PCB制程簡(jiǎn)介主要內(nèi)容一、PCB的作用二、PCB的分類三、PCB的制作流程及工藝四、PCB常見缺陷五、化鎳金鍍層的焊接機(jī)理六、二個(gè)常見問題的探討2PCB制程簡(jiǎn)介PCB的功能提供完成第一層級(jí)構(gòu)裝的組件與其它必須的電子電路零件接合的基地，以組成一個(gè)具特定功能的模塊或成品。PCB的角色在整個(gè)電子產(chǎn)品中，扮演了整合連結(jié)總其成所有功能的角色。簡(jiǎn)而言之：支撐、互連、功能化因此當(dāng)電子產(chǎn)品功能故障時(shí)，最先被質(zhì)疑往往就是PCB。一、PCB的作用3PCB制程簡(jiǎn)介以成品軟硬區(qū)分

剛性板RigidPCB撓性板FlexiblePCB見左下圖剛撓結(jié)合板Rigid-FlexPCB見右下圖二、PCB分類4PCB制程簡(jiǎn)介

以結(jié)構(gòu)分

a.單面板見左下圖b.雙面板見右下圖PCB分類5PCB制程簡(jiǎn)介c.多層板見下圖PCB分類6PCB制程簡(jiǎn)介內(nèi)層制作外層制作三、PCB制作方法7PCB制程簡(jiǎn)介BlackOxide(OxideReplacement)黑氧化(棕化）Laying-up/Pressing排板/壓板InnerDryFilm內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移InnerEtching(DES)內(nèi)層蝕刻InnerBoardCutting內(nèi)層開料AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)內(nèi)層制作流程8PCB制程簡(jiǎn)介

Pressing壓板Drilling鉆孔PTH/PP沉銅/板電DryFilm干菲林Exposure

曝光PatternPlating圖電Developing顯影PlatingTin鍍錫StripFilm褪菲林StripTin褪錫WetFilm濕綠油HAL 噴錫外層制作流程9PCB制程簡(jiǎn)介4層板CopperFoilLaminateLayer1Layer2Layer3Layer4Pre-preg層壓10PCB制程簡(jiǎn)介鉆孔方式：機(jī)械、激光孔的類型：通孔、盲孔、埋孔鉆孔盲孔埋孔通孔11PCB制程簡(jiǎn)介沉銅原理 為了使孔壁的樹脂以及玻璃纖維表面產(chǎn)生導(dǎo)電性,所以進(jìn)行化學(xué)鍍銅即沉銅.它是一種自催化還原反應(yīng),在化學(xué)鍍銅過程中Cu2+得到電子還原為金屬銅,還原劑放出電子,本身被氧化.目的 用化學(xué)方法使線路板孔壁/板面鍍上一層薄銅，使板面與孔內(nèi)成導(dǎo)通狀態(tài)。PlatingThroughHole-沉銅12PCB制程簡(jiǎn)介PanelPlating板面電鍍PTH孔內(nèi)沉銅PTH孔內(nèi)沉銅PanelPlating板面電鍍板料沉銅/板面電鍍剖面圖PlatingThroughHole-沉銅13PCB制程簡(jiǎn)介圖像轉(zhuǎn)移的目的 經(jīng)鉆孔及通孔電鍍后,內(nèi)外層已連通,本制程再制作外層線路,以達(dá)到導(dǎo)電性的完整，形成導(dǎo)通的回路。外層圖像轉(zhuǎn)移14PCB制程簡(jiǎn)介圖形電鍍的目的 增加孔壁及線路的銅導(dǎo)體的厚度，滿足設(shè)計(jì)的要求。以及鍍上抗蝕刻層。

圖形電鍍?cè)趫D象轉(zhuǎn)移后進(jìn)行的,該銅鍍層可作為錫鉛合金(或錫)的底層,也可作為低應(yīng)力鎳的底層。PanelPlating–圖形電鍍15PCB制程簡(jiǎn)介蝕刻的原理將覆銅箔基板上不需要的銅，以化學(xué)反應(yīng)方式將不要的部分銅予以除去，使其形成所需要的電路圖形。Etching–蝕刻16PCB制程簡(jiǎn)介AfterEtching蝕刻后Etching–蝕刻17PCB制程簡(jiǎn)介阻焊膜（濕綠油）定義 一種保護(hù)層，涂覆在印制板不需焊接的線路和基材上。目的 防止焊接時(shí)線路間產(chǎn)生橋接，同時(shí)提供永久性的電氣環(huán)境和抗化學(xué)保護(hù)層。SolderMask-綠油18PCB制程簡(jiǎn)介19PCB制程簡(jiǎn)介元件字符 提供黃，白或黑色標(biāo)記，給元件安裝和今后維修印制板提供信息。字符（白字）20PCB制程簡(jiǎn)介ComponentMark-白字21PCB制程簡(jiǎn)介表面涂覆的幾種工藝22PCB制程簡(jiǎn)介表面涂覆的特性比較23PCB制程簡(jiǎn)介熱風(fēng)整平（即噴錫）噴錫HotAirSolderLevelling噴錫24PCB制程簡(jiǎn)介設(shè)備:電測(cè)儀、飛針測(cè)試儀(用于檢查樣板,有多少short、open).例如：O-1:275-382表示第275點(diǎn)與第382點(diǎn)之間開路。

S+1:386+1257表示第386點(diǎn)與第1257點(diǎn)之間短路。E-Test電測(cè)試25PCB制程簡(jiǎn)介HDIPCB的結(jié)構(gòu)及制作方法HDI的結(jié)構(gòu)：2+4+2型26PCB制程簡(jiǎn)介四、PCB常見缺陷1.線路缺點(diǎn)短路、斷路、線路缺口、線細(xì)、針孔、間距不足、銅渣、銅粗等等27PCB制程簡(jiǎn)介2.表面鍍層缺陷鍍層結(jié)合力不足（3M膠帶檢測(cè)）焊接后掉器件、鍍層空隙、鍍層剝落焊接層氧化，影響可焊性及結(jié)合力可靠性（耐環(huán)境性能）差鍍層變色或污染影響可焊性鍍層厚度不足或不均等。OSP：造成銅面氧化（特別是多次回流焊），影響可焊性ENIG：焊接結(jié)合力不足28PCB制程簡(jiǎn)介3.介質(zhì)層（絕緣層）的缺陷基板空隙、白斑、變色、異物污染引起焊接時(shí)爆板刮痕、缺口等。導(dǎo)致電絕緣性能下降29PCB制程簡(jiǎn)介4.阻焊層（綠油層）缺陷針孔、跳印、厚度不均或不足、剝落、龜裂、變色等粘焊料、絕緣性能下降、耐環(huán)境性能下降（不能對(duì)線路起到保護(hù)作用）30PCB制程簡(jiǎn)介5.孔的缺陷鍍層厚度不足或不均等鍍層空洞、針孔鍍層裂紋焊接后鍍層開裂引起電性能下降可靠性下降31PCB制程簡(jiǎn)介五、化鎳金鍍層的焊接機(jī)理BAG球墊ENIG處理面上形成錫膏焊點(diǎn)32PCB制程簡(jiǎn)介化鎳表面已生成Ni3Sn4的良好焊接所得的5K倍及20K倍畫面

焊料交界處，確已出現(xiàn)參差不齊組成為Ni3Sn4的一層良性IMC33PCB制程簡(jiǎn)介

黃金熔入液錫中形成漂浮的IMC并脫離化鎳表面Ni3Sn4層之瞬間畫面

34PCB制程簡(jiǎn)介化鎳表面雖已生成Ni3Sn4層,但黃金層卻尚未全部脫離，以致脆性較高強(qiáng)度不佳此乃熱量不足之故。35PCB制程簡(jiǎn)介6.1爆板1厚銅多層板的爆裂無(wú)鉛焊接由于熱量大幅上升(溫度攀高、時(shí)間拉長(zhǎng)）對(duì)多層板的危害輿爆板堪稱與“次”俱增，回焊中高多屠厚板之所以容易爆裂，其主要原因是:(1)板材耐強(qiáng)熱的特性(例如T288>5min)尚未達(dá)多次無(wú)鉛回焊之要求。(2)回焊過程中之TAL(TimeAboveLiquidous焊錫熔點(diǎn)以上的時(shí)間)約在60-120秒(早已超過Tg）。此種狀況早已使得板材樹脂，由α1的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)入到α2的橡膠態(tài)，α1之Z膨漲在50-60ppm之間，α2升5-6倍而達(dá)到250ppm以上。37PCB制程簡(jiǎn)介

（3）無(wú)鉛回焊過程中，急速升溫時(shí)將造成傳熱不良，使絕緣板材的內(nèi)外溫差太大，于是內(nèi)外熱膨脹不均，將導(dǎo)致表層的漲裂。一般多層板下游常規(guī)組裝至少要經(jīng)過2次SMT回焊，任何額外增焊的次數(shù)都會(huì)造成板材極大的傷害。凡發(fā)生此等過度強(qiáng)熱摧殘者，均可由踢膏焊點(diǎn)的IMC厚度與銅墊受損下凹程度而得知。38PCB制程簡(jiǎn)介厚銅高多層板，由于銅材、樹脂與玻璃纖維CTE不同，加上外熱內(nèi)傳速率很慢下，一旦回焊曲線中加熱太快或回焊次數(shù)超出峙，均將造成表層的迸裂。39PCB制程簡(jiǎn)介高密度互連HDI手機(jī)板多次回焊造成爆板40PCB制程簡(jiǎn)介

可清楚見到回焊次數(shù)太多以致Cu6Sn5長(zhǎng)得太厚的畫面。41PCB制程簡(jiǎn)介楔形孔破造成爆板42PCB制程簡(jiǎn)介厚板深孔環(huán)形銅薄容易斷孔43PCB制程簡(jiǎn)介電鍍孔銅與基板品質(zhì)不良的影響1.壓合后樹脂的聚合度是否已到位?(ΔTg<3℃)；2.吸水率是否太高?3.PCB電踱銅本身的延伸率>15%?常規(guī)PTH之孔銅不但厚度要>0.8mil，而且還要均勻，避免因孔壁粗糙而出現(xiàn)如蛇狀之曲折蜿蜒，以減少被Z膨漲拉斷的機(jī)會(huì)。44PCB制程簡(jiǎn)介6.2空洞1)空洞的形成與應(yīng)對(duì)錫膏由重量比88-90%的焊錫合金小球與10-12%的有機(jī)輔料所組成，但二者的體積比幾乎是各占一半。因而在強(qiáng)熱形成焊點(diǎn)時(shí)，正常情況下比重較輕的有機(jī)物會(huì)脫離焊點(diǎn)。然而一旦焊點(diǎn)外表固化，致使內(nèi)部有機(jī)物來不及逃離時(shí)，被裂解成氣體而停留在焊點(diǎn)之內(nèi)，形成空洞(Voiding）。不幸一旦錫膏吸水后，情況將更為糟糕。45PCB制程簡(jiǎn)介

46PCB制程簡(jiǎn)介(2)源自表面處理的空洞電路板表面處理也是焊點(diǎn)空洞的成因之一，當(dāng)皮膜容易活化容易沾錫者，其空洞就會(huì)減少。如裸銅表面已發(fā)生氧化，當(dāng)助焊劑無(wú)法活化時(shí)，即出現(xiàn)多洞現(xiàn)象。至于OSP與I-Ag其本身之有機(jī)薄膜也很容易生氣成洞。47PCB制程簡(jiǎn)介

(3)錫粉與助焊劑遭氧化而形成空洞；(4)板面焊盤拒錫而成空洞（即可焊性差）；(5)錫膏吸水形成大洞(6)助焊劑活性的影響:當(dāng)助焊劑的活性劑(Activator)較多較強(qiáng)時(shí)，則空洞反而會(huì)變少。原因可能是因活性很強(qiáng)時(shí)，則待焊介面處的還原作用將會(huì)順利進(jìn)行而使得縮錫