由于PCB制造工藝流程復雜,在智能制造的規(guī)劃和建設(shè)時,需要考慮工藝和管理的相關(guān)工作,進而進行自動化、信息化、智能化布局。
一,工藝流程分類
按PCB層數(shù)的不同,分為單面、雙面、多層板,這三種板子工藝也不太一樣。單面板和雙面板沒有內(nèi)層工藝,基本上是開料-鉆孔-后續(xù)工藝。
1,多層板會有內(nèi)層工藝
1) 單面板工藝流程
開料磨邊→鉆孔→外層圖形→(全板鍍金)→蝕刻→檢驗→絲印阻焊→(熱風整平)→絲印字符→外形加工→檢測→檢驗
2)雙面噴錫板工藝流程
開料磨邊→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍錫、蝕刻退錫→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→鍍金插頭→熱風整平→絲印字符→外形加工→測試→檢驗
3)雙面鍍鎳金工藝流程
開料磨邊→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍鎳、金去膜蝕刻→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→絲印字符→外形加工→測試→檢驗
4)多層板噴錫板工藝流程
開料磨邊→鉆定位孔→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→檢驗→黑化→層壓→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍錫、蝕刻退錫→二鉆→檢驗→阻焊→鍍金插頭→熱風整平→字符→外形加工→測試→檢驗
5)多層板鍍鎳金工藝流程
開料磨邊→鉆定位孔→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→檢驗→黑化→層壓→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍金、去膜蝕刻→二次鉆孔→檢驗→阻焊→字符→外形→測試→檢驗
6)多層板沉鎳金板工藝流程
開料磨邊→鉆定位孔→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→檢驗→黑化→層壓→鉆孔→沉銅加厚→外層圖形→鍍錫、蝕刻退錫→二次鉆孔→檢驗→絲印阻焊→化學沉鎳金→字符→外形→測試→檢驗。
二,內(nèi)層制作(圖形轉(zhuǎn)移)
內(nèi)層:裁板、內(nèi)層預處理、壓膜、曝光、DES連線
開料
1) 開料裁板材
目的:將大料按訂單要求切割成規(guī)定的尺寸(根據(jù)設(shè)計的規(guī)劃要求,將基板材料切割成工作所需的尺寸)
主要原材料:基板、鋸片
基板由銅片和絕緣層壓合制成。根據(jù)要求有不同的板厚度規(guī)格。按銅厚可分為H/H、1OZ/1OZ、2OZ/2OZ等。
注意事項:
a.為避免板邊對品質(zhì)的影響,切割后進行磨邊和圓角處理
b.考慮到膨脹和收縮的影響,裁切板在送入工序前經(jīng)過烘烤
c.切割時必須注意機械方向一致的原則
磨邊/圓角:采用機械打磨去除開料時板材四邊直角留下的玻璃纖維,以減少后續(xù)生產(chǎn)過程中板材的擦花/劃痕,造成質(zhì)量隱患
烤板:通過烘烤去除水蒸氣和有機揮發(fā)物,釋放內(nèi)應力,促進交聯(lián)反應,增加板料尺寸穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和機械強度
控制點:
板材:拼板尺寸、板材厚度、板材類型、銅厚
操作:烘烤時間/溫度、堆疊高度
2)裁板后制作內(nèi)層
作用及原理:
經(jīng)磨板粗化的內(nèi)銅板,經(jīng)磨板干燥,貼上干膜IW后,再用UV光(紫外線)照射。曝光后干膜變硬,不能溶于弱堿,但能溶于強堿。未曝光的部分遇弱堿可以溶解,內(nèi)層電路就是利用該物料的特性將圖形轉(zhuǎn)移到銅面上,即圖像轉(zhuǎn)移。
細節(jié) :(在曝光區(qū)抗蝕劑中的感光活性引發(fā)劑吸收光子并分解成游離基。游離基引發(fā)單體的交聯(lián)反應,形成不溶于稀堿的空間網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。而未曝光部分因未發(fā)生反應可溶于稀堿。利用兩者在同一溶液中具有不同的溶解性能,從而將負片上設(shè)計的圖形轉(zhuǎn)移到基材上即完成圖形轉(zhuǎn)移)。
線路圖形需要高溫濕條件,一般要求溫度22+/-3℃,濕度55+/-10%,以防止菲林變形??諝庵械幕覊m度要求也很高。隨著制作的線路密度的增大及線路越小,含塵量小于等于1萬級以上。
材料介紹:
干膜:干膜光致蝕劑簡稱干膜,是一種水溶性阻劑膜。厚度一般為1.2mil、1.5mil、2mil等。分為三層:聚酯保護膜、聚乙烯隔膜和感光膜。聚乙烯隔膜的作用是當卷狀干膜運輸和儲存過程中,防止柔軟的阻膜劑與聚乙烯保護膜粘在表面。保護膜可以防止氧氣滲入阻劑層,防止其中的自由基產(chǎn)生意外反應引起光聚合反應,未經(jīng)聚合反應的干膜很容易被碳酸鈉溶液沖走。
濕膜:濕膜是一種單組分液態(tài)感光膜,主要由高感光樹脂、感光劑、顏料、填料和少量溶劑組成。生產(chǎn)粘度10-15dpa.s,具有抗蝕性、抗電鍍性。 ,濕膜涂覆方法有網(wǎng)印、噴涂等方法。
工藝介紹:
干膜成像法,制作過程如下:
前處理-壓膜-曝光-顯影-蝕刻-去膜
前處理
目的:去除銅表面的污染物如油脂氧化層等雜質(zhì),增加銅表面的粗糙度,方便后續(xù)的壓膜工藝
主要原材料:刷輪
前處理方法:
(1)噴砂研磨法
(2)化學處理法
(3)機械研磨法
化學處理法的基本原理:用化學物質(zhì)如SPS等酸性物質(zhì)均勻咬合銅表面,去除銅表面的油脂、氧化物等雜質(zhì)。
化學清洗:
先用堿性溶液去除銅表面的油漬、指紋等有機污垢,再用酸性溶液去除原有銅基板上不阻止銅氧化的氧化層和保護涂層,最后進行微蝕處理獲得干膜 完全粗糙的表面,具有優(yōu)異的附著力。
控制點:
a.磨板速度(2.5-3.2mm/min)
b.磨痕寬度(500#針刷磨痕寬度:8-14mm,800#無紡布磨痕寬度:8-16mm),水磨試驗,烘干溫度(80-90℃)
壓膜
目的:將經(jīng)過處理的基板銅面通過熱壓方式粘貼上抗蝕干膜。
主要原料:干膜、溶液顯像型、半水溶液顯像型、水溶性干膜主要由其組成中含有機酸根,與強堿反應使之成有機酸根類。
原理:轆干膜(貼膜):先將聚乙烯保護膜從干膜上剝離,然后在加熱加壓條件下將干膜抗蝕劑粘貼在覆銅板上,干膜中的抗蝕劑層受熱變軟,流動性增加。通過熱壓轆的壓力和抗蝕劑中粘結(jié)劑的作用完成貼膜。
轆干膜三要素:壓力、溫度、傳遞速度
控制點:
a.貼膜速度(1.5+/-0.5m/min),貼膜壓力(5+/-1kg/cm2),貼膜溫度(110+/-10℃),出板溫度(40-60℃)
b.濕膜涂布:油墨粘度、涂布速度、涂層厚度、預烘時間/溫度(第一面5-10分鐘,第二面10-20分鐘)
曝光
目的:通過光源的作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光基板上。
主要原物料:底片內(nèi)層所用的底片為負片,即白色透光部分發(fā)生聚合反應,黑色部分則因不透光,不發(fā)生反應。外層所用的底片是正片,與內(nèi)層使用的底片相反。
干膜曝光原理:在曝光區(qū)域抗蝕劑中的感光起始劑吸收光子分解轉(zhuǎn)化為游離基,游離基引發(fā)單體發(fā)生交聯(lián)反應,形成不溶于稀堿的空間網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。
控制要點:精確對位、曝光能量、曝光光尺(6-8級覆蓋膜)、停留時間。
顯影
目的:用堿液沖掉未發(fā)生化學反應的干膜部分。
主要原料:Na2CO3
用將未發(fā)生聚合反應的干膜沖掉,發(fā)生聚合反應的干膜則留在板面上作為蝕刻時抗蝕保護層。
顯影原理:感光膜未曝光部分的活性基團與稀堿溶液反應生成可溶性物質(zhì)并溶解掉,從而把未曝光部分溶解下來,而曝光部分的干膜不被溶解。
控制點:
a.顯影速度(1.5-2.2m/min),顯影溫度(30+/-2℃)
b.顯影壓力(1.4-2.0Kg/Cm2),顯影劑濃度(N2CO3濃度0.85-1.3%)
蝕刻
目的:利用藥液把顯影后裸露的銅蝕刻掉,形成內(nèi)層線路圖形。
主要原料:蝕刻藥液(CuCl2)
內(nèi)層蝕刻原理:在內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移過程中,使用D/F或油墨作為抗蝕刻、有抗電鍍或抗蝕刻之用,所以大多選擇酸性蝕刻(干膜/濕膜覆蓋)電路圖形的表面。
防止銅蝕刻:其他暴露在基板上的不需要的銅,將通過化學反應去除,使其形成所需的線路圖形。線路圖形蝕刻完成后再用氫氧化鈉溶液去除干膜/濕膜。
常見問題:蝕刻不凈、過度蝕刻、線幼、開路、短路。
控制點:
a.蝕刻:速度、溫度(48-52℃)、壓力(1.2-2.5Kg/cm2)
b.退膜:44-54℃,8-12% NaOH溶液
目的:用強堿將保護銅面的抗蝕層退掉,露出線路圖形。
技術(shù)與研發(fā):愛彼電路擁有知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。技術(shù)涉及高多層板、超長板、厚銅板、高頻高速板、金屬基板、金屬芯板、HDI板、柔性板、IC載板,剛?cè)峤Y(jié)合板等高端產(chǎn)品。產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)成熟,具備量產(chǎn)能力,可根據(jù)市場需求變化隨時投產(chǎn)。