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实用印制电路板制造工艺参考资料(上)

来源:PCB信息网 发布时间:2011-04-03 点击次数:141 【字体:    

前言

   在印制电路板制造过程中,涉及到诸多方面的工艺工作,从工艺审查到生产

到最终检验,都必须考虑到工艺质量和生产质量的监测和控制。为此,将曾通过

生产实践所获得的点滴经验提供给同行,仅供参考。

         第一章  工艺审查和准备

  工艺审查是针对设计所提供的原始资料,根据有关的"设计规范"及有关标准,

结合生产实际,对设计部位所提供的制造印制电路板有关设计资料进行工艺性审

查。工艺审查的要点有以下几个方面:

1、设计资料是否完整(包括:软盘、执行的技术标准等);

2、调 出软盘资料,进行工艺性检查,其中应包括电路图形、阻焊图形、

钻孔图形、数字图形、电测图形及有关的设计资料等;

3、 对工艺要求是否可行、可制造、可电测、可维护等。

                第二节  工艺准备

工艺准备是在根据设计的有关技术资料的基础上,进行生产前的工艺准备。

工艺应按照工艺程序进行科学的编制,其主要内容应括以下几个方面:

1、在制定工艺程序,要合理、要准确、易懂可行;

2、在首道工序中,应注明底片的正反面、焊接面及元件面、并且进行编号

或标志;

3、 在钻孔工序中,应注明孔径类型、孔径大小、孔径数量;

4、在进行孔化时,要注明对沉铜层的技术要求及背光检测或测定;

5、孔后进行电镀时,要注明初始电流大小及回原正常电流大小的工艺方法;

6、在图形转移时,要注明底片的药膜面与光致抗蚀膜的正确接触及曝光条件

的测试条件确定后,再进行曝光;

7、曝光后的半成品要放置一定的时间再去进行显影;

8、图形电镀加厚时,要严格的对表面露铜部位进行清洁和检查;镀铜厚度

及其它工艺参数如电流密度、槽液温度等;

9、进行电镀抗蚀金属-锡铅合金时,要注明镀层厚度;

10、蚀刻时要进行首件试验,条件确定后再进行蚀刻,蚀刻后必须中和处理;

11、在进行多层板生产过程中,要注意内层图形的检查或AOI检查,合格后再转入下道工序;

12、在进行层压时,应注明工艺条件;

13、有插头镀金要求的应注明镀层厚度和镀覆部位;

14、如进行热风整平时,要注明工艺参数及镀层退除应注意的事项;

15、成型时,要注明工艺要求和尺寸要求;

16、在关键工序中,要明确检验项目及电测方法和技术要求。

第二章            原图审查、修改与光绘

 

第一节        原图审查和修改

   原图是指设计通过电路辅助设计系统(CAD)以软盘的格式,提供给制造厂商并按照所

提供电路设计数据和图形制造成所需要的印制电路板产品。要达到设计所要求的技术指标,

必须按照"印制电路板设计规范"对原图的各种图形尺寸与孔径进行工艺性审查。

(一)            审查的项目

1、导线宽度与间距;导线的公差范围;

2、孔径尺寸和种类、数量;

3、焊盘尺寸与导线连接处的状态;

4、导线的走向是否合理;

5、基板的厚度(如是多层板还要审查内层基板的厚度等);

6、设计所提技术可行性、可制造性、可测试性等。

(二)            修改项目

1、基准设置是否正确;

2、导通孔的公差设置时,根据生产需要需要增加0.10毫米;

3、将接地区的铜箔的实心面应改成交叉网状;

4、为确保导线精度,将原有导线宽度根据蚀到比增加(对负相图形而言)或缩小(对正

相图形而言);

5、图形的正反面要明确,注明焊接面、元件面;对多层图形要注明层数;

6、有阻抗特性要求的导线应注明;

7、尽量减少不必要的圆角、倒角;

8、特别要注意机械加工兰图和照相(或光绘底片)底片应有相同一致的参考基准;

9、为减低成本、提高生产效率、尽量将相差不大的孔径合并,以减少孔径种类过多;

10、相邻孔壁的路离不能小于基板厚度或最小孔的尺寸;

11、在布线面积允许的情况下,尽量设计较大直径的连接盘,增大钻孔孔径;

12、为确保阻焊层质量,在制作阻焊图时,设计比钻孔孔径大的阻焊图形。

                  第二节  光绘工艺

   原图通过CAD/CAM系统制作成为图形转移的底片。该工序是制造印制电路板关键技术之

一.        必须严格的控制片基质量,使其成为可靠的光具,才能准确的完成图形转移目的。目

前广泛采用的CAM系统中有激光光绘机来完成此项作业。

(一)            审查项目

1、片基的选择:通常选择热膨胀系数较小的175微米的厚基PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片基;

2、对片基的基本要求:平整、无划伤、无折痕;

3、底片存放环境条件及使用周期是否恰当;

4、作业环境条件要求:温度为20-270C、相对湿度为40-70%RH;对于精度要求高的底片

,作业环境湿度为55-60%RH.

(二)            底片应达到的质量标准

1、经光绘的底片是否符合原图技术要求;

2,        制作的电路图形应准确、无失真现象;

3,        黑白强度比大即黑白反差大;

4,        导线齐整、无变形;

5,        经过拼版的较大的底片图形无变形或失真现象;

6,        导线及其它部位的黑度均匀一致;

7,        黑的部位无针孔、缺口、无毛边等缺陷;

8,        透明部位无黑点及其它多余物;

第三章            基材的准备

第一节        基材的选择

基材的选择就是根据工艺所提供的相关资料,对库存材料进行检查和验收,并符合质

量标准及设计要求。在这方面要做好下列工作:

1,        基材的牌号、批次要搞清;

2,        基材的厚度要准确无误;

3,        基材的铜箔表面无划伤、压痕或其它多余物;

4,        特别是制作多层板时,内外层的材料厚度(包括半固化片)、铜箔的厚度要搞清;

5,        对所采用的基材要编号。

第二节        下料注意事项

1,        基材下料时首先要看工艺文件;

2,        采用拼版时,基材的备料首先要计算准确,使整板损失最小;

3,        下料时要按基材的纤维方向剪切

4,        下料时要垫纸以免损坏基材表面;

5,        下料的基材要打号;

6,        在进行多品种生产时,所需基材的下料,要有极为明显的标记,决不能混批或混

料及混放。

第四章            数控钻孔

第一节       编程

根据CAD/CAM系统所提供的设计资料(包括钻孔图、兰图或钻孔底片等),进行编程。

要达到准确无误的进行编程,必须做到以下几方面的工作:

1,        编程程序通常在实际生产中采用两种工艺方法,原则应根据设备性能要求而定;

2,        采用设计部门提供的软盘进行自动编程,但首先要确定原点位置(特别在多层板

钻孔);

3,        采用钻孔底片或电路图形底片进行手工编程,但必须将各种类型的孔径进行合并同

类项,确保换一次钻头钻完孔;

4,        编程时要注意放大部位孔与实物孔对准位置(特别是手工编程时);

5,        特别是采用手工编程工艺方法,必须将底版固定在机床的平台上并覆平整;

6,        编程完工后,必须制作样板并与底片对准,在透图台上进行检查。

第二节       数控钻孔

数控钻孔是根据计算机所提供的数据按照人为规定进行钻孔。在进行钻孔时,必须严格

地按照工艺要求进行。如果采用底片进行编程时,要对底片孔位置进行标注(最好用红兰

笔),以便于进行核查。

(一)       准备作业

1,             根据基板的厚度进行叠层(通常采用1.6毫米厚基板)叠层数为三块;

2,             按照工艺文件要求,将冲好定位孔的盖板、基板、按顺序进行放置,并固定在机床上

规定的部位,再用胶带格四边固定,以免移动。

3,             按照工艺要求找原点,以确保所钻孔精度要求,然后进行自动钻孔;

4,             在使用钻头时要检查直径数据、避免搞错;

5,             对所钻孔径大小、数量应做到心里有数;

6,             确定工艺参数如:转速、进刀量、切削速度等;

7,             在进行钻孔前,应将机床进行运转一段时间,再进行正式钻孔作业。

(二)       检查项目

   要确保后续工序的产品质量,就必须将钻好孔的基板进行检查,其中项目有以下:

1,             毛刺、测试孔径、孔偏、多孔、孔变形、堵孔、未贯通、断钻头等;

2,             孔径种类、孔径数量、孔径大小进行检查;

3,             最好采用胶片进行验证,易发现有否缺陷;

4,             根据印制电路板的精度要求,进行X-RAY检查以便观察孔位对准度,即外层与内层孔

(特别对多层板的钻孔)是否对准;

5,             采用检孔镜对孔内状态进行抽查;

6,             对基板表面进行检查;

7,             通常检查漏钻孔或未贯通孔采用在底照射光下,将重氮片覆盖在基板表面上,如发现

重氮片上有焊盘的位置因无孔而不透光。而检查多钻孔、错位孔时,将重氮片覆盖在基板表

面上,如果发现重氮片上没有焊盘的位置透光,就可检查出存在的缺陷。

8,             检查偏孔、错位孔就可以采用底片检查,这时重氮片上焊盘与基板上的孔无法对准。

第五章            孔金属化工艺

   孔金属化工艺过程是印制电路板制造中最关键的一个工序。为此,就必须对基板的铜表

面与孔内表面状态进行认真的检查。

(一)            检查项目

1,             表面状态是否良好。无划伤、无压痕、无针孔、无油污等;

2,             检查孔内表面状态应保持均匀呈微粗糙,无毛刺、无螺旋装、无切屑留物等;

3,             沉铜液的化学分析,确定补加量;

4,             将化学沉铜液进行循环处理,保持溶液的化学成份的均匀性;

5,             随时监测溶液内温度,保持在工艺范围以内变化。

(二)            孔金属化质量控制

1,             沉铜液的质量和工艺参数的确定及控制范围并做好记录;

2,             孔化前的前处理溶液的监控及处理质量状态分析;

3,             确保沉铜的高质量,应建议采用搅拌(振动)加循环过滤工艺方法;

4,             严格控制化学沉铜过程工艺参数的监控(包括PH、温度、时间、溶液主要成份);

5,             采用背光试验工艺方法检查,参考透光程度图像(分为10级),来判定沉铜效时和沉

铜层质量;

   6.经加厚镀铜后,应按工艺要求作金相剖切试验。

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