铝基板工艺制作流程.pdf

僧川铝基板工艺制作流程目录第一部分:前言&单面铝基板工艺流程第二部分:表面银桥连接工艺流程第三部分:单面双层铝基板工艺流程第四部分：铝基双面线路板工艺流程第五部分:双面多层埋、盲孔铝基板工艺流程僧川第一部分前言&单面板工艺流程僧川?一、什么是PCBPCB就是印制线路板(printed circuit board),也叫印刷 电路板。僧川广义上讲是：在印制线路板上搭载 LSI、IC、晶体管、电阻、电容等电子部 件，并通过焊接达到电气连通的基显。PCA4 一所采用安装技术，有插入安装方式和表面安装方式O狭义上：未有安装元器件，只有布线电路图形的半成品板,被称为印制线路板。僧川二、铝基PCB的分类一般从层数来分为：单面板单面双层或单面多层板双面板或双面多层板多层埋、盲孔板僧川件今曷枣面枫、或面板、a多层印刷铝基线路板：由 三层及以上的 导电图 形层与绝缘材 料加铝板（基板）交替层压粘结在一起制 成的印刷电路板。单面铝基板就是只有一层导电 图 形层与绝缘材料 力口铝板（基板）o什么是单面板覆面板零属板警双面线路铝基板有两层导 电 图 形层与绝缘材料加铝 板（基板）叠加在一起。僧川y单面双层板双层板单层板线路层绝缘层铝基层四层板六层板八层板僧川按表面处理方式来划分:沉金板 化学薄金 化学厚金选择性沉金电金板 全板电金 金手指选择性电金喷锡板 熔锡板 沉锡板沉银板 电银板 沉钿板有机保焊 松香板铝基PCB是怎样做成的?单面铝基板工艺流程开料IQC检查一线路磨板一贴干膜（丝印湿膜）一线路对位曝光一线路显影线路图形检查喷锡、1七银/金工艺（AOI扫描）电镀镇/金工艺V蚀刻去膜 阻焊磨板蚀刻检查（AOI扫一去膜蚀刻电镀镇/金描）CCD钻革巴丝印阻焊一低温烤板f阻焊对位曝光f阻焊显影阻 焊 图 形检查f阻焊高温 固化f丝印 文字f文字 固 化喷锡、化学镇/金工艺化银、化锡、OSP工艺揭膜保护膜喷锡或化学镇/金（不有揭膜）IQC检查 一拉丝保护膜钻孔一成形（电铁V割或冲板V割）-E/T测 试FQC检查FQA抽检一包装 一入库钻孔f成形（电铳V割 或冲板V割）-E/T测 试一OSP（化银、化锡）f QC检查FQC检查 FQA抽检检-包装-入库AAAH4面双层铝基板工艺流程铝板开料（或FR-4双面）一钻孔树脂填孔一烤板一拉丝FR-4双面工艺去毛刺处理f除胶 渣f化学沉铜f全 板电镀QC检查绝缘片、铜箔开料一叠 二令 J3c J5r 成形一钻靶一二次钻孑L铝板工艺二线路磨板f贴干膜一线路对位曝光（第二层线路）一 线路显影f线路图形检查f蚀刻去膜f蚀刻检查f棕 化处理（铝基板拉丝）f 绝缘片开料f 叠板f 热压一 冷压f 压合成形f 钻靶f QC检查一线路磨板一贴干膜 f线路对位曝光（第一层线路）一线路图形检查后 工序 制 作工艺流程与单面铝 基板制 作流程相 同铝基双面线路板工艺流程铝板开料钻孔树脂塞孔拉丝 绝缘 片、铜箔开料叠板热压冷压压合 成形 切边 钻靶 二次钻孔 去毛刺处 理m除胶渣胃化学沉铜m全板电镀rqc检作工艺流程与单面铝基板制作流程相同只是双面制作）双面多层埋、盲孔铝基板工艺流程僧川铝基银桥线路板工艺流程文字前的工艺制作流程与前几种工艺制流程EJ f印刷桥油（热固油墨）高温自化f印刷银油f高温固化f印刷保护油（热固油墨）高温固化f印刷文字f文字固化后工序制作流程与前面几种工艺 制作流程相同二、流程简介（一）开料板工序来料开料次局板来料：由导热材料或半固化片与铜 箔 压合在铝板上而成用於铝基PCB制 作的原材料，又称铝基覆铜板。开料：开料就是将一张大料根据不同拼板 要求用机器切成小料的过程。开料后的 板边尖锐，容易划伤手，同时使板与板 之间 擦花，所以开料后再用 磨边机磨边。大局板：i.火局板目的：.消除板料在制作时产生的内应力。提高材料的尺寸稳定性.去除板料在储存时吸收的水份，增加材料的可靠性。2.义局板条件：150 c义局板44、时，叠板厚度通常50厘米一叠上转移工序1.什么是湿膜？什么是干膜？V 抗食虫刻膜层湿膜（又称感光线路油）、感光干膜它们都 是一种感光材料，该材料遇到紫夕卜先后发生聚合 反应，形成较为稳定的影像，不会在弱碱下溶解,而未感光部分遇弱碱溶解。PCB的觎生部是利用该材料的这一特性.将客 图形资，2002/12/272002/12/27 11：35。口2湿膜和干膜的工艺流程：D.湿膜制作:线路磨板丝 印 湿膜低温烤板 对位曝光显影D.干膜制作：线路磨板压干（贴）湿膜对 位曝光显影僧川曝光加工板显影后板蚀刻后板褪膜后板涂覆感光膜板底片感光球路油Cu绝缘层铝基材3.工艺流程详细介绍：线路前虑理：前虑理的作用：去除铜面氧化、脏污和粗化 铜面，便于感光路油附着在铜面上。前虑理的种类：化学磨板和酸性磨板。.化学磨板工艺：除油水洗一微蚀水洗一酸洗一压力水洗一强风吹干一热风干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。懵川.化学磨板工艺：酸洗一水洗一刷板水洗压力水洗一强风吹干一热风干以上关键步骤为酸洗和刷板段，原理是铜 表面发生氧化还原反应，形成粗化的铜面。僧川内印:条余印的作用：是条系印械通谩I印刷符源膜感光路油 站在粗化的铜 面上。僧川曝光：曝光的作用是曝光机的紫外线通过底片使菲林 上部分图形感光，从而使图形转移到铜板上。iiimm瞽感阚路油一基材僧川显影的作用：是将未曝光部分的干菲林去掉，留下感光的部分。显影的原理：未曝光部分的感光材料没有发生聚合反应，遇弱 碱Na2cO3（0.8-1.2%）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。蚀刻：蚀刻的作用：AdbAd是将未曝光部分的铜面蚀刻掉。食虫刻液(etchant)蚀刻的原理:tCu+Cu Cl2 2Cu Cl 2CuC1+HC1+H2O2-2CuC12+2H2O2CuC1+HC1+1/2O2 2CuC12+H2O僧川褪膜：褪膜的原理：是通过较高浓度的NaOH(3-5%)将保护线路 铜面的菲林去掉，NaOH溶液的浓度不能太高，否 则容易氧化板面。去墨液M M M M M M；M M(ping)（三）AOI工序AOI-Automatic Optical Inspection中文为自动光学检查仪.该机器原理是利用铜面的反射作用使板 上的图形可以被A0I机扫描后记录在软件中,并通过与客户提供的数据图形资料进行比较 来检查缺陷点的一种机器，如开路、短路、曝光不良等缺陷都可以通过A0I机检查到。僧川（四）棕化工序棕化的作用:棕化前棕化后棕化工序的作用就是粗化铜表面，增大结合面积,增加表面结包。”棕0FV机绍棕化工艺原理：在铜表面通过反应产生一种均匀，有 良好粘合特性及粗化的有机金属层结构（通常形成铜的络 合物）。本公司目前采用棕化工蓼。优点：工艺简单、容易控制；pJ棕化膜抗酸性好，不会出现粉红圈缺陷。I缺点：结合力不及黑化处理的表面。两种工艺的线拉力有较大差异。田（五）排压板工艺工艺简介：压板就是用半固化片将外层铜箔与内层，以及各内层与内层之间连结成为一个整体，成P.P.为多层板。金同箔copper foil僧川工艺原理：利用半固化片的特性，在一定温度下融化，成为液态填充图形空间处，形成绝缘层，然后进一步加热后逐步固化，形成稳定的绝缘材料，同时将各线路各层连接成一个整体的多层板。什么是半固化片?Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写。是树脂与 玻璃纤维载体合成的一种片状粘结材料。树脂一通常是高分子聚合物，一种热固型材料。目前常用的为环氧树脂FR-4。川川它具有三个生命周期满足压板的要求：A-Stage：液态的环氧树脂。又称为凡立水（Varnish）B-Stage：部分聚合反应，成为固体胶片，是半固化片。C-Stage：压板过程中，半固化片经过高温熔化成为液体,然后发生高分子聚合反应,成为固体聚合物，将铜箔与基材粘结在一起。成为固体的树脂叫做C-Stage。Resin-树脂Varnis h-胶液PrepregLaminate僧川COVERPLATE倭板）KRAFT PAPER（牛皮馅氏）SEPARATE PLATE碗板）（半固化片）PREPRE（内眉东泉路板）pcb 怎同箔）COPPER FOIL*KRAFT PAPER（牛皮尔氏）CARRIERPLATE僧川工艺条件：lo提供半固化片从固态变为液态、然后发生聚合反应所需的温度。2o提供液态树脂流动填充线路空间所需要的压力。3O提供使挥发成分流出板外所需要的真空度。（六）疑靶、靶及修遏1.至先靶：用至先靶械揩檬靶位的铜皮金先以累直露出金赞靶日寺所利用的檬靶.2.金赞靶：用金赞靶械通谩檬靶自勤定位金赞出檬靶3 c编金赞孑5寺提供定位孑L修边：根据MI要求，将压板后的半成品板的板边修整到需要的尺寸僧川第二部分夕卜层前工序僧川一、外层工艺流程图解（前工序）钻孔沉铜板面电镀蚀板，干菲林图型电镀僧川二、流程简介（一）钻孔0 在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置 及大小均需满足客户的要求。次 实现层与层间的导通，以及将来的元件 插焊。次 为后工序的加工做出定位或对位孔懵川基本物料:铝片管位钉 底板 皱纹胶纸钻咀钻机的工作原理:钻机由CNC电脑系统控制机台移动，按所 输入电脑的资料制 作 出客户 所需孔的位置。控制方面分别有X、Y辆坐标及Z轴坐标，电脑控制机台适当的钻孔参数，F、S、R、D 等，机器会自 动按照资料，把所需的孔位置钻 出来O成孔的其他方法：二镭射钻孔冲压成孔锣机钛孔the drilled blank川川（二）沉匐I、全板电镀copper的：用化学的方法使钻孔后的板材孔内 沉积上一层导电的金属,并用全板电镀的 方法使金属层加厚，以此达到孔内金属化 的目的，并使线路借此导通。僧川流程：磨板 n除胶渣n沉裕I n 全板电镀n 下 工序僧川(1)磨板:入板机械磨板=超声波清洗n=高压水洗n烘干n出板僧川作用：在机械磨刷的状态下，去除板材表面的氧化层及钻孔毛刺。僧川(2)除胶渣:膨胀剂n水洗除胶渣n水洗=中和n水洗用川(3)孔金属化:化学沉铜(Electroless Copper Deposition),俗称沉铜,它是一箱自 催化的化学氧化及还原反应，在化学镀 铜过程中CM+离子得到电子还原为金属 铜，还原剂放出电子，本身被氧化。化 学镀铜在印刷板制造中被用作孔金属化,来完成双面板与多面板层间导线的联 通。僧川流程：膨月民n 水洗 n 微蚀n 水洗n预浸n水洗n活化n水洗 n 还原n 水洗 n 沉铜 n 水洗僧川(4)全板电镀:全板电镀是作为化学铜层的加厚层,般化学镀铜层 为0.02-0.lmil而全板电镀则是0.3-0.6mil在直接电镀中全板用作增加导电层的导电性。僧川全板电镀的溶液成分1）、硫酸铜CuS042）、硫酸3）、氯离子4）、添加剂原理镀铜液的主要成分是CuS()4和H2so4，直接电压作用下，在阴阳极发生如下反应:+CuPCBCu=-=三=-=F=-一百镀液镀液阴极:Cu2+2e-Cu 阳极 Cu-2e-Cu2+（三）干菲林的：即在经过清洁粗化的铜面上覆上一 层感光材料，通过黑片或棕片曝光，显 影后形成客户所要求的线路板图样，此 感光材料曝光后能抗后工序的电镀过程O僧川流程:上工序n前腹理n贴膜 n曝光n显影n下工序流程：上工序n酸洗n水洗n磨板n水洗n烘干川川(1)、贴膜功用：利用贴膜机，使干膜在热压作用下 粘附于经过粗化处理过的板面上.工艺流程:板面清洁n预热n贴膜n冷却僧川(2).曝光功用：通过紫外光照射,利用黄菲林或 黑菲林，将客户要求的图形转移到制 板上。曝光流程：对位n曝光n下工序川川(3).显影功用：通过Na2c。3水溶液的作用，使未 曝光的干膜溶解,而曝光部分则保留 下来,从而得到后工序所需的图形。影流程：撕保护膜n显影n水洗n烘干僧川,图型电镀:的：将合格的，已完成干菲林图形转移工序的 板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加 厚到可以满足客户要求的厚度，并且以镀锡层 来作为下工序蚀刻的保护层.流程：上板 n 酸性除油 n 微蚀 n预浸n电镀铜n预浸=电镀锡n烘干n下板楙,川川全板金:作用：在之彼加金,既做形的抗触JB,又可具借良好表面涂敷之特性。（五）蚀板:的：通过去除干膜后蚀刻液与干膜下 覆铜面反应蚀去铜面。电路图形因有 抗蚀阻层得以保留，褪去电路图形上 覆锡层而最终得到电路图形的过程称 为蚀刻（碱性）.僧川流程：入板n褪膜n蚀刻=褪锡=下工序僧川(1)褪膜：曝光后干膜属于聚酯类高分子化合物，具 有竣基(-COOH)的长链立体网状结构。与NaOH或专用退膜水发生皂化反应，长链网 状结构断裂，产生皂化反应。在高压作用下，断裂后的碎片被剥离铜面。僧川(2)蚀刻：C1+4 NH3+2CT f Cu(NH3)4C12 Cu(NH3)4C12+Cu 2 Cu(NH3)2C1 2Cu(NH3)2Cl+2 NH4C1+1/2O2 Cu(NH3)4C12+H2O蚀刻反应实质就是铜离子的氧化还原反应：Cu2+Cu-2 Cu1+(3)褪锡：锡与褪锡水中HNO3反应，生成Sn(N03)2,反应式如下：Sn+2HNO3 Sn(N03)2+NO2T僧川第三部分夕卜层后工序僧川一、外层工艺流程图解（后工序）褪膜-蚀刻-褪锡一A绿油-白字,熔锡外形加工沉金/沉锡/喷锡二、流程简介o绿油/白字的：绿油也叫防焊或阻焊，其作用在于 保护PCB表面的线路。白字也叫字符，其作用在于标识PCB 表面粘贴或插装的元件。l ji i i r I(1)板面前处理(Suface preparation)-去除板面氧化物及杂质，粗化铜面 以增强绿油的附着力。(2)绿油的印制(Screen print)通过丝印方式按客户要求，绿油均 匀涂覆于板面。(3)低温低板(Predrying)将湿绿油内的溶剂蒸发掉，板面绿油 初步硬化准备曝光。(4)曝光(Exposure)根据客户要求制作特定的曝光底片贴在板面 上，在紫外光下进行曝光，没有遮光区域的 绿油最终将被冲掉裸露出铜面，受紫外光照 射的部分将硬化，并最终附着于板面。(5)冲板显影(Developing)将曝光时没有遮光区域的绿油冲洗掉，显影 后板面将完全符合客户的要求：盖绿油的部 位盖绿油，要求铜面裸露的部位铜面裸露。(6)UV 固化(UV Bumping)将板面绿油初步硬化，避免在后续的字符印刷等操作中擦花绿油面(7)字符印刷(Component mark)按客户要求、印刷指定的零件符号。(8)高温终温(Thermal curing)将绿油硬化、烘干。铅笔测试应在5H以上为正常IfBfM（二）沉金沉银金也叫无电锲金或沉银浸金 Electroless Nickel Immersion Gold 是指在PCB裸铜表面涂覆可焊性涂层方 法的一种工艺。其目的是：在裸铜面 进行化学镀银，然后化学浸金，以保 护铜面及良好的焊接性能。僧川流程：除油n微蚀n预浸n 活化n化学镀银n沉金（三）喷锡的：热风整平又称喷锡，是将印制板浸 入熔融的焊料中，再通过热风将印制板 的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得一个平滑，均匀光亮的焊料涂覆 层。僧川热风整平可分为两种：a、垂直式b、水平式热风整平工艺包括：助焊剂涂覆一浸入熔融焊料-喷涂熔融焊料一热风整平僧川(3)工艺流程：贴胶带一箭处理 一 热风整平一房处理(清洗)（五）外形加工的：在一块制作完成的线路板上，按 客户要求的轮廓外形大小，把外形加 工制作出来。僧川工艺流程：收板 n DCC发放资料 n 锣板资料n锣板定位孔n进行锣板n检查n清洗n烘干n下工序（最后检查）其它外形制作:A、啤板B、斜边C、手勤V坑（数控V坑等）锣板的工作原理由DNC数控电脑系统控制机台移动，按所输 入电脑的资料，制作出客户所要求的轮廓及外形。控制方面分别有X.Y轴坐标及Z轴坐标，电 脑控制机台XY轴移动及Z轴锣头带动的锣刀，通 过输入锣板资料及适当的参数，F.S.D.R.C等，机 器会自动按照资料，把所需的轮廓形状制作出来锣板的工艺参数锣头的转速S(rpm/min)进给速度 F(feed rate/min)锣刀直径D(diameter)锣刀半彳至补偿值RC(radiu s compensation)叠板块数 PL/STK(panel/stack)锣板检查项目外形尺寸 一一 最底的一件100%测量外形的尺寸坑槽尺寸-一 使用塞规100%测量坑槽的宽度锣刀直径-一用卡尺测量锣刀的直径板面质量有否被管位钉擦花及有胶迹板边质量 板边是否有未锣穿现象，板边有披锋及尘粉