PCB流程简介

一般线路板制作流程知识

n全方位了解PCB的工艺流程。

n熟悉PCB工艺流程的基本原理与操作过程。

n探讨无铅制程的疑难技术

第一部分：前言

第二部分：多层线路板基本结构

第三部分：制作流程简介

第四部分：内层制作原理阐述

第五部分：外层制作原理阐述

第六部分：PCB功能性问题分析

nPCB就是印制线路板英文的缩写（printed circuit board），也叫印刷电路板。

一、PCB工艺首先先分为单面板工艺、双面板工艺，多层板工艺（刚性

线路板）；挠性线路板（软板）；软硬结合板。

单面板又根据表面工艺和客户的要求不同，分为普通单面板（如电线插

座等）；假双面板（复杂一点的电话机板）；碳油单面板（简单的计算

器板）；碳油灌孔板（打印机）；碳油线路板（打印机）；银浆灌孔板

（打印机）等；

双面板根据工艺和客户要求的不同，可分为抗氧化板（防氧化板）（汽

车音响）；喷锡板（大部分板都是）；镍金板（复杂的计算器上、高频

板）；沉金板；沉银板；金手指板（一些卡板类，如显卡等）.

多层板是防氧化板和喷锡板为主，常见的用于电脑主机板上，还有一些

高科技产品上，如生命系统、导航系统等；

挠性板我们都知道大部分用在手机上和一些高科技产品上

二、根据PCB制造工艺材料上主要是铜基板、阻焊油墨、标记字符油墨、外形切割而制造成功.

印制板

“对于印制板很多人通常是忽略的，因为印制板一般是先设计后订购，然后装配。但是在装配的过程中往往会出现很多意想不到的问题。印制板需要注意五个问题：板材的要求、镀层的要求、印制板厂加工工艺的变化、SMT工艺的处理和焊盘设计。

首先是板材的要求，无铅板材必须满足的几个关键要素包括：Tg一定要150℃，Td(Min)是非常重要的指标，无铅一般要达到240℃以上（板面温度填填无铅中需要加填料，比如很细的二氧化硅20%，固化剂也发生变化，由Dicy变为PN-cured；加入沙子的目的就是减低印制板在Z轴方向上的热膨胀系数，α1为60，α2为300，Z轴对可靠性的影响在于可能会造成PCB分层和孔断裂。因为Z轴是没有玻璃纤维，只有树脂，在加热过程中迅速膨胀，每一度温度升高很快就会把树脂拉断或产生隐性裂纹，今后造成孔断裂。

第二是对印制板镀层的要求。其可靠性问题主要考虑镀层厚度和黑盘问题。镀层太薄太厚都会影响焊接，黑盘问题是指沉镍的镍层被氧化腐蚀而影响焊接，因此不同客户会根据焊接条件的差异而对印制板厂提出一定的要求。

第三是印制板厂加工工艺的变化。由于更换到无铅制造，新的生产设备如钻机必须具备转速为20万(RPM)，如果原有设备是12万(RPM)转的话，那么生产效率必须降低一半，钻孔速度慢一些，因为太快将造成可靠性问题（如孔粗和灯芯效应）。另外，印制板厂的压合工艺也发生了变化，印制板厂必须进行板子的烘烤(150℃2~4小时)。还需提高铜箔与板材的结合力，加强层压之间的结合力。当然镀通孔工艺也发生了变化，镀通孔的厚度20微米以上。需要无铅条件测试来验证、保证通孔是否好。

此时，SMT加工工艺也要相应做出变化处理，需要注意的事项有：焊接曲线调制的时候要考虑板材是否会分层，峰值温度最好不超过250度，TAL液态温度以上时间60秒以下，曲线最好是有鞍型＋峰值为平顶式，最好不用三角形。另外一个需要注意的是焊前烘烤。焊前烘烤100~120℃1~3小时或2~6小时；根据板的吸潮情况以及环境、储存条件而定。烘烤的目的是消除层压应力，排除印制板吸取的潮气。

印制板需要注意的第五个问题是焊盘设计，焊盘的设计很关键，最好还是要看一看，考察各种元件的焊盘尺寸，便于模板设计。”该案例中几个关键的元件包括Chip元件（零件每个脚都是直角的元件）、QFN（方块平面封装）和BGA（球栅阵列封装）三种。对于尺寸越来越小的chip元件，要求焊盘的绿油开窗尽可能大。QFN主要看其热焊盘，最好是最大面积的接触，否则会造成散热不够。例如一些手机板由于QFN的焊盘设计不合理，造成通话过程手机发热非常明显，这就要求QFN的元件脚不能太小，焊盘

也需相应加大。BGA焊盘不宜太小，否则易出现掉PAD和测试障碍。

L1：铜层

L2：铜层分隔层（玻璃纤维+环氧树脂）

分隔层（玻璃纤维+环氧树脂）

L3：铜层

L4：铜层

nFF

内层制作工序层制作工序

n利用板料基材，通过铜层图形蚀刻，各层板料及覆铜膜对位，在受控热力的配合下形成层间叠合，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。

外层制作工序n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。

n开料（Board Cutting)铜面粗化（B.F or B.O)

前处理（Pre-treatment)排板（Lay up)

影像转移（Image transter)压合（Pressing)

线路蚀刻（Circuitry etching)钻管位孔（X-Ray)

光学检查（AOI)修边（Edge trimming)

n钻孔（Drilling)线路蚀刻（Circuitry etching)

除胶渣/孔内沉铜（PTH)防焊油丝印（Solder mask)

全板电镀（Panel plating)表面处理-（surface treatment)

图像转移（Image transter)外形轮廓加工（profiling)

图形电镀（Pattern plating)最后品质控制

开料工序（Board Cutting)切料切料：将一张大料根据不同板号尺寸要求切

成所需的生产尺寸。

锣圆角锣圆角：为避免在下工序造成擦花等品质问

题，将板料锣成圆角。

磨板或除胶对切板粉尘进行清洗,除去板上胶迹

锔料：为了消除板料在制作时产生的内应力。

锔料（Baking)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。

前处理工序（Surface PreSurface Pre--TreatmentTreatment))

方式：化学磨板

除油除油：通过酸性化学物质将铜面的油性物质，

（+水洗）氧化膜除去。

微蚀微蚀：原理是铜表面发生氧化还原反应，形

（+水洗）成粗化的铜面。

酸洗酸洗：将铜离子除去及减少铜面的氧化。

（+水洗）

热风吹干热风吹干：将板面吹干。

前处理工序（Surface PreSurface Pre--TreatmentTreatment))

n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。

F基本反应：Cu àCu2+

影像转移（Image transterImage transter))涂布（油墨）涂布：通过涂布线将感光油墨均匀的贴附在板

铜面上;油墨厚度:8~12um。

菲林制作菲林制作：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。

菲林检查菲林检查：检查菲林上的杂质或漏洞，避免

影像转移缺陷。

曝光曝光：利用紫外光的能量，使油墨中的光敏

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。

影像转移（Image transterImage transter))

涂布

曝光

显影

蚀刻

褪膜

线路蚀刻（Circuitry etching)

显影显影：通过药水碳酸钠的作用下，将未曝光部

分的油墨溶解并冲洗后，留下感光的部分。

蚀刻蚀刻：是将未曝光的露铜部份铜面蚀刻掉。

褪膜褪膜：是通过较高浓度的NaOH（3-5%）将

保护线路铜面的菲林去掉。

冲孔冲孔：通过设定的标靶，冲出每层统一位置

的定位孔，为下工序的预叠合板使用。

线路蚀刻（Circuitry etching)

n是将未曝光部分的油墨去掉，留下感光的部分。

n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。

n是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。

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