弄懂pcb工藝流程,也就這幾張圖的事!

1. 開料(CUT)

開料是把原始的覆銅板切割成能在生產線上製作的板子的過程

首先我們來了解幾個概念:

(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效率、方便生產等原因,將多個UNIT拼在一起成為的一個整體的圖形。也就是我們常說的拼板,它包括單元圖形、工藝邊等等。

(3)PANEL:PANEL是指PCB廠家生產時,為了提高效率、方便生產等原因,將多個SET拼在一起並加上工具板邊,組成的一塊板子。

2. 內層幹膜(INNER DRY FILM)

內層幹膜是將內層線路圖形轉移到PCB板上的過程。

在PCB製作中我們會提到圖形轉移這個概念,因為導電圖形的製作是PCB製作的根本。所以圖形轉移過程對PCB製作來說,有非常重要的意義。

內層幹膜包括內層貼膜、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,就是我們所說的幹膜。這種膜遇光會固化,在板子上形成一道保護膜。曝光顯影是將貼好膜的板進行曝光,透光的部分被固化,沒透光的部分還是幹膜。然後經過顯影,褪掉沒固化的幹膜,將貼有固化保護膜的板進行蝕刻。再經過退膜處理,這時內層的線路圖形就被轉移到板子上了。其整個工藝流程如下圖。

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對於設計人員來說,我們最主要考慮的是佈線的最小線寬、間距的控制及佈線的均勻性。因為間距過小會造成夾膜,膜無法褪盡造成短路。線寬太小,膜的附著力不足,造成線路開路。所以電路設計時的安全間距(包括線與線、線與焊盤、焊盤與焊盤、線與銅面等),都必須考慮生產時的安全間距。

(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題。去除氧化,增加銅面粗糙度,便於菲林附著在銅面上。

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(2)貼膜

將經過處理的基板通過熱壓或塗覆的方式貼上幹膜或溼膜 ,便於後續曝光生產。

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(3)曝光

將底片與壓好乾膜的基板對位,在曝光機上利用紫外光的照射,將底片圖形轉移到感光幹膜上。

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(4)顯影

利用顯影液(碳酸鈉)的弱鹼性將未經曝光的幹膜/溼膜溶解沖洗掉,已曝光的部分保留。

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(5)蝕刻

未經曝光的幹膜/溼膜被顯影液去除後會露出銅面,用酸性氯化銅將這部分露出的銅面溶解腐蝕掉,得到所需的線路。

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(6)退膜

將保護銅面的已曝光的幹膜用氫氧化鈉溶液剝掉,露出線路圖形。

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3.棕化

目的:是使內層銅面形成微觀的粗糙和有機金屬層,增強層間的粘接力。

流程原理:

通過化學處理產生一種均勻,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,用於增強內層銅層與半固化片之間壓板後粘合強度。

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4.層壓

層壓是藉助於pp片的粘合性把各層線路粘結成整體的過程。這種粘結是通過界面上大分子之間的相互擴散,滲透,進而產生相互交織而實現,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。實際操作時將銅箔,粘結片(半固化片),內層板,不鏽鋼,隔離板,牛皮紙,外層鋼板等材料按工藝要求疊合。

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對於設計人員來說,層壓首先需要考慮的是對稱性。因為板子在層壓的過程中會受到壓力和溫度的影響,在層壓完成後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,如果布銅分佈不均勻時,會造成各點的樹脂流動速度不一樣,這樣布銅少的地方厚度就會稍薄一些,而布銅多的地方厚度就會稍厚一些。

為了避免這些問題,在設計時對布銅的均勻性、疊層的對稱性、盲埋孔的設計佈置等等各方面的因素都必須進行詳細的考慮。

5.鑽孔

使線路板層間產生通孔,達到連通層間的目的。

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傳說中的鑽刀

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6.沉銅板鍍

(1).沉銅

也叫化學銅,鑽孔後的PCB板在沉銅缸內發生氧化還原反應,形成銅層從而對孔進行孔金屬化,使原來絕緣的基材表面沉積上銅,達到層間電性相通。

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(2).板鍍

使剛沉銅出來的PCB板進行板面、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。

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7.外層幹膜

和內層幹膜的流程一樣。

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9. 外層圖形電鍍 、SES

將孔和線路銅層加鍍到一定的厚度(20-25um),以滿足最終PCB板成品銅厚的要求。並將板面沒有用的銅蝕刻掉,露出有用的線路圖形。

10.阻焊

阻焊,也叫防焊、綠油,是印製板製作中最為關鍵的工序之一,主要是通過絲網印刷或塗覆阻焊油墨,在板面塗上一層阻焊,通過曝光顯影,露出要焊接的盤與孔,其它地方蓋上阻焊層,防止焊接時短路。

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11.絲印字符

將所需的文字,商標或零件符號,以網板印刷的方式印在板面上,再以紫外線照射的方式曝光在板面上。

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12.表面處理

裸銅本身的可焊性能很好,但長期暴露在空氣中容易受潮氧化,傾向於以氧化物的形式存在,不大可能長期保持為原銅,因此需要對銅面進行表面處理。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。

13.成型

將PCB以CNC成型機切割成所需的外形尺寸。

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14.電測

模擬板的狀態,通電進行電性能檢查,是否有開、短路。

15.終檢、抽測、包裝

對板的外觀、尺寸、孔徑、板厚、標記等檢查,滿足客戶要求。將合格品包裝成捆,易於存儲,運送。



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