,在蚀板
作用发生后,无论是蚀板的二价铜抑或被蚀的金属铜都变成一价铜,所以要
不断给药水打气,氧可一。
价铜离子变二价,只有二价的铜氨络离子才能蚀板。
名词解释
底下切U,是指由于侧蚀而减少的线宽,如下图所示:
AB
H
A+B
H
U=F=
2U
蚀刻因素F,是指线高除以底下切。
如果底下切小,则蚀刻因素就大,线路壁就越挺直。
2.7退膜
目的
使感光过的膜退掉而露出板的图像。
程序
让蚀净的板进入退膜机,用氢氧化钠溶液溶解感光膜。
注意事项
退膜时,苛性钠不能太浓,维持在2-4%,药水温度要高些,要在50-60℃,喷压要大些,2巴左右,速度慢些,如此,方可将胶渍洗得干净,使黑化过程。
无论是冲板、蚀板或者退膜、其水洗的喷咀要求是扇形的,喷压2巴左右。
2.8自动光学检查
目的
检查有线路的板,有无问题,如开路、短路、蚀不净、蚀过头。
程序
事先将要检查板型号的有关资料输入电子计算机,再检查板检查站将测
出缺陷的资料传输给修理站的终端机,再由人确认并加以修理,修理后的板
还需再测。
注意事项
待检查板必须十分干净,否则机器会误将尘埃当作缺陷,对于无线路的
板,即接地板,电压板,可用肉眼检查。
2.9黑氧化
目的
使内层板图像表面的铜,变成氧化铜,增大表面,增强其与半固化片的
结合力。
程序
将干净的板上架入线,先经除油、微蚀,继而经预浸而入黑化缸,再经
过处理而出线,烘干之。
注意事项
黑氧化前,感光膜一定要退得相当干净,否则将呈现黑化不良。
除油要温度高些,时间长些,微蚀是用过硫酸钠(Na2S2O3)加少量硫酸
(H2SO4),溶解的铜多了,会降低微蚀能力,黑氧化是用亚氯酸钠(NaCIO2)
的碱性溶液,预浸溶液是用来保护黑氧化溶液的,黑氧化溶液不可和酸性溶
液相混溶,否则会产生有毒氯气。
在黑氧化过程中,产生了二种铜的氧化物,即黑色的氧化铜和红色的氧
化亚铜,前者遇酸迅速溶解;后者遇酸不易溶解,后处理就是尽量溶解板上
的黑色氧化铜,以消除粉红圈的出现,经后处理的氧化层厚度只有原来的1/10
左右,容易擦花,手持时要特别小心。
经黑氧化的板,放置时间不可超过24小时,否则重做,这是因为板上吸
咐的水可溶解空气中的二氧化碳而形成碳酸,碳酸慢慢溶解黑氧化层,影响
其结合力。
在浸缸式生产线中,要用到摇摆、打气和连续泵滤,摇摆的目的,是使
水洗干净、药水均匀、孔中不断有新鲜药水进入,打气的作用,也是使水洗
干净,药水均匀,还可氧化需要氧化的金属离子,如碱性蚀板溶液和沉铜溶
液中的一价铜离子,但是泡沫多或沉淀多的缸,含有不可氧化金属离子(为
二价锡)的缸,是不宜于打气的,用以打气的气体应是无尘无油的,连续泵
滤的作用,是使药水干净和均匀。
名词解释
粉红圈,是指钻孔后,内层板与外面绝缘层之间有裂缝,如酸性溶液进
入该缝,会使沿着孔边的二价铜的氧化物消失而露出铜的颜色。
3.压板
3.1排板
目的
将内层板半固化片和铜膜按顺序排列好,为压板作准备。
程序
先排好内层板和半固化片,如果要压的板是六层或以上,则需用铆钉固
定多个内层板,使其对位,加上半固化片和铜膜后,再用薄钢片来界定。
注意事项
在排板时,铜膜容易沾附胶粉,要用腊布抹干净,薄钢片要求十分平整,
必须先经打磨,否则在压出的板上,会有凸兀或凹陷。
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