開料是把原始的覆銅板切割成能在生產(chǎn)線上制作的板子的過程。
首先我們來了解幾個概念:
(1)UNIT:UNIT是指PCB設(shè)計工程師設(shè)計的單元圖形。
(2)SET:SET是指工程師為了提高生產(chǎn)效率、方便生產(chǎn)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(chǎn)時,為了提高效率、方便生產(chǎn)等原因,將多個SET拼在一起并加上工具板邊,組成的一塊板子。
2、內(nèi)層干膜(INNER DRY FILM)
內(nèi)層干膜是將內(nèi)層線路圖形轉(zhuǎn)移到PCB板上的過程。
在PCB制作中我們會提到圖形轉(zhuǎn)移這個概念,因為導(dǎo)電圖形的制作是PCB制作的根本。所以圖形轉(zhuǎn)移過程對PCB制作來說,有非常重要的意義。
內(nèi)層干膜包括內(nèi)層貼膜、曝光顯影、內(nèi)層蝕刻等多道工序。內(nèi)層貼膜就是在銅板表面貼上一層特殊的感光膜,就是我們所說的干膜。這種膜遇光會固化,在板子上形成一道保護(hù)膜。曝光顯影是將貼好膜的板進(jìn)行曝光,透光的部分被固化,沒透光的部分還是干膜。然后經(jīng)過顯影,褪掉沒固化的干膜,將貼有固化保護(hù)膜的板進(jìn)行蝕刻。再經(jīng)過退膜處理,這時內(nèi)層的線路圖形就被轉(zhuǎn)移到板子上了。其整個工藝流程如下圖。
對于設(shè)計人員來說,我們最主要考慮的是布線的最小線寬、間距的控制及布線的均勻性。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(shè)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(chǎn)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,便于菲林附著在銅面上。
(2)貼膜
將經(jīng)過處理的基板通過熱壓或涂覆的方式貼上干膜或濕膜 ,便于后續(xù)曝光生產(chǎn)。
(3)曝光
將底片與壓好干膜的基板對位,在曝光機(jī)上利用紫外光的照射,將底片圖形轉(zhuǎn)移到感光干膜上。
底片實物圖
(4)顯影
利用顯影液(碳酸鈉)的弱堿性將未經(jīng)曝光的干膜/濕膜溶解沖洗掉,已曝光的部分保留。
(5)蝕刻
未經(jīng)曝光的干膜/濕膜被顯影液去除后會露出銅面,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。
(6)退膜
將保護(hù)銅面的已曝光的干膜用氫氧化鈉溶液剝掉,露出線路圖形。
3、棕化
目的:是使內(nèi)層銅面形成微觀的粗糙和有機(jī)金屬層,增強層間的粘接力。
流程原理:
通過化學(xué)處理產(chǎn)生一種均勻,有良好粘合特性的有機(jī)金屬層結(jié)構(gòu),使內(nèi)層粘合前銅層表面受控粗化,用于增強內(nèi)層銅層與半固化片之間壓板后粘合強度。
4、層壓
層壓是借助于pp片的粘合性把各層線路粘結(jié)成整體的過程。這種粘結(jié)是通過界面上大分子之間的相互擴(kuò)散,滲透,進(jìn)而產(chǎn)生相互交織而實現(xiàn),將離散的多層板與pp片一起壓制成所需要的層數(shù)和厚度的多層板。實際操作時將銅箔,粘結(jié)片(半固化片),內(nèi)層板,不銹鋼,隔離板,牛皮紙,外層鋼板等材料按工藝要求疊合。
對于設(shè)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,在層壓完成后板子內(nèi)還有應(yīng)力存在。因此如果層壓的板子兩面不均勻,那兩面的應(yīng)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,如果布銅分布不均勻時,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(shè)計時對布銅的均勻性、疊層的對稱性、盲埋孔的設(shè)計布置等等各方面的因素都必須進(jìn)行詳細(xì)的考慮。
5、鉆孔
使線路板層間產(chǎn)生通孔,達(dá)到連通層間的目的。
鉆刀
6、沉銅板鍍
(1)沉銅
也叫化學(xué)銅,鉆孔后的PCB板在沉銅缸內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng),形成銅層從而對孔進(jìn)行孔金屬化,使原來絕緣的基材表面沉積上銅,達(dá)到層間電性相通。
(2)板鍍
使剛沉銅出來的PCB板進(jìn)行板面、孔內(nèi)銅加厚到5-8um,防止在圖形電鍍前孔內(nèi)薄銅被氧化、微蝕掉而漏基材。
7、外層干膜
和內(nèi)層干膜的流程一樣。
8、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。并將板面沒有用的銅蝕刻掉,露出有用的線路圖形。
9、阻焊
阻焊,也叫防焊、綠油,是印制板制作中最為關(guān)鍵的工序之一,主要是通過絲網(wǎng)印刷或涂覆阻焊油墨,在板面涂上一層阻焊,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。
10、絲印字符
將所需的文字,商標(biāo)或零件符號,以網(wǎng)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。
11、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,傾向于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(jìn)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。
12、成型
將PCB以CNC成型機(jī)切割成所需的外形尺寸。
13、電測
模擬板的狀態(tài),通電進(jìn)行電性能檢查,是否有開、短路。
14、終檢、抽測、包裝
對板的外觀、尺寸、孔徑、板厚、標(biāo)記等檢查,滿足客戶要求。將合格品包裝成捆,易于存儲,運送。
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