PCB制造流程
一、 内层
1.化学药水清洗:
清理铜表面的油污灰尘。
2.Dry Film Lamination压干膜:
在干净的铜面上覆一层UV感光干膜,
在铜层压板清洁表面上应用紫外线敏感干膜。使用一个全自动切割板层压机(CSL),其中通过控制加热和压力,在铜层压板的两侧覆上干膜。
3.Dry Film Exposure干膜曝光:
通过曝光负片菲林,得到正片图形,在曝光过程中,紫外线能量直接被线路区域的干膜吸收,导致其聚合和硬化。
4.Dry Film Developing干膜显影:
在干膜成像后,未曝光的干膜区域溶解掉,而硬化干膜保持不受影响。
5.Copper Etch蚀刻:
铜上剩余的硬化干膜起到“抵抗”作用,未受保护的铜被化学溶解或蚀刻。
6.Strip Resist 腿膜:
从铜面上剥离硬化的干膜,留下所需铜图案,整个内层图形转移完成了。
7.Post-Etch-Punch(PEP)钻定位孔:
该工艺是用靶位成像系统以非常高的精度定位对位孔和模冲孔。
8.Automated Optical Inspection(AOI)自动光学检查
使用计算机辅助光学检测系统对内层进行检测,以定位图像传输过程中可能出现的任何图案缺陷。
AOI过程使用cam生成的数据文件,机器将扫描的图像与计算机的图像数据进行比较。AOI的好处是提前检测工艺偏差、减少最终测试错误、线宽公差控制。
可在此工序根据客户规范对内层进行维修。
9.Inner-layer Oxide内层棕化:
该工艺旨在在铜电路上有意形成一层氧化铜涂层,以增强表面形貌。这将增加芯板和多层层压中使用的粘合材料之间的粘合强度。
二、 Multilayer外层
Vaccum Press Lamination真空压合
压合是将内层芯板,PP片和铜箔叠合在一起形成多层板的工序。
三、 NC Drilling数控钻孔
1.钻孔是PCB板压合后建立不同的层之间的互连。
2.钻孔是由电脑接收CAM文件包含孔数,孔的大小,和孔的路径来进行加工控制的。
3.工作板先进行切角和板边清理,在钻台上打上工具孔保持板面固定。
4.通常是3层板叠在一起钻孔加上一层保护板。
5.较大的钻头可以同时处理4-5层叠板。
6.刀具管理系统为每个主轴提供多达120个钻头的存储,达到最大冲击时自动更换刀具。
7.每种钻头尺寸的钻头转速和插入速度都会自动调整。
8.通常一个工作板有10000-12000个孔(有些高达30K),钻机大约需要1小时完成。
9.用X射线检查面板内部层的孔对准情况。
10.最小钻孔能力为2mm直径,钻头纵横比为8:1。
Deburring去毛刺
当钻头去除铜时,在孔边缘形成一个小的铜脊,使用磨板机去除毛刺和高压水清除孔中的残渣。
四、 Electroless Copper化学镀铜
除胶渣:钻孔过程中的摩擦使钻头加热,使铜层之间的树脂熔化。当钻头取出时,软树脂会在钻头上涂抹内部导体。涂上的树脂会阻止内部导体的电气连接,必须通过化学或等离子攻击将其移除。
Electroless Copper化学镀铜
这是一种化学金属化工艺,用于在孔壁上对介电材料的表面进行金属化,并在所有暴露的铜表面之间建立电气连接。这个过程是镀上很薄的铜,整个面板表面的易碎纯铜涂层,包括钻孔孔壁和外表面。
五、 Outer Layer Imaging外层成像
Dry Film Lamination压干膜:
就像内层一样,感光干膜是在面板的上下层压的。
Dry Film Exposure干膜曝光:
正图像用于在干膜,注意菲林的暗区覆盖了面板上的孔。将胶片和工作板暴露在紫外线下,并形成了外部图像。
Dry-Film Developing干膜显影:
干膜的未曝光区域被溶解掉。干膜形成一个“通道”,使镀铜图案发生。
六、Wet Processes湿加工
Copper Plating镀铜:
铜被电沉积在干膜所勾勒出的铜箔上和面板的孔中。面板与铜阳极球一起悬浮在酸性铜缸中。直流整流器的电流驱动铜从阳极消耗并沉积在电镀表面,有机化合物也被引入电镀槽以控制沉积速率。
Tin Plating镀锡:
镀铜后,立即在铜表面电镀一薄层(0.003”)锡,锡将充当抗蚀剂保护线路在蚀刻过程的中的损耗。
理想的镀铜厚度是1微英寸的铜层均匀的镀在孔的内壁,板面的铜层通常会厚一些,板面的设计密度不同会出现不同的情况。
Dry Film Strip褪干膜:
去除电镀阻蚀剂干膜,露出下面的基底铜。被电镀的铜仍保留,由锡保护。
Copper Etch铜蚀刻:
裸露的铜是通过蚀刻工艺去除的,而镀锡则起到了抵抗的作用,保护镀铜免受腐蚀。
Tin Strip褪锡:
剥离锡层,露出外部电路。(请注意,剩余的铜由三层组成;基铜、沉铜和电镀铜。)
七、 Soldermask阻焊
1.裸铜上印刷阻焊。
2.阻焊是外层线路的一种绝缘保护涂层。
阻焊层有两个用途:
– to electrically isolate copper features on the surface of the board.
– to protect the coated copper from mechanical and environmental damage.
-以电隔离板表面的铜特征。
-保护铜面免受机械和环境损坏。
Photoimageable Soldermask Application阻焊图形转移应用
- 表面清洁:通过AIO2擦洗面板去除氧化物和污染物。
- 丝网印刷:两面的孔、焊盘和走线将完全覆盖阻焊涂层。
- 烘干:蒸发阻焊溶剂并充分固化,为曝光工序做准备。
- 曝光:PISM的作用类似于干膜,用一个负片图像来创建可焊区域,如SMT焊盘、PTH。在受控环境中,阻焊像做内层外层一样曝光。
- 显影:未曝光的PISM显影,使焊盘外露。
- 热固化:面板经过一个受控的固化循环(300华氏度),以固化阻焊并使其成型,永久性板面固化。
八、Idents丝印
丝网印刷(IDENTS):在电路板完成后,通过丝网印刷将字符印到PCB板上。
九、 Solderable Finishes(HASL and Alternatives)表面处理
“完美”的印刷电路板表面为:
可焊性好
可焊线(金线和铝线)
平整度好
可靠性好
成本效益
环境友好型
保质期长
喷锡(HASL):
由于其良好的电气性能,喷锡是最常用的表面处理。
连续性、良好的保质期和机械粘合性能。
常用的其它表面处理
OSP (防氧化) :有机焊料保护,成本低。
ENIG(沉金): 可焊性好,平面性好,成本高。
Immersion Tin(沉锡) :多用于汽车板。
Immersion Silver(沉银) :与锡面兼容性好,成本高。
ENEPIG(镍钯金) :可焊性好,平面性好,成本可控。
Hard gold (alloyed with nickel or cobalt)硬金(镍或钴合金)
十、 NC RoutingNC锣板
NC锣板:
-从工作板上切割出单个板。
-使用数控锣机,类似于数控钻孔设备
-一般为0.093“刀具(0.030”,0.062“)
V割:
-创建分板图
-X、Y轴控制
-可控制余板厚度
十一、 Q.C. Inspection质量检测
电测:
-开路、短路100%电气测试。
-带定制夹具的通用测试设备
-双面测试
-Gerber数据生成的电气网络列表测试
目视检查:
-根据IPC-A-600检测任何外观缺陷。
(即划痕、碎屑、不平整焊面)
-返工-阻焊修补
-通常100%检查
QC质量控制审核检验:
-所有尺寸的验证:
对位检测
焊环检查
板厚检查
翘曲度检查
-根据客户规范审查产品
-所有金属化厚度的测量(铜、锡/铅、金、镍)
-特殊要求(清洁度、切片、TDR)