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电路板生产工序 电路板的生产工艺

时间:2022-04-29 09:43:53 来源:PCBA 点击:0

电路板生产工序 电路板的生产工艺

ENIG与表面处理有关的电路基板的制造工序如下所示。

1.FRont end tool data preparation(Gerber前置作业资料处理)

印刷电路板PCB、printed Circuit Board)制作裸板的第一步是确认是否符合从客户发送来的Gerber归档设计能够生产的标淮。一般来说PCB的布线方向及其功能特性是由客户设计的,但是PCB板厂仅负责该制作,所以几乎所有的设计者和制造商之间经常有间隙在板场,经常能看到客户发送来的设计文档不能以现在的处理能力完成。例如,线与线、线与孔、孔与孔之间的间隔太小,生产时容易引起短路,或者线路太细无法切断生产时,在板场会发生所谓的工程问卷EQ((Engineering Question)、DFM、(Design For Manufacture)、“工程沟通报道”因为有可能是客户的特殊需求设计,所以如果随意变更的话(0PCB)有可能达不到设计者的预想。另外,这些工程文章中,包括IC是否能够取消脚部间的焊接防止、导通孔是否使用了防焊接罩或填充铜塞孔等沟通结束后进入下一个生产步骤,将PCB生产的各工序条件从Gerber中取下,例如各层线路、防焊接层、丝绸印制层、表面处理、钻孔资料,发送到各工序的生产线生产,之后说明这些工序。

注1:

Gerber是指定义PCB制作图像通用标淮格式的图像,内容包括内外线路层、防焊接层、丝绸打印层、钻头层等资料,与机构3D设计的IGS级或STEp级稍有类似。更想知道的是,请参照维基百科对Gerber的说明。

2.preparing the photools(基板输出)

雷射在温湿度环境控制下使用基板绘图机绘制电路基板的基板(Film),这些基板在后续的电路基板处理中作为各层线路的影像曝光时的光罩使用,防止焊接的绿漆处理也需要使用基板。各层的线路X?为了正确Y的相对位置,在各基板上开孔雷射,作为后续不同的线路层的定位而使用。

这个后座实际上是透明PET材质的黑色图像印刷出来的,初期是把像纸一样的投影板放在投影仪上,现在已经完全被数码投影机取代了,年轻人应该不知道吧。

3.print inner layers(基板内层电路成型)

铜面酸洗净”铜面表面粗化“干膜”内层曝光”显影

多层电路板(4层以上)的内层结构通常以1张CCLCopperClad Laminate(铜箔基板)注2为材料,大部分CCL以树脂及增强材料为基础,是在两面全面铺上铜箔(Copperfoil)的基材,膜中的作业员取的是CCL,取后的第一步是通过酸洗清洁铜箔表面确保没有其他灰尘或杂质,如有任何一点异物,则影响后续线路,然后机械研磨铜箔表面使其粗糙化,增强干膜和铜箔的附着力,然后在铜箔标面上涂抹干膜。将分别在CCL的两面粘贴了一张内层的线回膜架设在曝光机台上,通过定位孔及吸真空使后座与CCL贴紧,在黄光区内照射紫外线使后座上的未被遮光的干膜产生化学变化CCL上固化最后用显影液除去未曝光的干膜后,此时在胶片中看到的黑色是用于清洗外部曝光的干膜残留处,注意这里使用了“负片材”,其他铜面出现的区域在后一个过程中会被蚀刻。

显影是指用显影液除去未曝光的干燥膜,只留下必要的部分。

注2:

PCB的材料核心是基板材料,基板材料由树脂、增强材料、铜箔三个构成,最一般的基板是CCL。铜箔基板根据基材的材质分为3种,分别是纸基板、复合基板以及FR-4基板3种,其特性和用途也不同,其中FR-4现在是主流。FR-4基板一般应用于计算机的零组件或外围设备,例如主机板、在硬盘等产品中使用的印刷电路板由FR-4基板加工。

详情请参阅“PCB板材的结构和功能的介绍”。

4.Etchinner layers(内层线蚀刻)

蚀刻胶片

强碱性溶液通常用于溶解或蚀刻暴露的铜面。即,除去未被干膜覆盖的铜面。蚀刻时要注意食谱和时间,厚铜箔需要较长的时间和较大的间隙,保持更宽的线路。不仅腐蚀蚀刻时露出的铜面,干膜边缘的铜面也或多或少会腐蚀。接着,用脱膜液除去被铜箔覆盖的硬化干膜,最后CCL只剩下应设计上的线路铜箔。

5.register punch and AutomatICOptICal Inspection(图像定位目标孔)

为了使内层CCL(一般来说inner core和外层铜皮outer layer)能够对准淮确,使用CCD对位,在后座上发现预先设定的靶位,钻探所希望的对位目标孔。打靶孔的动作也必须在所有的内层和外层的线路上工作。这样,在后续的行程中,内外层的铜箔线路可以定位在同一基淮上。

6.Layup and bond迭板压接)

铜表面氧化处理”迭板”压接”捞取铣刀靶

一般来说,首先使用碱溶剂对铜表面进行氧化处理,产生黑色氧化铜,该氧化铜的晶体是针状物,可以用来强化层与层之间的粘结力。

然后,将所制备的内层((core)和膜(pI)以及外层的铜皮重叠,在这里,必须通过预先钻探的定位孔正确地定位内层和外层,然后通过高温高压的压接机相互紧密地结合。

7.Dring thePCB(机械钻头)

钻孔的主要目的是制造导通孔vias)以连接需要各层之间的连通的线路。

在多层板的导通孔中有各种各样的导通要件,在这里仅以最简单的四层板为例进行工序说明,所以不涉及盲孔和嵌入孔。为了节省时间,提高效率,钻头工作可以同时堆叠3块(0PCB),为了避免毛刺的发生,上面铺有铝板,另外,下面放有垫子板,以免钻头直接撞到台面。不限于3张PCB一起工作,在板工厂根据PCB厚度、孔径大小、孔位精度等因素来决定PCB声层叠数。

参照这篇文章,可以理解更多导通孔的说明:PCB名词解释:通孔、盲孔、埋孔

经验表明,钻头的转速、钻头的进给速度、钻头的寿命是影响电路板成形后质量的重要因素,例如毛边的产生会影响后续的电镀质量,进给速度过快会引起玻璃纤维的间隙,导致日后CAF现象。

另外,为了开比雷射高的孔雷射也有能开更小的孔Microvia的,但是费用也相对较高,一般来说在高密度((HDI、High Desity Interconnect)板上雷射,即使是有盲孔和嵌入式孔的板也经常会开雷射孔。

8.ElectrolessCopperdeposition(无电镀铜)

钢渣除去”化学铜”电镀铜

由于钻头的高速旋转会产生高温,所以当高温超过基材的Tg点(玻璃转化温度)时会产生渣,如果不去除,则内层的铜箔不能透过电镀铜形成通路,或者形成通路会变得不稳定。使用蓬鬆剂浸泡1~10分钟,使各种矿渣产生肿胀松弛,利用Mn+7攻击咬食。

接着,用无电解将薄铜层叠在导电性的孔壁上。

9.Image theouter layers(外层压印显影)

其制法是原理铜内层压印显影,但此时版面已经存在PTH(plating Through Hole)。请注意在电影中这次的冲洗是“正片”。还有一种叫做“底片”的方法,这个过程和之前的“底片”的过程很相似。请想想为什么在这里使用“积极”。后面的步骤10和步骤11哟!

10. plating(电镀铜/阻蚀层)

其次,以镀铜的方式,在符合客户要求之前镀入贯通孔,一般要求25um以上。在这种情况下,有干燥膜的地方可以防止镀铜,但是其他的干燥膜覆盖的地方厚度也会增加约25um的铜,请注意。

由于胶片的PCB采用了镀线工艺,所以在镀层的过程中除了电镀铜以外,镀层的最后将金属蚀刻阻膜作为下一个蚀刻过程中的抗蚀剂层进行镀金。将薄锡当抗蚀剂膜镀到胶片上。

11.Etchouter layers(蚀刻外层线)

电路板蚀刻后,外层线路已经成型,与设计的线路相同。在这种情况下蚀刻阻,为了不影响后续的表面处理,必须不需要地除去膜。剥离抗蚀剂层通常用高压喷雾剂进行。

12.Apply soldemask(防止焊接层印刷)

“防焊层”的制作主要目的是区分焊接装配区和非焊接区,还可以防止铜面氧化,达到美观要求。

以为防止焊接是选择性印刷的,但在整个板上印刷防焊涂料,然后进行烘烤,之后也使用基板(Film)进行接触式曝光动作,将基板上的影像转移到防焊涂料上接着,将光罩中未隐藏的部分用UV干燥,使防焊涂料附着在电路基板上,最后进入化学槽,在洗涤光罩的区域,露出可焊接的铜面。

如果是比较简单的防止焊接层和尺寸公差较大的防止焊接的话,可以防止丝网印刷的选择性印刷焊接。

13.Surfacefinishes electroless gold overnICkel(化镍浸金)

ENIG表面处理过程通常先在铜垫上制造化学镍沉积,通过控制时间和温度来控制镍层的厚度。利用刚刚沉积完的新鲜镍活性,将镍垫浸入酸性金水中,通过化学置换反应将金从溶液中置换为垫面,即镍,有些表面的镍溶解于金水。被取代的“金”逐渐覆盖镍层,取代反应自动停止,直至镍层全部覆盖,洗净垫表面的污垢后,处理完成。

14. plated gold edge connectors (电镀硬金)

电镀硬金属于选择性镀层,以提高其耐摩擦性为目的,因此可以看到,在膜上用胶带粘贴不需要电镀硬金的部分,只镀住露出的部分,在膜中仅PCB部分浸入电镀液。

关联阅读:什么硬金、软黄金、电镀金、化金、闪金和完结篇?

15.Silk screen and cure(丝绸印刷)

初期的文字(白漆几乎用丝印完成,丝印的墨填充溶剂具有挥发性,对人体不利,现在也有变更为喷墨印刷的新式文字印刷,非常迅速淮确。无论是丝绸印刷还是喷墨印刷,都需要用烤箱硬化白漆。但是,现在在大陆批量生产的(0PCB)大部分都是用丝绸印刷的。

这个电路板的工序完成了。后面只有电测、分板和包装。

16.ElectrICal test(电气测量)

电路板的测试通常使用飞针测试,数量多的情况下也可以使用针床测试来节省时间,其测量主要是开/短路测试。

17.简介(成形板)

电路基板的外观成型通常使用铣床分板机,CNC通过计算机控制制作电路基板的外形并分板,这里分板从基板尺寸分为拼板Panel。

18. V-cut scoring

需要V-cut的板材时,需要在定义的场所切下V型槽。

19.Final inspection(外观检查包装)

最后的外观检查和包装。

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