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印刷電路板的分類及制程

印刷電路板的分類及制程. (一) 簡介. 1. PCB 的含義及作用 含義 PCB 是英文( Printed Circuie Board) 印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。. 作用 PCB 是組裝電子零件之前的基板，它的主要功能是將各种電子零組件，籍由 PCB 所形成之電路設計，達成中繼傳輸之目的，以使各項零組件之功能得以發揮。 2. 重要性(地位)

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  1. 印刷電路板的分類及制程

  2. (一) 簡介 1. PCB的含義及作用 • 含義 • PCB是英文(Printed Circuie Board)印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。

  3. 作用 PCB是組裝電子零件之前的基板，它的主要功能是將各种電子零組件，籍由PCB所形成之電路設計，達成中繼傳輸之目的，以使各項零組件之功能得以發揮。 2. 重要性(地位) PCB能將電子零組件聯結在一起，使其發揮整体功能，因此是所有電子咨詢產品不可或缺的基本构成要件。由于PCB設計品質的良莠，不但直接影響電子產品的可靠度，亦可左右系統產品的競爭力，因此PCB經常被稱為是“電子系統產品之母”或“3C產業之基”。

  4. (二) PCB 的分類 1. 按柔軟度分 (1) 硬式/剛性板 Rigid PCB • 原料 它所用的基材是由纸基（常用于单面）或玻璃布基(常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成的覆銅板。 • 應用 各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板。

  5. (2) 軟性/撓性板 Flexible PCB 原料 它所用的基材通常是软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以我们称这种印制线路板为挠性银浆印制线路板。 應用 電腦的鍵盤，電話呼叫机，照相机，汽車儀表盤等。但這种板材已很少使用。

  6. 2.剛性板又可從外觀上分類 (1) 單面板 Single-sided PCB 含義 單面印有印刷電路的PCB板 基材 紙基覆銅板 應用 主要應用于電視机，收音机，計算机等消費性電子產品(Consumer Electronics).

  7. (2) 雙面板 Double-sided PCB 含義 双面有印制线路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板，我们就称其为双面板。 原料 玻璃布基覆銅板 應用 電腦周邊設備，通訊設備，數值控制設備，傳真机等。

  8. (2) 多層板 Multilayer PCB 含義 用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层,二块单面作外层的印制线路板, 通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板就成为四层, 六层印制电路板, 也称为多层印制线路板。现在已有超过100层的实用印制线路板了。 原料 玻璃布基覆銅板, 复合基覆銅板 應用 個人電腦， 自動交換机，半導体測試設備等。

  9. (三) 原料是什么？---覆銅板 1. 不同覆銅板基材的特性 • 軟性薄膜 性能一般，不适合高新技術的應用 • 玻璃布 熱膨脹系數(CTE)小，尺寸穩定性理論值高，但實踐中其經向和緯向的尺寸穩定性相差較大。 • FR-4環氧樹脂 在多層板的層壓時表現出良好的尺寸穩定性。 • 結論 以上三种物質的高新技術應用性遞增。

  10. 2. 覆銅板的形成 熱壓固化 銅箔 基材

  11. (四)PCB制作流程 1. 單面板的制作工藝 (1)單面板的制作流程 单面印制板：→单面覆铜板→下料→刷洗、干燥→ 网印线路抗蚀刻图形→固化检查修板→蚀刻铜→ 去抗蚀印料、干燥→钻网印及冲压定位孔→刷洗、干燥→ 网印阻焊图形（常用绿油）、UV固化→ 网印字符标记图形、UV固化→预热、冲孔及外形→ 电气开、短路测试→刷洗、干燥→预涂助焊防氧化剂（干燥）→ 检验包装→成品出厂。 (2) 工藝特點-------只有一次銅，其他PCB均有兩次銅

  12. 2. 雙面板的制作工藝 (1)雙面板的制作流程 双面印制板：→双面覆铜板→下料→钻基准孔→数控钻导通孔→ 检验、去毛刺刷洗→化學鍍 (全板电镀薄铜）→检验刷洗→网印负性 电路图形、固化（干膜或湿膜、曝光、显影）→检验、修板→ 线路图形电镀→电镀锡（抗蚀镍/金） 去印料（感光膜）→蚀刻铜→ （退锡）→清洁刷洗→网印阻焊图形常用热固化绿油（贴感光干膜或湿膜、 曝光、显影、热固化，常用感光热固化绿油）→清洗、干燥→ 网印标记字符图形、固化→外形加工→清洗、干燥→电气通断检测→ （喷锡或有机保焊膜）→检验包装→成品出厂。 說明： 以上是我厂商采用的流程，它的成本較高。現在PCB厂商 提倡使用銀貫孔( SILVER VIA)技術。

  13. (2)銀貫孔雙面板制作流程圖示 SOLDER MASK 原板材 BASE MATERIAL 兩面防焊印刷 SOLDER MASK PRINTING NC鑽孔 VIA HOLL DRILLING 銀膠灌孔印刷 SILVER PASTE PRINTING ECHING RESISTOR 兩面線路印刷 PATTERN PRINTING 兩面線路蝕刻 ECHING 這道工序必須連續進行。高濃度的NH3 蝕液可加快蝕刻速率；如能有效降低分解出來的一价銅，蝕刻速度亦可大大加快！ 表面清洗 SURFACE CLEANING

  14. SILVER VIA LEGEND + OVERCOAT 兩面OVER COAT与文字印刷 OVER COATING，SILVER VIA & LEGEGD OVERCOAT 硬化干燥 CURING 沖床 (PUNTHING) 銀電阻檢驗 SAMPLE INSPECTON (CONDUCTIVITY，SILVER VIA) OPEN/SHORT 自動測試 (ELECTRICAL TEST) 表面清洗 (兩面同時進行) SURFACE CLEANING 表面清洗 (SURFACE CLEANING) 碳墨印刷 CARBON PASTE PRINTING

  15. 整面 (SURFACE TTREATMETN & PRE-FLUXING)終檢 (FINAL INSPECTION)包裝 (PACKAGING) 可剝膠的作用是防焊，這在積層多層板的制程中有重要作用：將第二或第三次時才焊接的部分保護起來，要焊接時再剝掉。在二層板中可起保護作用。 可剝膠印刷 (PEELABLE MASK PRINTING) 完 成 啦 ！

  16. 3.多层板工艺流程 (1) 贯通孔金属化法制造多层板工艺流程： →内层覆铜板双面开料→刷洗→钻定位孔→贴光致抗蚀干膜或涂覆光致抗 蚀剂→曝光→显影→蚀刻与去膜→内层粗化、去氧化→内层检查 →（外层单面覆铜板线路制作、B—阶粘结片、板材粘结片检查、钻定位孔） →层压→数控制钻孔→孔检查→孔前处理与化学镀铜→全板镀薄铜→镀层检查 →贴光致耐电镀干膜或涂覆光致耐电镀剂→面层底板曝光→显影、修板→ 线路图形电镀→电镀锡铅合金或镍/金镀→去膜与蚀刻→检查→ 网印阻焊图形或光致阻焊图形→印制字符图形→（热风整平或有机保焊膜） →数控洗外形→成品检查→包装出厂。

  17. (2) 贯通孔金属化法制造多层板工艺的獨特內容 • 金屬化孔內層互聯------盲埋孔技術 (如圖) 使用盲埋孔技術使板材体積減小

  18. 定位系統 (如圖) • 鑽孔与去環氧鑽污 較大孔用于水平垂直定位，稱基准孔；較小孔用于內外層定位，稱定位孔。 X Y

  19. 層壓 單面板 覆粘結片 雙面板 覆粘結片

  20. (五) 主要工藝介紹 • HDI 時代的PCB 技術 • HDI是英文High Density Interconecting的縮寫，意為 “高密度互聯”，是美國人1997年提出來的。同較早日本人習慣叫 “Build-up Multilayer” (積層多層板，簡稱BUM)含義相同。 • HDI印刷板的制造工藝堪稱PCB制造工藝之最，它代表了PCB技術的最高水平。 • HDI PCB的主要市場來自移動電話。党中央和國務院對手机國產化十分重視，當電子部七所98年初制造出首批中國人的手机時，江總書記親自試用，人民日報，中央電視台在頭版頭條作大幅報道。 • 因此要了解PCB的制程，就不能不了解HDI技術。下文將對HDI技術作簡要介紹。

  21. 1. 電鍍和化學鍍鎳/浸金；選擇性鍍金鍍啞(沙金)工藝 傳統工藝 噴錫(熱風整平)----不适用于輕薄，高密度的PCB。 HDI技術 (1) 電鍍 鍍層厚度較薄的稱度水金，較厚的稱度硬金，一般做法是局部鍍硬金。缺點是耗電量大，成本高。 堿性溶液 接近成品的PCB Ni2+

  22. (2) 化學鍍 酸性溶液穩定性高，易于維護，沉積率高。且制作成本較低。特點是制程中對溫度的要求高。 酸性溶液 接近成品的PCB Ni2+

  23. (3)選擇性鍍金鍍啞金------用專門的溶液配方，使金的色澤不光亮，以便于電子工厂裝配時不耀眼。(3)選擇性鍍金鍍啞金------用專門的溶液配方，使金的色澤不光亮，以便于電子工厂裝配時不耀眼。 我國有些企業不能采用電鍍和化學鍍的原因： 沒有完善的設備，尤其是廢液處理設備。(鍍金缸會產生大量的污染)

  24. 2. 激光鑽孔机 傳統机器：數控鑽孔机------難以達到較高的孔密度，定位准确性等。 HDI技術：激光鑽孔机 3. 碳導電油墨------在雙面板或四層板上印完阻焊后雙面再印上一層導電碳圖形，從而形成簡單的積層多層電路板。 LASER

  25. 4.特性阻抗技術IMPEDANCE目的： 通過對多層板層間厚度，線寬，間距，線厚，阻焊，線路側蝕，邊緣的垂直度提出更為苛刻的要求，使PCB達到客戶要求的特性阻抗指標。5. 激光直接成像LASER DIRECT IMAGING，LDI傳統技術： 菲林技術------底片常受到溫度，濕度變化而伸縮，大拼盤尺寸的底片更是難對位；而且容易受到塵埃的破坏。HDI技術： LDI------直接利用CAM工作站輸出的數据，驅動UV激光成像裝置在貼有感光干膜的板面上高速掃描，形成所需要的電路圖。

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