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PCB工藝流程,看完就懂!

文章來(lái)源: 智力創(chuàng )電路板     閱讀次數:1252     發(fā)表時(shí)間:2022-11-01 09:04:30    

[導讀]:對于設計人員來(lái)說(shuō),我們最主要考慮的是布線(xiàn)的最小線(xiàn)寬、間距的控制及布線(xiàn)的均勻性。因為間距過(guò)小會(huì )造成夾膜,膜無(wú)法褪盡造成短路。線(xiàn)寬太小,膜的附著(zhù)力不足,造成線(xiàn)路開(kāi)路。所以電路設計時(shí)的安全間距(包括線(xiàn)與線(xiàn)、線(xiàn)與焊盤(pán)、焊盤(pán)與焊盤(pán)、線(xiàn)與銅面等),都必須考慮生產(chǎn)時(shí)的安全間距。

1、開(kāi)料(CUT)

開(kāi)料是把原始的覆銅板切割成能在生產(chǎn)線(xiàn)上制作的板子的過(guò)程。
首先我們來(lái)了解幾個(gè)概念:

(1)UNIT:UNIT是指PCB設計工程師設計的單元圖形。
(2)SET:SET是指工程師為了提高生產(chǎn)效率、方便生產(chǎn)等原因,將多個(gè)UNIT拼在一起成為的一個(gè)整體的圖形。也就是我們常說(shuō)的拼板,它包括單元圖形、工藝邊等等。
(3)PANEL:PANEL是指PCB廠(chǎng)家生產(chǎn)時(shí),為了提高效率、方便生產(chǎn)等原因,將多個(gè)SET拼在一起并加上工具板邊,組成的一塊板子。


2、內層干膜(INNER DRY FILM)
內層干膜是將內層線(xiàn)路圖形轉移到PCB板上的過(guò)程。
在PCB制作中我們會(huì )提到圖形轉移這個(gè)概念,因為導電圖形的制作是PCB制作的根本。所以圖形轉移過(guò)程對PCB制作來(lái)說(shuō),有非常重要的意義。


內層干膜包括內層貼膜、曝光顯影、內層蝕刻等多道工序。內層貼膜就是在銅板表面貼上一層特殊的感光膜,就是我們所說(shuō)的干膜。這種膜遇光會(huì )固化,在板子上形成一道保護膜。曝光顯影是將貼好膜的板進(jìn)行曝光,透光的部分被固化,沒(méi)透光的部分還是干膜。然后經(jīng)過(guò)顯影,褪掉沒(méi)固化的干膜,將貼有固化保護膜的板進(jìn)行蝕刻。再經(jīng)過(guò)退膜處理,這時(shí)內層的線(xiàn)路圖形就被轉移到板子上了。其整個(gè)工藝流程如下圖。


對于設計人員來(lái)說(shuō),我們最主要考慮的是布線(xiàn)的最小線(xiàn)寬、間距的控制及布線(xiàn)的均勻性。因為間距過(guò)小會(huì )造成夾膜,膜無(wú)法褪盡造成短路。線(xiàn)寬太小,膜的附著(zhù)力不足,造成線(xiàn)路開(kāi)路。所以電路設計時(shí)的安全間距(包括線(xiàn)與線(xiàn)、線(xiàn)與焊盤(pán)、焊盤(pán)與焊盤(pán)、線(xiàn)與銅面等),都必須考慮生產(chǎn)時(shí)的安全間距。

(1)前處理:磨板
磨板的主要作用:基本前處理主要是解決表面清潔度和表面粗糙度的問(wèn)題。去除氧化,增加銅面粗糙度,便于菲林附著(zhù)在銅面上。

(2)貼膜
將經(jīng)過(guò)處理的基板通過(guò)熱壓或涂覆的方式貼上干膜或濕膜 ,便于后續曝光生產(chǎn)。

(3)曝光
將底片與壓好干膜的基板對位,在曝光機上利用紫外光的照射,將底片圖形轉移到感光干膜上。
底片實(shí)物圖

(4)顯影
利用顯影液(碳酸鈉)的弱堿性將未經(jīng)曝光的干膜/濕膜溶解沖洗掉,已曝光的部分保留。

(5)蝕刻
未經(jīng)曝光的干膜/濕膜被顯影液去除后會(huì )露出銅面,用酸性氯化銅將這部分露出的銅面溶解腐蝕掉,得到所需的線(xiàn)路。

(6)退膜
將保護銅面的已曝光的干膜用氫氧化鈉溶液剝掉,露出線(xiàn)路圖形。

3、棕化
目的:是使內層銅面形成微觀(guān)的粗糙和有機金屬層,增強層間的粘接力。
流程原理:
通過(guò)化學(xué)處理產(chǎn)生一種均勻,有良好粘合特性的有機金屬層結構,使內層粘合前銅層表面受控粗化,用于增強內層銅層與半固化片之間壓板后粘合強度。

4、層壓
層壓是借助于pp片的粘合性把各層線(xiàn)路粘結成整體的過(guò)程。這種粘結是通過(guò)界面上大分子之間的相互擴散,滲透,進(jìn)而產(chǎn)生相互交織而實(shí)現,將離散的多層板與pp片一起壓制成所需要的層數和厚度的多層板。實(shí)際操作時(shí)將銅箔,粘結片(半固化片),內層板,不銹鋼,隔離板,牛皮紙,外層鋼板等材料按工藝要求疊合。


對于設計人員來(lái)說(shuō),層壓首先需要考慮的是對稱(chēng)性。因為板子在層壓的過(guò)程中會(huì )受到壓力和溫度的影響,在層壓完成后板子內還有應力存在。因此如果層壓的板子兩面不均勻,那兩面的應力就不一樣,造成板子向一面彎曲,大大影響PCB性能。

另外,就算在同一平面,如果布銅分布不均勻時(shí),會(huì )造成各點(diǎn)的樹(shù)脂流動(dòng)速度不一樣,這樣布銅少的地方厚度就會(huì )稍薄一些,而布銅多的地方厚度就會(huì )稍厚一些。
為了避免這些問(wèn)題,在設計時(shí)對布銅的均勻性、疊層的對稱(chēng)性、盲埋孔的設計布置等等各方面的因素都必須進(jìn)行詳細的考慮。

5、鉆孔
使線(xiàn)路板層間產(chǎn)生通孔,達到連通層間的目的。
鉆刀

6、沉銅板鍍
(1)沉銅
也叫化學(xué)銅,鉆孔后的PCB板在沉銅缸內發(fā)生氧化還原反應,形成銅層從而對孔進(jìn)行孔金屬化,使原來(lái)絕緣的基材表面沉積上銅,達到層間電性相通。

(2)板鍍
使剛沉銅出來(lái)的PCB板進(jìn)行板面、孔內銅加厚到5-8um,防止在圖形電鍍前孔內薄銅被氧化、微蝕掉而漏基材。

7、外層干膜
和內層干膜的流程一樣。

8、外層圖形電鍍 、SES
將孔和線(xiàn)路銅層加鍍到一定的厚度(20-25um),以滿(mǎn)足最終PCB板成品銅厚的要求。并將板面沒(méi)有用的銅蝕刻掉,露出有用的線(xiàn)路圖形。
9、阻焊
阻焊,也叫防焊、綠油,是印制板制作中最為關(guān)鍵的工序之一,主要是通過(guò)絲網(wǎng)印刷或涂覆阻焊油墨,在板面涂上一層阻焊,通過(guò)曝光顯影,露出要焊接的盤(pán)與孔,其它地方蓋上阻焊層,防止焊接時(shí)短路。

10、絲印字符
將所需的文字,商標或零件符號,以網(wǎng)板印刷的方式印在板面上,再以紫外線(xiàn)照射的方式曝光在板面上。

11、表面處理
裸銅本身的可焊性能很好,但長(cháng)期暴露在空氣中容易受潮氧化,傾向于以氧化物的形式存在,不大可能長(cháng)期保持為原銅,因此需要對銅面進(jìn)行表面處理。表面處理最基本的目的是保證良好的可焊性或電性能。
常見(jiàn)的表面處理:噴錫、沉金、OSP、沉錫、沉銀,鎳鈀金,電硬金、電金手指等。
12、成型
將PCB以CNC成型機切割成所需的外形尺寸。

13、電測
模擬板的狀態(tài),通電進(jìn)行電性能檢查,是否有開(kāi)、短路。
14、終檢、抽測、包裝
對板的外觀(guān)、尺寸、孔徑、板厚、標記等檢查,滿(mǎn)足客戶(hù)要求。將合格品包裝成捆,易于存儲,運送。


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