深圳市鷹飛科技開發(fā)有限公司

PCB、SMT基礎知識培訓資料---品質部

楊飛義2014-02-16技術咨詢QQ:191671428課程內容培訓對象品檢員生產操作員工班組長培訓背景培訓目的課程重點培訓總結課程內容培訓背景

公司目前已經導入ISO質量體系，體系要求全員參與，全體員工需積極參與各項培訓，提升崗位技能；人員的變更；有法不依、執(zhí)行不力；職責不明、獎懲制度模糊；流程不暢，與快速反應機制相違背。課程目標通過對品檢員、生產操作員及班組長的培訓,使新、老員工弄清我司線路板基本制作流程、基本原理，以便更好控制生產，保證品質；使體系起到品質保證的功效；

達到系統(tǒng)管理的目的。課程內容前言：公司要求所有員工禁止裸手接觸產品，必須佩戴手套或手指套，接觸貼件后的產品需佩戴靜電手環(huán)。品質方針：高效、務實、精益求精質量目標：出貨合格率≥95%客戶投訴率≤3次/月客戶滿意度≥80分環(huán)境方針：遵守法規(guī)、節(jié)能降耗、污染預防、持續(xù)改進。課程內容第一講PCB基礎知識部分一、基本術語：1、PCB:（PrintedCircuitBoard），中文名稱為印制電路板。根據不同種方法的分類，可以將PCB板分為不同種類。但主要有二種分類方法：一是按照基材類型劃分，PCB板分為柔性PCB板（FlexiblePrintedCircuitBoard）、剛性PCB板（RPC）和剛柔結合PCB板；二是按照層數的劃分，PCB板分為多層板（MLB）、雙面板（DSP）和單面板（SSB）。課程內容課程內容2、FR-4：最常用的玻璃纖維布基環(huán)氧樹脂板料；（94HB、94VO、22F、CEM-1、CEM-3）

94HB：普通紙板，不防火；

94V0：阻燃紙板；22F：單面半玻纖板；

CEM-1：單面玻纖板；CEM-3：雙面半玻纖板；FR-4:雙面玻纖板。課程內容3、高TG板材：（Tg是指玻璃轉化溫度，即熔點，電路板必須耐燃，在一定溫度下不能燃燒，只能軟化。這時的溫度點就叫做玻璃態(tài)轉化溫度(Tg點)）指耐高溫的板料，具有較高的玻璃化轉變溫度的板材，TG值≥170°；中等TG值150°--170°；一般Tg的板材為130--150°；4、無鹵素板材：即指不含鹵素或鹵素含量低于900PPM標準的板料。（氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At)；課程內容5、RoHS指令六類有害物質：1.鉛（Pb）：焊料、玻璃、PVC穩(wěn)定劑；2.汞（Hg）（水銀）：溫控器、傳感器、開關和繼電器、燈泡；3.鎘（Cd）：開關、彈簧、連接器、外殼和PCB、觸頭、電池；4.六價鉻（Cr6+）：金屬附腐蝕涂層；5.多溴聯苯（PBB）：阻燃劑，PCB、連接器、塑料外殼；6.多溴二苯醚（PBDE）：阻燃劑，PCB、連接器、塑料外殼；課程內容據歐盟WEEE&RoHS指令要求，RoHS中對六種有害物規(guī)定的上限濃度：鎘：小于100ppm鉛：小于1000ppm鋼合金中小于3500ppm鋁合金中小于4000ppm銅合金中小于40000ppm汞：小于1000ppm六價鉻：小于1000ppm課程內容6、黃料：“UV”料可以防紫外線的，即UV阻擋型的FR-4的板料；7、白料：普通板材，不含UV料阻擋型的FR-4的板料；8、正片：線路經顯影后表現為露銅，后工序生產時，漏銅的部分電錫，退掉油墨后進行蝕刻，將多余的銅蝕刻掉，再進行退錫，得到所需要的線路圖?？刮g層為錫層。9、負片：線路經顯影后表現為干膜覆蓋，后工序生產時，蝕刻液直接將未覆蓋的銅層蝕刻掉，退膜后得到所需要的線路圖?？刮g層為干膜。課程內容10：重氮片（溫度22-26℃,濕度55%-65%的恒溫恒濕

環(huán)境）1、區(qū)分菲林(底片)的母片，一般來講母片為黑菲林又稱為銀鹽片，主要用來復制工作片（黃片又稱為重氮片），但工作片卻不一定只有黃片，也有黑片做工作片，其主要是做高精密度HDI板或者為了節(jié)省開支在一次性的小批量線路板生產中使用，黃片是用于普通板及批量的普通線路板制造時使用。藥膜面區(qū)分時黑片光面為藥膜，黃片則相反，一般可以通過刮筆或刀片在菲林上刮一下可看出那一面為藥膜面。復菲林：底片復制過程中，黑片的藥膜面與重氮片的面膜相貼，然后用2-3級的能量進行曝光，再后用氨水進行顯影、風干。課程內容2、重氮片的成份與反應原理一）密度要求：生產上使用的重氮片一般也稱其為工作片，重氮片是采用4mil或7milmylar涂布而成的，藥面上則均勻涂有一薄層淡黃色感光化學品的分子層膜（8微米），因其中的主要成分為有機芳香族的偶氮化合物，故術語簡稱為重氮片，因薄膜中未含任何粒子，是一種分子級的感光反應重氮片：明區(qū)：≤0.15D暗區(qū)≥4.0D、光密度：是指乳劑膜內還原出銀粒的多少，即對光的阻擋能力，單位為”D”，公式:D=lg(入射光能量/透射光能量)。課程內容反應原理:當紫外線照射重氮片后，未曝光部分在接下來的顯影過程（顯影液濃度：0.8%-1.2%（碳酸鈉）中把酸性穩(wěn)定劑中和，并且觸發(fā)了和染料偶合劑的化學作用，從而產生紫外線密度很高的彩色圖像。得到曝光的重氮鹽分子被UV光破壞了重氮化合物而分解為兩重穩(wěn)定的無色化合物。課程內容12、背光試驗：背光測試是指在沉完銅后,剪取板件上的孔,磨至孔徑一半,孔對面磨至與孔接近,有孔的一邊向上,開啟下燈,通過透光情況判斷沉銅效果,正常情況下厚銅9.5級,薄銅8級以上。13、磨痕實驗：將光面銅板傳送至兩個下刷處停住，開動噴淋，下刷和搖擺開關，刷約20秒后停止不刷和搖擺，再將板傳送至兩個上刷處停止，開動上刷和搖擺開關，20秒后停止上刷和搖擺，將板子傳送出來，檢查兩組上下刷的磨痕寬度是否均勻，且在10~20mm(最佳12-15mm)之間。課程內容14、水膜實驗：將磨過的光銅板垂直浸入水中3～5秒后拿出，垂直放置，用秒表記錄水膜破裂時間T，若銅面表面水膜破裂時間T≥15s，則磨板效果ok，否則磨板不到位；15、氯化銅實驗：配制5%的氯化銅溶液，將顯影后干燥的線路板放入溶液中浸泡30-60S,取出后觀察銅面狀況，若銅面變色（變黑），說明銅面干凈，若銅面不變色，則說明顯影不凈；課程內容16、側蝕：發(fā)生在導線側壁的蝕刻，側蝕量（MIL）=（下線寬—上線寬）/2；17、蝕刻因子：蝕刻因子=線路銅厚/側蝕量。課程內容18、檢測項目

硬度測試：≥4H的鉛筆斜45度劃下，使用7.5N力，推1/4英寸，阻焊面無劃痕；附著力：用3M膠帶的緊貼在阻焊面上，垂直用力拉起，無甩油現象；耐溶劑性：在室溫下，分別耐異丙醇，丙酮，三氯乙烷浸泡1小時，阻焊膜未見異常；耐化學藥品性：在10％H2S04中，室溫浸泡1小時；在10％NaOH溶液中，室溫浸泡30分鐘，阻焊膜未見異常；課程內容熱沖擊性：滿足230-250℃下的熱風整平及在288℃下焊錫鍋中浮焊10秒鐘以上，阻焊膜及板材未見異常；電氣特性：包含耐電壓、表面電阻、絕緣電阻、體積電阻等，需滿足IPC標準要求；阻燃性：達到UL94V-0級。課程內容19、單位換算1英尺=12英寸1inch=2.54cm=1000mil1mil=25.4um1mil=1000uin1um=40uin（有些公司稱微英寸為麥u″，其實是微英寸）1OZ=28.35克/平方英尺=35微米1mm=1000um=1000000nm

課程內容一、PCB制造流程：；

板材檢驗開料鉆孔沉銅線路絲印

阻焊絲印蝕刻線路顯影線路對位

阻焊對位阻焊顯影QC檢驗文字絲印ＱＣ檢驗表面處理QC檢驗文字烤板成型終檢出貨（儲存）

課程內容二、板材檢驗：1、板料的分類：a、按性質分：無鹵板料和普通板料；b、按供應商分:南亞板料、生益板料；c、按厚度分：0.24-0.31MM;0.37±0.03mm；0.4±0.03mm；0.6±0.05mm等。2、品質檢驗項目：板厚、有鹵、無鹵的區(qū)分(ROHS檢測、流膠量、TG值、凝膠時間等）課程內容三、開料：流程說明：切料：就是將大張的板料按要求開成不同尺寸的生產板，以方便后工序生產.我司目前開料主要雙面板，開料尺寸是，PNL板：346.9*207.45MM；set板：192.45*51.95MM磨邊、圓角：通告機械打磨去除開料時板邊及板四邊直角留下的玻璃纖維，以減少在后工序生產過程中擦花、劃傷板面，造成品質隱患；烤板：通告烘烤去除水汽和有機揮發(fā)物，釋放內應力，促進交聯反應，增加板料尺寸穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和機械強度?？刂埔c：A、板料：拼板尺寸、板厚、板料類型、銅箔厚度；B、操作：烤板時間\溫度，疊板高度。（150℃、4小時）課程內容四、鉆孔流程說明：利用鉆咀的高速旋轉和落速，在PCB板面加工出客戶所需要的孔，線路板中的各種孔主要用于線路中元件面與焊接面以及層與層之間的導通，針腳的插裝等?？椎姆N類：PTH、NPTH、VIA等。PTH孔：插件孔，能夠導電，分布有規(guī)律；NPTH孔:固定孔，不能導電，分布有規(guī)律；VIA孔：僅僅為導電作用，分布無規(guī)律。控制要點：A、切削速度（轉速)控制；B、疊板層數以及每軸疊板片數；常見問題：鉆偏、孔大、孔小、多孔、少孔、孔未鉆穿等。課程內容五、沉銅流程說明沉銅的目的是使孔壁上通過化學反應而沉積一層0.3um-0.5um的銅，使孔壁具有導電性，通常也稱作化學鍍銅、孔化。沉銅原理絡合銅離子（Cu2+-L）得到電子而被還原為金屬銅；通常是利用甲醛在強堿性環(huán)境中所具有的還原性并在Pd作用下而使Cu2+被還原成銅。0=pbCu2+＋2HCHO＋40H-→Cu＋2HC－O-Cu控制要點：A、各藥水槽溫度、濃度；B、板電：電流密度、電流大小、電流時間；課程內容影響沉銅效果的因素：孔內粗糙；堵孔（油墨入孔、粉塵、孔未鉆穿等）沉銅缸震動不足；藥水缸濃度；藥水缸雜質含量高等。常見問題：孔無銅、銅層起泡、銅厚不均勻、板面水印等。課程內容流程操作（PlatedThroughHole）課程內容六、線路（圖形轉移）流程說明：磨板粗化后的沉銅板，經干燥，貼上干膜后再貼上對應的線路菲林，用紫外線曝光。曝光后的干膜變硬，遇弱堿不能溶解，而未曝光的遇弱堿就會溶解掉，這樣，所需要的線路圖形就轉移到銅面上來。線路圖形轉移對環(huán)境溫濕度要求較高。一般要求：溫度22℃±3℃；濕度55%±10%，以防止菲林的變形，對空氣中的塵埃度要求較高，含塵量≤1萬級?？刂埔c：A、磨板：磨板速度2.5-3.2M/min，水膜試驗、烘干溫度80-90℃、磨痕寬度；B、貼膜：貼膜速度（1.5±0.5m/min）、貼膜壓力（5±0.5kg/cm2）貼膜溫度（110℃±10℃）、出板溫度（40-60℃）課程內容C、曝光：對位精度、曝光能量、曝光尺、停留時間。D、顯影：顯影速度（2.5-3.2m/min）、顯影溫度（30±2℃）顯影壓力（1.4-2.0kg/cm2）、顯影液濃度（Na2CO3濃度0.85-1.3%）常見問題：線路開、短路、線路缺口、干膜碎、偏位、線幼等流程圖：課程內容七、蝕刻目的：將板面多余的銅蝕去，得到符合要求之圖形分類：蝕刻一般分為酸性蝕刻和堿性蝕刻。酸性蝕刻：先在PCB外層需保留的銅箔上，也就是電路的圖形部分上貼一層干膜，然后用化學方式將其余的銅箔腐蝕掉.(蝕刻液呈酸性）（我司所有做干膜的板均采用此工藝）堿性蝕刻：先在PCB外層需保留的銅箔上，也就是電路的圖形部分上預鍍一層鉛錫抗蝕層，然后用化學方式將其余的銅箔腐蝕掉.(蝕刻液呈堿性）（我司電金板采用此工藝）反應原理為：Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl2Cu(NH3)Cl+2NH4Cl+2NH4OH+1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2+3H2O蝕刻過程就是重復上述兩個反應。控制要點：蝕刻速度、溫度（48-52℃）、壓力（1.2-2.5kg/cm2）常見問題：蝕刻不凈、蝕刻過度課程內容八、阻焊（W/F）工藝流程：課程內容流程說明：阻焊：阻焊層作為一種保護層，涂覆在線路板不需要焊接的線路和基材上，防止焊接時線路間產生橋接，同時提供永久性的電氣環(huán)境和抗化學保護層，另外也起到美化外觀的作用。我司主要是采用絲網印制來完成。涂布阻焊（W/F）方式：絲網印刷、簾式涂布（涂布機）靜電噴涂；字符：在板面上印出白、紅、黑等不同顏色的字符標記，為元件安裝或今后維修等提供幫助；控制要點：磨板：磨板速度、水膜試驗、烘干溫度、磨痕寬度；絲?。河湍愋汀⒂湍扯?、停留時間；課程內容預烤：預考時間、溫度；（72℃-75℃，10-15Min）曝光：對位精度、曝光能量、曝光尺、停留時間；顯影：顯影速度、顯影溫度、顯影壓力、顯影液濃度；絲印字符：網板目數、油墨類型；后烤：后烤溫度、后烤時間。（150℃，1H)常見問題：顯影不凈、顯影過度、阻焊入孔、下油不均、文字不清，文字殘缺等。課程內容阻焊絲印：1、主要參數：油墨粘度、刮膠硬度、網紗目數、拉網斜度2、常見問題：不過油：（油墨粘度高，刮膠硬度低或絲印壓力小，網版垃圾等）塞孔：（絲印壓力過大，索紙頻率不足）聚油：（油墨絲印過厚，綠油粘度高，絲印后靜量時間不足）3、預烤：將涂布層中之溶劑揮發(fā)，便于曝光時綠油不粘GII主要參數：預鋦溫度、預鋦時間（72℃-75℃；10-15MIN)課程內容阻焊曝光：目的：對綠油進行光固化。具體過程：當紫外線照射重氮片后，未曝光部分在接下來的顯影過程（顯影液濃度：0.8%-1.2%（碳酸鈉）中把酸性穩(wěn)定劑中和，并且觸發(fā)了和染料偶合劑的化學作用，從而產生紫外線密度很高的彩色圖像。得到曝光的重氮鹽分子被UV光破壞了重氮化合物而分解為兩重穩(wěn)定的無色化合物。重要參數：曝光尺常見問題：①背光漬：1：曝光能量高——降低、曝光能量2：板料問題——更換為UV料或黃料②菲林印：1：預熱程度不足——增加預鋦溫度或時間③曝光不良：1：真空度不足——提高真空度2：菲林光密度不足——換用新菲林，暗區(qū)光密度≥4.0D課程內容阻焊顯影目的：將曝光之綠油留于板面，未曝光之綠油去除；主要參數：顯影速度，顯影溫度，顯影壓力，藥水濃度；常見問題：A:顯影不凈：1.預熱過高——降低預熱溫度，縮短時間;2.顯影不足——速度降低，藥水濃度壓力較高至規(guī)定值3.綠油絲印過薄——增加綠油絲印厚度課程內容B:顯影過度：1.預熱不足——增加預鋦程度2．絲印過厚——降低綠油絲印厚度3．顯影過分——增長率快顯影速度，降低藥水壓力

4．曝光能量低——升高曝光能量C:轆痕：開高曝光能量，降低藥水溫度D:綠油啞色：升高曝光能量，增加預熱程度課程內容固化(后烤）目的：對阻焊（W/F）進行熱固化。主要參數：固化溫度，固化時間（150℃、1H)主要問題：底銅氧化：1.油薄———絲印加厚2．爐溫過高———QA測量，維修調校3．烘鋦時間長———縮短烘鋦時間甩油：烘鋦時間不足———增加烘鋦時間課程內容九、表面處理流程說明通過化學反應在銅表面沉積較薄一層鎳金、金層具有穩(wěn)定的化學和電器特性，鍍層具有優(yōu)良的可焊性，耐蝕性等特點?；绢愋?沉金、電金、沉銀、OSP、沉錫噴錫（熱風平整）、金手指等。沉金：通過化學反應在銅表面沉積較薄一層鎳金、金層具有穩(wěn)定的化學和電器特性，鍍層具有優(yōu)良的可焊性，耐蝕性等特點。課程內容表面處理物質的基本特征：1、具有穩(wěn)定的化學性；2、具有良好的導電性；3、具有良好的焊接性；4、具有較強的耐腐蝕性；課程內容十、外型啤板：將拼板線路板用壓力機沖壓成客戶所需尺寸外型的成品線路板；鑼板：將拼板線路板用鑼刀切割成客戶所需尺寸外型的成品線路板；V-Cut：在線路板上加工客戶所需的“V型坑”，便于客戶安裝使用線路板；斜邊：將線路板之金手指加工成容易插接的斜面。常見問題：外型尺寸超公差、V槽深淺不一致等。課程內容Why：為何----為什么要如此做？

What：何事----做什么？準備什么？

Where：何處----在何處進行最好？

When：何時----什么時候開始？什么時候完成？

Who：何人----誰去做？

How：如何----如何做？

Howmuch：成本如何？

5W2H法總結

PCB制程中各崗位員工重點關注事項1、開料工序：有鹵、無鹵板料的區(qū)分，板厚的區(qū)分；2、鉆孔工序：鉆咀的規(guī)格，板是否上反，孔的檢測：是否出現多孔、少孔、孔未鉆穿，粉塵堵孔等不良；3、凈化車間：溫濕度的管控；油墨的區(qū)分（有鹵、無鹵，顏色）;菲林的檢驗(使用壽命記錄，是否變形、擦花等）設備的保養(yǎng)；員工的穿戴規(guī)范（手指套、風淋門、防塵衣、帽等）；首板的確認；4、外型工序：沖模的打磨保養(yǎng)，模具的標示、首板確認等；5、檢驗崗位：檢驗標準明確統(tǒng)一，規(guī)范操作（包括樣板的對比、手指套的佩戴、板邊取板、隨機抽查產線流程品質狀況等）課程內容

PCB基礎知識部分結束!

謝謝大家！課程內容第二講SMT基礎知識部分基本術語：SMT:surfacemountedtechnology(表面貼裝技術):直接將表面黏著元器件貼裝,焊接到印刷電路板表面規(guī)定位置上的組裝技術.回流焊接:Reflowsoldering通過重新熔化預先分配到印刷電路板焊墊上的膏狀錫膏,實現表面黏著組件端子或引腳與印刷電路板焊墊之間機械與電氣連接.管芯：FET(FieldEffectTransistor)又稱場效應管.由多數載流子參與導電,也稱為單極型晶體管.它屬于電壓控制型半導體器件。有3個極性，柵極，漏極，源極。課程內容電容：電容的符號是C，是表征電容器容納電荷本領的物理量。

C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡稱法，符號是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微法，(μF)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等，換算關系是：1法拉(F)=1000毫法(mF)=1000000微法(μF)1微法(μF)=1000納法(nF)=1000000皮法(pF)。

課程內容電阻：符號R（Resistance）:表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種特性。電阻元件是對電流呈現阻礙作用的耗能元件。換算關系：KΩ（千歐），MΩ（兆歐），他們的關系是：1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω（也就是一千進率）咪頭:是將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件，是和喇叭正好相反的一個器件（電→聲）。是聲音設備的兩個終端，咪頭是輸入，喇叭是輸出。又名麥克風，話筒，傳聲器。培訓課程回流溫度曲線：溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對時間的函數，回流過程中在任何給定的時間上，代表PCB上一個特定點上的溫度形成一條曲線?；亓髑€由四個區(qū)組成，前面三個區(qū)加熱、最后一個區(qū)冷卻。

培訓課程制程簡介錫膏印刷(StencilPrinting)：錫膏為表面黏著組件與PCB相互連接導通的連接材料，由印刷機的刮刀(squeegee)將錫膏經鋼網上之開孔印至PCB的焊盤上；組件放置(ComponentPlacement)：組件置放是整個SMT制程的主要關鍵技術及工作重心。由貼片機將需要貼裝的元件準確放置在對應的線路板焊盤上；回流焊接(ReflowSoldering)：回流焊接是將已置放表面黏著組件的PCB，經過回流爐先行預熱以活化助焊劑，再提升其溫度至設定值使錫膏熔化，組件腳與PCB的焊盤相連結，再經過降溫冷卻，使焊錫固化，即完成表面黏著組件與PCB的接合。

課程內容車間環(huán)境及生產注意事項一般來說,SMT車間規(guī)定的溫度為25±3℃;錫膏印刷時,所需準備的材料及工具：錫膏、鋼網﹑刮刀﹑擦拭紙、無塵紙﹑清洗劑﹑攪拌刀等;

錫膏中主要成份分為兩大部分：錫粉和助焊劑；助焊劑在焊接中的主要作用：去除氧化物﹑破壞融錫表面張力﹑防止再度氧