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  手指印是造成PCB加工后不良报废和终端用户可靠性劣化的主要原因之一

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“手指印”是PCB加工的一大祸害,也是造成PCB不良报废和终端用户可靠性劣化的主要原因之一.而PCB板制造几乎每个环节都贯穿人工操作,只有制造业界的每一成员养成良好的习惯,杜绝裸手触板,才会减轻手指印对PCB板的危害.  2013年10月8日,中国上海—由 IPC-国际电子工业联接协会®主办、IPC设计师理事会中国分会承办的“一博杯”IPC中国PCB设计大赛,将于12月3-6日在国际线路板及电子组装 华南展(简称:APEX华南展)上举行;参赛选手锁定在企业内具有丰富设计实践经验的专业人士。  PCB加工过程中,每层图形以及最终阻焊层的形成都离不开光敏材料,这些光敏材料包括干膜.阻焊油墨等.图形形成的过程分为三个步骤,整板覆光敏材料.曝光显影.其中曝光是采用紫外光进行的.
     
     

什么是PCB加工

对货物进行再生产就叫加工;受托加工货物,是指委托方提供原料及主要材料,受托方按照委托方的要求制造货物并收取加工费的业务。PCB加工就是线路板厂家按照客户的要求,对线路板进行再生产。

PCB加工流程

  1. 开料原理: 按MI要求尺寸把大料切成小料
  2. 内层:贴干膜或印油,曝光冲影蚀刻退膜内层蚀检就是一个图形转移的过程,通过使用菲林底片,油墨/干膜等介质在紫外强光的照射下,将客户所需要的线路图形制作在内层基板上,再将不需要的铜箔蚀刻掉,最终做成内层的导电线路.
    前处理:磨板 内层干膜内层蚀刻内检+粗化铜板表面,以利于增加板面与药膜的结合力+清洁板面,除掉板面杂物干膜与铜箔的覆盖性油墨与铜箔的覆盖性
  3. 压板工序: 棕化,排板,压合,X-RAY冲,孔及锣边
  4. 钻孔工序: 钻孔的作用:在线路板上生产一个容许后工序完成连接线路板的上\下面或者中间线路层之间的导电性能的通道
  5. 湿工序: 沉铜 - 外层干膜-图形电镀或板电镀-外层-蚀板-外层-蚀检
    沉铜作用: 在线路板绝缘的孔壁上沉积一层导电的铜层,导通与内层线路的连接。
    外层干膜: 贴干膜曝光冲影
    图形电镀或板以电镀: 作用: 增加线路板孔\线\面的铜厚,使之达到客户的要求.
    外层蚀刻:  退膜: 利用强碱能使干膜溶解或剥离性质把不需要的干膜从板面上剥离或溶解
    蚀板:利用二价铜铵络和离子的氧化性把不需要的铜从板上蚀掉
    退锡:利用退锡水中的硝酸能和锡反应溶掉镀锡层达到从板上把锡退掉
    外层检查:AOI&VRS通过CCD扫描摄取线路板图像,利用电脑将其与CAM标准图形进比较及设计规范逻辑的处理,将线路板上的坏点标记出来并将坏点坐标传送给VRS,最终确认坏点所在位置.
  6. 湿菲林工序: 主要工艺工位有:将已经成型的外层线板路板面,印刷上一层感光油墨,使之固化,从而来达到保护线路板的外层及绝缘的作用.,前处理磨板,油墨印刷,焗炉曝光冲影,字符印刷
  7. 表面处理工序: 主要是按照客户的要求,对线路板裸露出铜面进行一个图层的处理加工.
    主要处理工艺有: 喷锡: 利用热风焊处理工艺在铜面上喷上一层可焊接性的锡面.
    沉锡: 利用化学的原理将锡通过化学处理使之沉积在板面上.
    沉银: 利用化学的原理将银通过化学原理使之沉积在板面上.
    沉金: 利用化学的原理将金通过化学原理使之沉积在板面上.
    镀金: 利用电镀的原理,通过电流电压控制使之金镀在板面上.
    防氧化: 利用化学的原理将一种抗氧化的化学药品涂在板面上
  8. 成型工序:  主要是按照客户的要求, 将一个已经形成的线路板, 加工成客户需要的尺寸外形.
  9. 开短路测试检查: 主要是检查线路的开路及短路检查,以及利用目光检查板面质量.
  10. 包装出货: 将检查合格的板进行包装,最终出货给客户.

重要的原始物料

基板

PCB板的原始物料是覆铜基板,简称基板。基板是两面有铜的树脂板。现在最常用的板材代号是FR-4。FR-4主要用于计算机、通讯设备等档次的电子产品。对板材的要求:一是耐燃性,二是Tg点,三是介电常数。电路板必须耐燃,在一定温度下不能燃烧,只能软化。这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点),这个值关系到PCB板的尺寸安定性。在高阶应用中,客户有时会对板材的Tg点进行规定。介电常数是一个描述物质电特性的量,在高频线路中,信号的介质损失(PL)与基板材料有关,具体而言与介质的介电常数的平方根成正比。介质损失大,则吸收高频信号、转变为热的作用就越大,导致不能有效地传送信号。

除FR-4树脂基板外,在诸如电视、收音机等较为简单的应用中酚醛纸质基板用得也很多。

我们来看看基板的构成。基板由基材和铜箔组成,FR-4基材是树脂加玻纤布,玻纤布就是玻璃纤维的织物,将玻纤布在液态的树脂中浸沾,再压合硬化得到基材。在高分子化学中,将树脂的状态分为a-stage、b-stage、c-stage三种状态,处于a-stage的树脂分子间没有紧密的化学键,呈流动态;b-stage时分子与分子之间化学键不多,在高温高压下还会软化,进而变成c-stage;c-stage是树脂化学结构最为稳定的状态,呈固态,分子间的化学键增多,物理化学性质就非常稳定。我们使用的电路板基材就是由处于b-stage的树脂构成。而基板是将处于b-stage的基材与铜箔热压在一起。这时的树脂就处于稳定的c-stage了。

铜箔

铜箔是在基板上形成导线的导体,铜箔的制造过程有两种方法:压延与电解。

压延就是将高纯度铜材像擀饺子皮那样压制成厚度仅为1密耳(相当于0.0254mm)的铜箔。电解铜箔的制作方法是利用电解原理,使用一个巨大的滚动金属轮作为阴极,CuSo4作为电解液,使纯铜在滚动的金属轮上不断析出,形成铜箔。铜箔的规格是厚度,PCB厂常用的铜箔厚度在0.3~3.0密耳之间。

PP

PP是多层板制作中不可缺少的原料,它的作用就是层间的粘接剂。简单地说,处于b-stage的基材薄片就叫做PP。PP的规格是厚度与含胶(树脂)量。

干膜

感光干膜简称干膜,主要成分是一种对特定光谱敏感而发生光化学反应的树脂类物质。实用的干膜有三层,感光层被夹在上下两层起保护作用的塑料薄膜中。按感光物质的化学特性分类,干膜有两种,光聚合型与光分解型。光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化,从水溶性物质变成水不溶性,而光分解性恰好相反。

防焊漆

防焊漆实际上是一种阻焊剂,是对液态的焊锡不具有亲和力的一种液态感光材料,它和感光干膜一样,在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化。使用时,防焊漆中还要和硬化剂搅拌在一起使用。防焊漆也叫油墨。我们通常见到的PCB板的颜色实际上就是防焊漆的颜色。

底片

我们讲的底片类似于摄影的底片,都是利用感光材料记录图像的材料。客户将设计好的线路图传到PCB工厂,由CAM中心的工作站将线路图输出,但不是通过常见的打印机,而是光绘机(Plotter,图1),它的输出介质就是底片也叫菲林(film)。胶片曝光的地方呈黑色不透光,反之是透明的。底片在PCB工厂中的作用是举足轻重的,所有利用影像转移原理,要做到基板上的东西,都要先变成底片。

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