PCB全制程及相关基础知识介绍(ppt 96页).ppt

Copyright MitacInternationalCorp PCB全制程及相关基础知识介绍 Preparedby SQA IQC TERRYPhone 3985Mail Terry tw Copyright MitacInternationalCorp 大纲一 PCB全制程流程介绍二 基础知识介绍三 Matic外观检验标准简介 Copyright MitacInternationalCorp PCB全制程节绍 内层 外层 表面处理 Copyright MitacInternationalCorp 流程介绍 目的 利用影像转移原理制作内层线路DES为显影 蚀刻 去膜连线简称 内层介绍 前处理 压膜 曝光 DES 裁板 Copyright MitacInternationalCorp 裁板 BOARDCUT 目的 依制前设计所规划要求 将基板材料裁切成工作所需尺寸主要原物料 基板 锯片基板由铜皮和绝缘层压合而成 依要求有不同板厚规格 依铜厚可分为H H 1oz 1oz 2oz 2oz等种类注意事项 避免板边巴里影响品质 裁切后进行磨边 圆角处理考虑涨缩影响 裁切板送下制程前进行烘烤裁切须注意机械方向一致的原则 Copyright MitacInternationalCorp 前处理 PRETREAT 目的 去除銅面上的污染物 增加銅面粗糙度 以利於後續的壓膜制程主要原物料 刷輪 铜箔 绝缘层 前处理后铜面状况示意图 Copyright MitacInternationalCorp 压膜 LAMINATION 目的 将经处理之基板铜面透过热压方式贴上抗蚀干膜主要原物料 干膜 DryFilm 溶劑顯像型半水溶液顯像型鹼水溶液顯像型水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根 會與強碱反應使成為有機酸的鹽類 可被水溶掉 干膜 压膜前 压膜后 Copyright MitacInternationalCorp 曝光 EXPOSURE 目的 经光源作用将原始底片上的图像转移到感光底板上主要原物料 底片内层所用底片为负片 即白色透光部分发生光聚合反应 黑色部分则因不透光 不发生反应 白线黑底 外层所用底片刚好与内层相反 底片为正片 UV光 曝光前 曝光后 Copyright MitacInternationalCorp 显影 DEVELOPING 目的 用碱液作用将未发生化学反应之干膜部分冲掉主要原物料 Na2CO3使用将未发生聚合反应之干膜冲掉 而发生聚合反应之干膜则保留在板面上作为蚀刻时之抗蚀保护层 显影后 显影前 Copyright MitacInternationalCorp 蚀刻 ETCHING 目的 利用药液将显影后露出的铜蚀掉 形成内层线路图形主要原物料 蚀刻药液 CuCl2 蚀刻后 蚀刻前 Copyright MitacInternationalCorp 去膜 STRIP 目的 利用强碱将保护铜面之抗蚀层剥掉 露出线路图形主要原物料 NaOH 去膜后 去膜前 Copyright MitacInternationalCorp 内层检验 目的 对内层生产板进行检查 挑出异常板并进行处理收集品质资讯 及时反馈处理 避免重大异常发生 CCD冲孔 AOI检验 VRS确认 Copyright MitacInternationalCorp CCD冲孔 目的 利用CCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔主要原物料 冲头注意事项 CCD冲孔精度直接影响铆合对准度 故机台精度定期确认非常重要 Copyright MitacInternationalCorp AOI检验 全称为AutomaticOpticalInspection 自动光学检测目的 通过光学反射原理将图像回馈至设备处理 与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较 找出缺点位置注意事項 由于AOI所用的测试方式为逻辑比较 一定会存在一些误判的缺点 故需通过人工加以确认 Copyright MitacInternationalCorp VRS确认 全称为VerifyRepairStation 确认系统目的 通过与AOI连线 将每片板子的测试资料传给V R S 并由人工对AOI的测试缺点进行确认注意事項 VRS的确认人员不光要对测试缺点进行确认 另外就是对一些可以直接修补的确认缺点进行修补 Copyright MitacInternationalCorp 压板目的 将铜箔 Copper 胶片 Prepreg 与氧化处理后的内层线路板压合成多层板 棕化 铆合 叠板 压合 后处理 Copyright MitacInternationalCorp 棕化 目的 1 粗化铜面 增加与树脂接触表面积 2 增加铜面对流动树脂之湿润性 3 使铜面钝化 避免发生不良反应主要愿物料 棕花药液注意事项 棕化膜很薄 极易发生擦花问题 操作时需注意操作手势 Copyright MitacInternationalCorp 铆合 铆合 预叠 目的 四层板不需铆钉 利用铆钉将多张内层板钉在一起 以避免后续加工时产生层间滑移主要原物料 铆钉 P PP P PREPREG 由树脂和玻璃纤维布组成 据玻璃布种类可分为1060 1080 2116 7628等几种树脂据交联状况可分为 A阶 完全未固化 B阶 半固化 C阶 完全固化 三类 生产中使用的全为B阶状态的P P 2L 3L 4L 5L 2L 3L 4L 5L 铆钉 Copyright MitacInternationalCorp 叠板 目的 将预叠合好之板叠成待压多层板形式主要原物料 铜皮电镀铜皮 按厚度可分为1 3OZ 代号T 1 2OZ 代号H 1OZ 代号1 RCC 覆树脂铜皮 等 Copyright MitacInternationalCorp 压合 目的 通过热压方式将叠合板压成多层板主要原物料 牛皮纸 钢板 钢板 压力 牛皮纸 承载盘 热板 可叠很多层 Copyright MitacInternationalCorp 后处理 目的 经割剖 打靶 捞边 磨边等工序对压合之多层板进行初步外形处理以便后工序生产品质控制要求及提供后工序加工之工具孔主要原物料 钻头 铣刀 Copyright MitacInternationalCorp 钻孔目的 在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔 上PIN 钻孔 下PIN Copyright MitacInternationalCorp 上PIN 目的 对于非单片钻之板 预先按STACK 堆栈 之要求钉在一起 便于钻孔 依板厚和工艺要求每个STACK可两片钻 三片钻或多片钻主要原物料 PIN针注意事项 上PIN时需开防呆检查 避免因前制程混料造成钻孔报废 Copyright MitacInternationalCorp 钻孔 目的 在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔主要原物料 钻头 盖板 垫板钻头 碳化钨 钴及有机黏着剂组合而成盖板 主要为铝片 在制程中起钻头定位 散热 减少毛头 防压力脚压伤作用垫板 主要为复合板 在制程中起保护钻机台面 防出口性毛头 降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用 Copyright MitacInternationalCorp 钻孔 Copyright MitacInternationalCorp 下PIN 目的 将钻好孔之板上的PIN针下掉 将板子分出 Copyright MitacInternationalCorp 外层介紹電鍍 水平PTH連線 一次銅線 外層 前處理壓膜連線 自動手動曝光 顯影二次電鍍 二次銅電鍍 外層蝕刻外層檢驗課 A Q I VRS 阻抗測試 銅厚量測 電性測試 Copyright MitacInternationalCorp 電鍍 鑽孔 去毛頭 Deburr 去膠渣 Desmear 化學銅 PTH 一次銅Panelplating 目的 使孔璧上的非導體部分之樹脂及玻璃纤維進行金屬化方便進行後面之電鍍銅制程 完成足夠導電及焊接之金屬孔璧 Copyright MitacInternationalCorp 去毛頭 Deburr 毛頭形成原因 鑽孔後孔邊緣的未切斷的銅絲及未切斷的玻璃布Deburr之目的 去除孔邊緣的巴厘 防止鍍孔不良重要的原物料 刷輪 Copyright MitacInternationalCorp 去膠渣 Desmear smear形成原因 鑽孔時造成的高溫超過玻璃化轉移溫度 Tg值 而形成融熔狀 產生膠渣Desmear之目的 裸露出各層需互連的銅環 另膨松劑可改善孔壁結構 增強電鍍銅附著力 重要的原物料 KMnO4 除膠劑 Copyright MitacInternationalCorp 化學銅 PTH 化學銅之目的 通過化學沉積的方式時表面沉積上厚度為20 40microinch的化學銅 重要原物料 活化鈀 鍍銅液 PTH Copyright MitacInternationalCorp 一次銅一次銅之目的 鍍上200 500microinch的厚度的銅以保護僅有20 40microinch厚度的化學銅不被後制程破壞造成孔破 重要原物料 銅球 一次銅 Copyright MitacInternationalCorp 外層 前處理 壓膜 曝光 顯影 目的 經過鑽孔及通孔電鍍後 內外層已經連通 本制程製作外層線路 以達電性的完整 Copyright MitacInternationalCorp 前處理 目的 去除銅面上的污染物 增加銅面粗糙度 以利於後續的壓膜制程重要原物料 刷輪 Copyright MitacInternationalCorp 壓膜 Lamination 製程目的 通過熱壓法使幹膜緊密附著在銅面上 重要原物料 乾膜 Dryfilm 溶劑顯像型半水溶液顯像型鹼水溶液顯像型水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根 會與強鹼反應使成為有機酸的鹽類 可被水溶掉 Copyright MitacInternationalCorp 曝光 Exposure 製程目的 通過imagetransfer技術在幹膜上曝出客戶所需的線路重要的原物料 底片外層所用底片与内層相反 為正片 底片黑色為綫路白色為底板 白底黑綫 与page9内层比对 白色的部分紫外光透射過去 乾膜發生聚合反應 不能被顯影液洗掉 Copyright MitacInternationalCorp 顯影 Developing 製程目的 把尚未發生聚合反應的區域用顯像液將之沖洗掉 已感光部分則因已發生聚合反應而洗不掉而留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜 重要原物料 弱堿 Na2CO3 一次銅 乾膜 Copyright MitacInternationalCorp 二次电镀 二次鍍銅 剥膜 線路蝕刻 剥錫 目的 將銅厚度鍍至客戶所需求的厚度完成客戶所需求的線路外形 鍍錫 Copyright MitacInternationalCorp 二次鍍銅 目的 將顯影后的裸露銅面的厚度加後 以達到客戶所要求的銅厚重要原物料 銅球 乾膜 二次銅 Copyright MitacInternationalCorp 鍍錫 目的 在鍍完二次銅的表面鍍上一層錫保護 做為蝕刻時的保護劑重要原物料 錫球 乾膜 二次銅 保護錫層 Copyright MitacInternationalCorp 剥膜 目的 將抗電鍍用途之幹膜以藥水剥除重要原物料 剝膜液 KOH 線路蝕刻 目的 將非導體部分的銅蝕掉重要原物料 蝕刻液 氨水 二次銅 保護錫層 二次銅 保護錫層 底板 Copyright MitacInternationalCorp 剥錫 目的 將導體部分的起保護作用之錫剥除重要原物料 HNO3 H2O2兩液型剥錫液 二次銅 底板 Copyright MitacInternationalCorp 外層檢驗流程説明 虛綫框代表該制程將根據客戶或厰内需要決定是否走該流程 阻抗量測及綫寬量測本課程暫不介紹制程目的 通過檢驗的方式 將一些不良品挑出 降低製造成本收集品質資訊 及時反饋 避免大量的異常產生 Copyright MitacInternationalCorp A O I 全稱爲AutomaticOpticalInspection 自動光學檢測目的 通過光學原理將圖像回饋至設備處理 与設定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較 找去缺點位置 需注意的事項 由於AOI說用的測試方式為邏輯比較 一定會存在一些誤判的缺點 故需通過人工加以確認 Copyright MitacInternationalCorp V R S 全稱爲VerifyRepairStation 確認系統目的 通過与A O I連綫 將每片板子的測試資料傳給V R S 並由人工對A O I的測試缺點進行確認 需注意的事項 V R S的確認人員不光要對測試缺點進行確認 另外有一個很重要的function就是對一些可以直接修補的缺點進行修補 Copyright MitacInternationalCorp O S電性測試 目的 通過固定制具 在板子上建立電性回路 加電壓測試后与設計的回路資料比對 確定板子的電性狀況 所用的工具 固定模具 Copyright MitacInternationalCorp 找O S 目的 在O S測試完成后 對缺點板將打出票據 並標示缺點的點數位置代碼 由找O S人員通過電腦找出該位置 並通過蜂鳴器量測該點 以確定是否為真缺點所需的工具 設計提供的找點資料 電腦 Copyright MitacInternationalCorp MRX銅厚量測 目的 通過檢驗的方式確定板子在經過二次銅后 其銅厚是否能滿足客戶的要求需注意的事項 銅厚的要求是每個客戶在給規格書時都會給出的 故該站別是所有產品都必須經過的 另外 量測的數量一般是通過抽樣計劃得出 Copyright MitacInternationalCorp SolderMask防焊SurfaceTreatmentProcess加工Routing成型FinalInspection Testing终检 PCB表面处理 Copyright MitacInternationalCorp 防焊 SolderMask 目的 A 防焊 防止波焊时造成的短路 并节省焊锡之用量B 护板 防止线路被湿气 各种电解质及外来的机械力所伤害C 绝缘 由于板子愈来愈小 线路间距愈来愈窄 所以对防焊漆绝缘性质的要求也越來越高 Copyright MitacInternationalCorp 原理 影像转移主要原物料 油墨油墨之分类主要有 IR烘烤型UV硬化型 Copyright MitacInternationalCorp SoldmaskFlowChart 预烘烤 印刷 前处理 曝光 显影 烘烤 S M Copyright MitacInternationalCorp 前处理目的 去除表面氧化物 增加板面粗糙度 加强板面油墨附着力 主要原物料 SPS Copyright MitacInternationalCorp 印刷目的 利用丝网上图案 将防焊油墨准确的印写在板子上 主要原物料 油墨常用的印刷方式 A印刷型 ScreenPrinting B淋幕型 CurtainCoating C喷涂型 SprayCoating D滚涂型 RollerCoating Copyright MitacInternationalCorp 制程主要控制点油墨厚度 一般为1 2mil 独立线拐角处0 3mil min 预烤目的 赶走油墨内的溶剂 使油墨部分硬化 不致在进行曝光时粘底片 Copyright MitacInternationalCorp 制程要点温度与时间的设定 须参照供应商提供的条件双面印与单面印的预烤条件是不一样的 烤箱的选择须注意通风及过滤系统以防异物沾粘 温度的设定 必须有警报器 时间一到必须马上拿出 否则overcuring会造成显影不尽 隧道式烤箱其产能及品质都较佳 唯空间及成本须考量 Copyright MitacInternationalCorp 曝光目的 影像转移主要设备 曝光机制程要点 A曝光机的选择B能量管理C抽真空良好 Copyright MitacInternationalCorp 显影目的 将未聚合之感光油墨利用浓度为1 的碳酸钠溶液去除掉 制程要点 A药液浓度 温度及喷压的控制B显影时间 即线速 与油墨厚度的关系 Copyright MitacInternationalCorp 后烤目的 主要让油墨之环氧树脂彻底硬化 Copyright MitacInternationalCorp 印文字目的 利于维修和识别原理 印刷及烘烤主要原物料 文字油墨 Copyright MitacInternationalCorp ScreenPrintingFlowChart 烘烤 印一面文字 印另一面文字 S M 文字 文字 Copyright MitacInternationalCorp 加工 SurfaceTreatmentProcess 主要流程 A化金 ImmersionGold IMGB金手指 GoldFinger G FC喷锡 HotAirSolderLeveling HAL Copyright MitacInternationalCorp 化学镍金 EMG 目的 1 平坦的焊接面2 优越的导电性 抗氧化性原理 置换反应主要原物料 金盐 Copyright MitacInternationalCorp 流程 前处理化镍金段后处理前处理目的 去除铜面过度氧化及去除轻微的Scum主要原物料 SPS制程要点 A刷压BSPS浓度C线速 Copyright MitacInternationalCorp 化镍金段目的 在铜面上利用置换反应形成一层很薄的镍金层 厚度一般为2 4um 主要原物料 金盐 金氰化钾PotassiumGoldCyanide简称PGC 制程要点 A药水浓度 温度的控制B水洗循环量的大小C自动添加系统的稳定性 Copyright MitacInternationalCorp 后处理目的 洗去金面上残留的药水 避免金面氧化主要用料 DI水制程要点 A水质B线速C烘干温度 Copyright MitacInternationalCorp ENTEK目的 1 抗氧化性2 低廉的成本原理 金属有机化合物与金属离子间的化学键作用力主要原物料 护铜剂 Copyright MitacInternationalCorp SurfacetreatmentFlowChart O S P 化学镍金 喷锡 锡铅 镍金 Entek Copyright MitacInternationalCorp 金手指 G F 目的 优越的导电性 抗氧化性 耐磨性原理 氧化还原主要原物料 金盐 Copyright MitacInternationalCorp GoldFingerFlowChart 镀金 前处理 镀金前 后处理 镀金前 镀金后 Copyright MitacInternationalCorp 流程 Copyright MitacInternationalCorp 目的 让板子仅露出欲镀金手指之部分线路 其他则以胶带贴住防镀 主要物料 镀金保护胶带 蓝胶 小红胶 制程要点 此制程是最耗人力的 作业人员的熟练度异常的重要 不熟练的作业人员可能割伤板材 现有自动贴 割胶机上市 但仍不成熟 还须注意残胶的问题 Copyright MitacInternationalCorp 镀镍金目的 在金和铜之间镀上一层镍作为屏障 避因长期使用 所导致金和铜会有原子互相漂移的现象 使铜层露出影响到接触的性质 镀金的主要目的是保护铜面避免在空气中氧化 主要原物料 金盐制程要点 A药水的浓度 温度的控制B线速的控制C金属污染 Copyright MitacInternationalCorp 撕胶目的 将贴住防镀部分的胶带撕掉 便于后序作业 制程要点 撕胶时应注意一定要撕净 否则将会造成报废 Copyright MitacInternationalCorp 成型流程简介目的 让板子裁切成客户所需规格尺寸原理 数位机床机械切割主要原物料 铣刀 Copyright MitacInternationalCorp CNCFlowChart 成型后 成型 成型前 Copyright MitacInternationalCorp 终检流程简介目的 确保出货的品质流程 A测试B检验 Copyright MitacInternationalCorp 测试目的 并非所有制程中的板子都是好的 若未将不良板区分出来 任其流入下制程 则势必增加许多不必要的成本 电测的种类 A专用型 dedicated 测试专用型的测试方式之所以取为专用型 是因其所使用的治具 Fixture 仅适用一种料号 不同料号的板子就不能测试 而且也不能回收使用 测试针除外 Copyright MitacInternationalCorp 优点 aRunningcost低b产速快缺点 a治具贵bsetup慢c技术受限B泛用型 UniversalonGrid 测试其治具的制作简易快速 其针且可重复使用 Copyright MitacInternationalCorp 优点 a治具成本较低bset up时间短 样品 小量产适合缺点 a设备成倍高b较不适合大量产C飞针测试 Movingprobe 不需制做昂贵的治具 用两根探针做x y z的移动来逐一测试各线路的两端点 Copyright MitacInternationalCorp 优点 a极高密度板的测试皆无问题b不需治具 所以最适合样品及小量产 缺点 a设备昂贵b产速极慢 Copyright MitacInternationalCorp 检验目的 检验是制程中进行的最后的品质查核 检验的主要项目 A尺寸的检查项目 Dimension 外形尺寸OutlineDimension各尺寸与板边HoletoEdge板厚BoardThickness孔径HolesDiameter线宽Linewidth space孔环大小AnnularRing Copyright MitacInternationalCorp 板弯翘BowandTwist各镀层厚度PlatingThicknessB外观检查项目 SurfaceInspection 孔破Void孔塞HolePlug露铜CopperExposure异物Foreignparticle多孔 少孔Extra MissingHole金手指缺点GoldFingerDefect文字缺点Legend Markings Copyright MitacInternationalCorp C信赖性 Reliability 焊锡性Solderability线路抗撕拉强度Peelstrength切片MicroSectionS M附着力S MAdhesionGold附着力GoldAdhesion热冲击ThermalShock阻抗Impedance离子污染度IonicContamination Copyright MitacInternationalCorp 各種表面處理的比較1 噴錫 將PCB熔於錫爐中2 3秒 迅速提起 再用210 260 C的高壓熱風吹淨孔內殘錫 容易產生板彎板翹 焊墊不平整 2 化金 發生多步化學方法 使銅面沉積鎳和金 成本較噴錫高 但焊墊平整 導電性能良好 PCB相關基础知識介紹 Copyright MitacInternationalCorp 3 金手指 導電性能和抗氧化性能比化金強 但成本較高4 OSP Entek 有機保焊膜 保護銅不被氧化 厚度0 4um 成本低 但是表面透明不易檢驗 重工性差 Copyright MitacInternationalCorp PCB的單位常識銅箔厚度一般以OZ 盎司 為單位 單位換算 1OZ 35 m1inch 25 4mm 103mil1mil 0 025mm為甚麼要塞孔 1 導通孔塞孔阻止波峰焊時錫不會從導通孔貫穿到元件面上引起短路 2 避免元