印制线路板内层制作与检验
印制线路板内层制作与检验
制程目的
三层PCB板以上产品即称多层PCB板，传统之双面板为配合零件之密集装配，在有限的板面上无法安置这么多的零组件以及其所衍生出来的大量线路，因而有多层PCB板之发展。加上美国联邦通讯委员会(FCC)宣布自1984年10月以后，所有上市的电器产品若有涉及电传通讯者，或有参与网络联机者，皆必须要做"接地"以消除干扰的影响。但因板面面积不够，因此pcb lay-out就将"接地"与"电压"二功能之大铜面移入内层，造成四层PCB板的瞬间大量兴起，也延伸了阻抗控制的要求。而原有四层PCB板则多升级为六层PCB板，当然高层次多层PCB板也因高密度装配而日见增多.本章将探讨多层PCB板之内层制作及注意事宜.
制作流程
依产品的不同现有三种流程
A. Print and Etch
发料→对位孔→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜
B. Post-etch Punch
发料→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜→工具孔
C. Drill and Panel-plate
发料→钻孔→通孔→电镀→影像转移→蚀刻→剥膜
发料
发料就是依制前设计所规划的工作尺寸，依BOM来裁切基材，是一很单纯的步骤，但以下几点须注意：
A. 裁切方式-会影响下料尺寸
B. 磨边与圆角的考量-影响影像转移良率制程
C. 方向要一致-即经向对经向，纬向对纬向
D. 下制程前的烘烤-尺寸安定性考量
铜面处理
在印刷电路板制程中，不管那一个step，铜面的清洁与粗化的效果，关系着下 一制程的成败，所以看似简单，其实里面的学问颇大。
A. 须要铜面处理的制程有以下几个
a. 干膜压膜
b. 内层氧化处理前
c. 钻孔后
d. 化学铜前
e. 镀铜前
f. 绿漆前
g. 喷锡(或其它焊垫处理流程)前
h. 金手指镀镍前
本节针对a. c. f. g. 等制程来探讨最好的处理方式(其余皆属制程自动化中的一部份，不必独立出来)
B. 处理方法 现行铜面处理方式可分三种：
a. 刷磨法(Brush)
b. 喷砂法(Pumice)
c. 化学法(Microetch)
以下即做此三法的介绍
C. 刷磨法
a. 刷轮有效长度都需均匀使用到， 否则易造成刷轮表面高低不均
b. 须做刷痕实验，以确定刷深及均匀性优点
a. 成本低
b. 制程简单，弹性缺点
a. 薄板细线路板不易进行
b. 基材拉长，不适内层薄板
c. 刷痕深时易造成D/F附着不易而渗镀
d. 有残胶之潜在可能
D.喷砂法
以不同材质的细石(俗称pumice)为研磨材料优点：
a. 表面粗糙均匀程度较刷磨方式好
b. 尺寸安定性较好
c. 可用于薄板及细线缺点：
a. Pumice容易沾留板面
b. 机器维护不易
E. 化学法(微蚀法)
影像转移
印刷法
电路板自其起源到目前之高密度设计，一直都与丝网印刷(Silk Screen Printing)－或网版印刷有直接密切之关系，故称之为"印刷电路板"。目前除了最大量的应用在电路板之外，其它电子工业尚有厚膜(Thick Film)的混成电路(Hybrid CIRcuit)、芯片电阻(Chip Resist )、及表面黏装(Surface Mounting)之锡膏印刷等也都优有应用。
由于近年电路板高密度，高精度的要求，印刷方法已无法达到规格需求，因此其应用范围渐缩，而干膜法已取代了大部分影像转移制作方式.下列是目前尚可以印刷法cover的制程:
a. 单面板之线路，防焊 ( 大量产多使用自动印刷，以下同)
b.单面板之碳墨或银胶 c.双面板之线路，防焊
d.湿膜印刷
e.内层大铜面
f.文字
g.可剥胶(Peelable ink)
除此之外，印刷技术员培养困难，工资高.而干膜法成本逐渐降低因此也使两者消长明显.
A. 丝网印刷法(Screen Printing)简介
丝网印刷中几个重要基本原素:网材，网版，乳剂，曝光机，印刷机，刮刀，油墨，烤箱等，以下逐一简单介绍.
a. 网布材料
(1) 依材质不同可分丝绢(silk)，尼龙(nylon)，聚酯(Polyester，或称特多龙)，不锈钢，等.电路板常用者为后三者.
(2) 编织法:最常用也最好用的是单丝平织法 Plain Weave.
(3) 网目数(mesh)，网布厚度(thickness)，线径(diameter)，开口(opening)的关系
见表常用的不锈钢网布诸元素
开口:
网目数:每inch或cm中的开口数
线径: 网布织丝的直径 网布
厚度:厚度规格有六，Slight(S)，Medium(M)，Thick(T)，Half heavy duty(H)，Heavy duty(HD)，Super heavy duty(SHD)
b.网版(Stencil)的种类
(1).直接网版(Direct Stencil)
将感光乳胶调配均匀直接涂布在网布上，烘干后连框共同放置在曝光设备台 面上并覆以原稿底片，再抽真空使其密接感光，经显像后即成为可印刷的网 版。通常乳胶涂布多少次，视印刷厚度而定.此法网版耐用，安定性高，用于大 量生产.但制作慢，且太厚时可能因厚薄不均而产生解像不良.
(2).间接网版(Indirect Stencil)
把感光版膜以曝光及显像方式自原始底片上把图形转移过来，然后把已有图 形的版膜贴在网面上，待冷风干燥后撕去透明之载体护膜，即成间接性网版。 其厚度均匀，分辨率好，制作快，多用于样品及小量产.
制程目的
三层PCB板以上产品即称多层PCB板，传统之双面板为配合零件之密集装配，在有限的板面上无法安置这么多的零组件以及其所衍生出来的大量线路，因而有多层PCB板之发展。加上美国联邦通讯委员会(FCC)宣布自1984年10月以后，所有上市的电器产品若有涉及电传通讯者，或有参与网络联机者，皆必须要做"接地"以消除干扰的影响。但因板面面积不够，因此pcb lay-out就将"接地"与"电压"二功能之大铜面移入内层，造成四层PCB板的瞬间大量兴起，也延伸了阻抗控制的要求。而原有四层PCB板则多升级为六层PCB板，当然高层次多层PCB板也因高密度装配而日见增多.本章将探讨多层PCB板之内层制作及注意事宜.
制作流程
依产品的不同现有三种流程
A. Print and Etch
发料→对位孔→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜
B. Post-etch Punch
发料→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜→工具孔
C. Drill and Panel-plate
发料→钻孔→通孔→电镀→影像转移→蚀刻→剥膜
发料
发料就是依制前设计所规划的工作尺寸，依BOM来裁切基材，是一很单纯的步骤，但以下几点须注意：
A. 裁切方式-会影响下料尺寸
B. 磨边与圆角的考量-影响影像转移良率制程
C. 方向要一致-即经向对经向，纬向对纬向
D. 下制程前的烘烤-尺寸安定性考量
铜面处理
在印刷电路板制程中，不管那一个step，铜面的清洁与粗化的效果，关系着下 一制程的成败，所以看似简单，其实里面的学问颇大。
A. 须要铜面处理的制程有以下几个
a. 干膜压膜
b. 内层氧化处理前
c. 钻孔后
d. 化学铜前
e. 镀铜前
f. 绿漆前
g. 喷锡(或其它焊垫处理流程)前
h. 金手指镀镍前
本节针对a. c. f. g. 等制程来探讨最好的处理方式(其余皆属制程自动化中的一部份，不必独立出来)
B. 处理方法 现行铜面处理方式可分三种：
a. 刷磨法(Brush)
b. 喷砂法(Pumice)
c. 化学法(Microetch)
以下即做此三法的介绍
C. 刷磨法
a. 刷轮有效长度都需均匀使用到， 否则易造成刷轮表面高低不均
b. 须做刷痕实验，以确定刷深及均匀性优点
a. 成本低
b. 制程简单，弹性缺点
a. 薄板细线路板不易进行
b. 基材拉长，不适内层薄板
c. 刷痕深时易造成D/F附着不易而渗镀
d. 有残胶之潜在可能
D.喷砂法
以不同材质的细石(俗称pumice)为研磨材料优点：
a. 表面粗糙均匀程度较刷磨方式好
b. 尺寸安定性较好
c. 可用于薄板及细线缺点：
a. Pumice容易沾留板面
b. 机器维护不易
E. 化学法(微蚀法)
影像转移
印刷法
电路板自其起源到目前之高密度设计，一直都与丝网印刷(Silk Screen Printing)－或网版印刷有直接密切之关系，故称之为"印刷电路板"。目前除了最大量的应用在电路板之外，其它电子工业尚有厚膜(Thick Film)的混成电路(Hybrid CIRcuit)、芯片电阻(Chip Resist )、及表面黏装(Surface Mounting)之锡膏印刷等也都优有应用。
由于近年电路板高密度，高精度的要求，印刷方法已无法达到规格需求，因此其应用范围渐缩，而干膜法已取代了大部分影像转移制作方式.下列是目前尚可以印刷法cover的制程:
a. 单面板之线路，防焊 ( 大量产多使用自动印刷，以下同)
b.单面板之碳墨或银胶 c.双面板之线路，防焊
d.湿膜印刷
e.内层大铜面
f.文字
g.可剥胶(Peelable ink)
除此之外，印刷技术员培养困难，工资高.而干膜法成本逐渐降低因此也使两者消长明显.
A. 丝网印刷法(Screen Printing)简介
丝网印刷中几个重要基本原素:网材，网版，乳剂，曝光机，印刷机，刮刀，油墨，烤箱等，以下逐一简单介绍.
a. 网布材料
(1) 依材质不同可分丝绢(silk)，尼龙(nylon)，聚酯(Polyester，或称特多龙)，不锈钢，等.电路板常用者为后三者.
(2) 编织法:最常用也最好用的是单丝平织法 Plain Weave.
(3) 网目数(mesh)，网布厚度(thickness)，线径(diameter)，开口(opening)的关系
见表常用的不锈钢网布诸元素
开口:
网目数:每inch或cm中的开口数
线径: 网布织丝的直径 网布
厚度:厚度规格有六，Slight(S)，Medium(M)，Thick(T)，Half heavy duty(H)，Heavy duty(HD)，Super heavy duty(SHD)
b.网版(Stencil)的种类
(1).直接网版(Direct Stencil)
将感光乳胶调配均匀直接涂布在网布上，烘干后连框共同放置在曝光设备台 面上并覆以原稿底片，再抽真空使其密接感光，经显像后即成为可印刷的网 版。通常乳胶涂布多少次，视印刷厚度而定.此法网版耐用，安定性高，用于大 量生产.但制作慢，且太厚时可能因厚薄不均而产生解像不良.
(2).间接网版(Indirect Stencil)
把感光版膜以曝光及显像方式自原始底片上把图形转移过来，然后把已有图 形的版膜贴在网面上，待冷风干燥后撕去透明之载体护膜，即成间接性网版。 其厚度均匀，分辨率好，制作快，多用于样品及小量产.
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PCBA 转发了这篇日记 2013-06-01 16:26:16