開料是把原始的覆銅板切割成能在生產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設計工程師設計的單元圖形。
(2)SET:SET是指工程師為了提高生產效率、方便生產等原因,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廠家生產時,為了提高效率、方便生產等原因,將多個SET拼在一起并加上工具板邊,組成的一塊板子。
2、內層干膜(INNER DRY FILM)
內層干膜是將內層線路圖形轉移到PCB板上的過程。
在PCB制作中我們會提到圖形轉移這個概念,因為導電圖形的制作是PCB制作的根本。所以圖形轉移過程對PCB制作來說,有非常重要的意義。
內層干膜包括內層貼膜、曝光顯影、內層蝕刻等多道工序。內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膜。曝光顯影是將貼好膜的板進行曝光,透光的部分被固化,沒透光的部分還是干膜。然后經過顯影,褪掉沒固化的干膜,將貼有固化保護膜的板進行蝕刻。再經過退膜處理,這時內層的線路圖形就被轉移到板子上了。其整個工藝流程如下圖。
對于設計人員來說,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 ,便于后續曝光生產。
(3)曝光
將底片與壓好干膜的基板對位,在曝光機上利用紫外光的照射,將底片圖形轉移到感光干膜上。
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:是使內層銅面形成微觀的粗糙和有機金屬層,增強層間的粘接力。
流程原理:
通過化學處理產生一種均勻,有良好粘合特性的有機金屬層結構,使內層粘合前銅層表面受控粗化,用于增強內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成整體的過程。這種粘結是通過界面上大分子之間的相互擴散,滲透,進而產生相互交織而實現,將離散的多層板與pp片一起壓制成所需要的層數和厚度的多層板。實際操作時將銅箔,粘結片(半固化片),內層板,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還有應力存在。因此如果層壓的板子兩面不均勻,那兩面的應力就不一樣,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,在設計時對布銅的均勻性、疊層的對稱性、盲埋孔的設計布置等等各方面的因素都必須進行詳細的考慮。
5、鉆孔
使線路板層間產生通孔,達到連通層間的目的。
鉆刀
6、沉銅板鍍
(1)沉銅
也叫化學銅,鉆孔后的PCB板在沉銅缸內發生氧化還原反應,形成銅層從而對孔進行孔金屬化,使原來絕緣的基材表面沉積上銅,達到層間電性相通。
(2)板鍍
使剛沉銅出來的PCB板進行板面、孔內銅加厚到5-8um,防止在圖形電鍍前孔內薄銅被氧化、微蝕掉而漏基材。
7、外層干膜
和內層干膜的流程一樣。
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鍵的工序之一,主要是通過絲網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,商標或零件符號,以網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成型機切割成所需的外形尺寸。
13、電測
模擬板的狀態,通電進行電性能檢查,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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