PCB板生产流程.ppt

PCB板生产流程及来料检验培训,作者：王二跑,1/81,2/76,目录,PCB工艺流程PCB在PCBA常出问题PCB常见外观不良,3/76,PCB工艺流程,4/76,PCB工艺流程基板处理,裁板压干膜:内层基板经过裁切成适当大小与清洗后,压上干膜,经曝光显影而成此像.,1.下料裁板,5/76,PCB工艺流程内层,内层目的:涂布机在PCB板面涂上一层均匀的感光油墨,利用油墨感旋光性,经过UV光照射,利用底片透光与不透光区,接受到UV光的油墨发生化学聚合反应,通过DES线后得到所需内层线路.,磨边作业,1.磨刷作业,6/76,PCB工艺流程内层,内层1.前处理磨边:将基板的边磨光滑,不可出现锯齿毛边磨刷:利用磨刷方式进行板面粗化及清洁污染物,以提供较好之附着力除尘及中心定位除尘机功能:清除板面铜粉及灰尘中心定位功能:将基材定中心不偏离DC传动中心,除尘作业,7/76,2.涂布以滚轮挤压将感光油墨附着于基板铜面上,作为影像转移之介质涂布速度第一道7001100RPM第二道8001200RPM烘干利用红外线将涂布在板面上的油墨烘干温度:80130速度:55-75dm/min,感光油墨,2.内层板涂布(光阻剂),PCB工艺流程内层,IR烘烤,涂布,8/76,3.曝光将准备好的artwork准确贴于板面上,然后使用80100mj/cm2UV光照射,以棕色底片当遮掩介质,而无遮掩之部分油墨发生聚合反应,进行影像转移曝光能量：21格(58格清析),3.曝光,曝光后,Artwork(底片),PCB工艺流程内层,9/76,4.显影使用1%Na2CO3加压2.5kg/cm2,冲洗未经UV曝光照射之光聚合的油墨,从而使影像清晰地呈现出来显影浓度:0.81.2%温度:2730速度:3.06.0m/min压力:0.82.0kg/cm2,4.内层板显影,PCB工艺流程内层,显影板,10/76,5.蚀刻利用酸性蚀刻液,以已经UV曝光而聚合之干膜当阻剂,进行铜蚀刻,咬蚀掉呈现出来的铜,此时已形成内层线路(VCC/GND)CuCl2:150280moI/LH2O2:02%HCI:1.43.0moI/L温度:3050速度:3560dm/min压力:1.52.5kg/cm2,5.酸性蚀刻,PCB工艺流程内层,11/76,6.去膜用强碱(5%NaOH浸泡去除)将聚合之油墨冲洗掉,显出所需要之图样铜层温度:4060速度:4070min药水浓度:57%压力:1.53.0kg/cm2清洁清洁板面油污及板面的氧化物,6.去墨,PCB工艺流程内层,12/76,压合目的将铜箔、PP、内层经过热压、冷压精密结合在一起的过程1.黑化(棕化)以化学方式进行铜表面处理,产生氧化铜绒毛,以利增加结合面绩,提高压合结合力.内层合格板经过棕化线,使铜面形成细小棕色晶体而增强层间之附着力,1.黑化,PCB工艺流程压合,棕化膜,13/76,2.迭板将完成内层线路的基板与介质PP及外层铜箔等按要求组合到一起管制项目迭板层数13层钢板气压6-8kg/cm2钢板清洁度无脏物、无水铜箔清洁度无污染、无水牛皮纸14张新6张旧无尘刷子2open更换一次,2.迭板,PCB工艺流程压合,14/76,3.压合以2H高温进行环氧树脂融解,及以高压进行结合;并以40min冷压方式进行降温以避免板弯板翘4.铣靶/钻靶以铣靶方式将靶位铣出再以自动靶孔机进行钻靶,有利外层钻孔5.成型/磨边依制作工单要求尺寸以成型机进行捞边,并以磨边机细磨板边,以利避免后续流程之刮伤,3.压合,PCB工艺流程压合,15/76,钻孔目的在PCB上钻孔,使内层线路与外层线路经过电镀制程后上下线路及内层线路互连,以便散热、导通及安装零件用钻孔依流程记载板号,以DNC联机直接调出钻孔程序进行钻孔空压的配置：12HP/台吸尘的配置：2225m/s(吸尘风力)冰水制冷的配置：694kca/h环境条件：温度1822湿度:4065%检验:使用菲林核对孔数/测量孔径/外观,钻孔(P.T.H.),垫木板,铝板,PCB工艺流程钻孔,16/76,电镀目的:PTH(沉铜)将钻孔不导电的环氧树脂孔璧附着一层极薄的化学铜，使之具有导电性,电镀时一次性将面铜、孔铜镀到客户所需铜厚.1.前处理以磨刷方式进行板面清洁及毛头去除并以高压小洗去除孔内残屑.,3.镀通孔及全板镀厚铜,PCB工艺流程电镀,17/76,2.除胶渣及/通孔/电镀以高锰酸钾去除因钻孔所产生之胶渣再以化学铜沉积方式将孔壁金属化,厚度约为1525u”,使孔壁沉积一层薄薄的具有导电的铜3.一次铜(整板电镀)前处理:清洁板面镀铜:按电镀原理使孔壁和表面镀上一层0.40.6mil铜将孔铜厚度提高清洁:去除板面残留的酸及烘干水份,3.镀通孔及全板镀厚铜,PCB工艺流程电镀,18/76,外层目的:PCB板面压上一层感光干膜,利用干膜感旋光性经过UV光照射,利用底片透光与不透光区,接受到UV光的油墨发生化学聚合反应,通过蚀刻线后得到所需外层线路.1.前处理用微酸清洗,以磨刷方式进行板面清洁,2.外层压膜(干膜),PCB工艺流程外层,19/76,外层2.压干膜在板子表面通过压膜机压上一层干膜,作为图像转移的载体.压膜的参数条件:a、压膜轮温度:110100b、速度:3.03.5m/minc、贴膜温度:4550d、贴膜压力:3.04.0kg/cm2e、总气压值:5.06.0kg/cm2,2.外层压膜(干膜),PCB工艺流程外层,前处理:清洁及粗化板面增强干膜与板之间的附着力.贴膜:在板面贴上厚度为1.5mil聚酯感光膜(D/F),以利图像转移,20/76,3.曝光作用把底片上的线路转移到压好干膜的板子上.通过曝光,是使与图像相对应的干膜发生聚合反应方法在贴膜合格板上贴上线路artwork,然后送入5KW曝光机照射80110mj/cm2UV光,使该聚合的干膜进行光合作用,正确完成图像转移.曝光的参数条件:a、曝光能量79格残膜b、气压值:73030mmHgc、温度:2040,3.曝光,曝光后,PCB工艺流程外层,21/76,4.显影用弱碱(1%Na2CO3)将未聚合的干膜洗掉,使有未发生聚合反应图像的干膜露出铜面,显现线路显影的参数条件:a、显影槽的压力:1.21.8kg/cm2b、咸性浓度:0.9-1.0%c、速度:33-35dm/mind、水洗槽压力:1.01.6kg/cm2e、显影温度:3020,4.外层显影,PCB工艺流程外层,检测:检查线路O/S线径是否符合要求镀铜3、钻孔进料板孔内残留有钻屑,化学铜前处理(磨刷)无法将其冲洗干净经PTH后产生孔破.4、PTH线振动马达之钢簧破损/断裂,致使振幅偏低(0.15MM),致使板子孔内气泡不能及时赶出产生孔破不良.5、无尘室高效过滤网到使用期限，无法有效过滤及隔离尘埃6、PCBA产线对于DDR/PCI少锡不良板用小锡炉加锡时间过长,超出10秒2次,孔环经高温浸锡时造成断裂,PCB在PCBA常见问题PCB开路,原因分析,36/76,1、曝光作业清洁管控,由制程稽核每日进入无尘室用粘尘纸检验菲林表面清洁度2、干膜课压合钻孔制定相应管制,防止板边毛刺及粗糙板流至后站;3、加大化学铜前处理(磨刷机)加压水洗,确保经过磨刷之板孔内无钻屑及异物残留.4、定期(2次/月)测试PTH线之振动幅度,发现0.15MM振动马达立即给予更换.定时(2小时/次)点检所有振动系统5、已电镀后之板压合班别记号缺口、电镀线别锯口记号取消，降低板边铜颗粒、铜粉产生机率6、使用新高效过滤网新品,降低风口落尘量,PCB在PCBA常见问题PCB开路,改善对策,37/76,1、板面凹陷不良造成线路缺口开路;2、干膜填充能力不好,板面凹陷时此处刚好为线路干膜未将铜面保护好至使药水咬蚀形成缺口开路.流出原因:1、线路缺口在测试时无法测出,当目检发现缺口不良时,由于当时由新进人员进行修补作业,将其误判为防焊异物并进行补油作业未将不良板进行补线,造成不良流出;2、线路缺口在PCBAICT测试将其烧断了,从而产生开路,并且测试有找到此不良,但此不良在PCB驻厂人员进行维修时,漏修造成不良板流出(板面线路有刮掉绿油,并有上锡,但线路开路未修补并贴有PCB维修标签,PCB在PCBA常见问题PCB开路,原因分析,38/76,1、板面凹陷不良的板外层作业前进行打磨后再生产,针对当批不良板过中测后再入下站;2、针对干膜填充性已要求干膜厂商进行改善,增加填充性能减少缺口开路.3、针对缺口不良的板统一要求补线作业,针对新进人员未经培训合格的不允许进行修补作业;4、驻厂人员维修板后在维修标签上标上人员代码,针对有产生不良人员按排人员复核检验至连继2周无不良产出再单独作业;人员单独作业时,修理后的板,交回功能维修前,再对修理OK的板进行检验确认有无修和修理不良后转交.(人员代码区分:李雅凤PCB1李小莉PCB2方小敏PCB3)5、导入中检AOI设备.,PCB在PCBA常见问题PCB开路,改善对策,39/76,磨刷压膜曝光显影蚀刻,PCB在PCBA常见问题PCB开路,造成开路不良主要站别为:磨刷站、压膜站、曝光站,干膜课流程,40/76,磨刷原因分析及改善方案,1.磨刷流程,酸洗水洗磨刷水洗吸干吹干烘干,磨刷站影响开路主要因素为：1.烘干清洁度2.磨刷水洗压力,41/76,磨刷原因分析及改善方案,42/76,压膜原因分析及改善方案,2.压膜流程,排板压膜收板板子静止,造成开路不良主要因素为:1.压膜温度2.压膜轮的清洁频率3.压膜后的静止时间,43/76,压膜原因分析及改善方案,44/76,曝光原因分析及改善方案,3.曝光流程,取板套PIN钉曝光取板放板,造成开路不良主要因素为:1.取板2.套PIN钉3.曝光,45/76,曝光原因分析及改善方案,46/76,原因分析:1、湿膜后烤烤箱温度异常改善对策1、将油墨搅拌方式张贴于油墨搅拌台上.油墨开封后于油墨桶上注明搅拌时间.开封后8小时内需使用完毕.防止油墨变质;2、每班安排专人对膜厚做测试,确保在标准28-42UM以内，防止油墨厚度超过,造成无法烤干;,PCB在PCBA常见问题板面沾锡珠,47/76,1、PCB原因:1.1孔铜及面铜超出标准1.2未上锡饱满处有异物或异元素(孔内有防焊油墨)1.3膜厚过厚导致/化银线污染1.4化银制程烘干不足,孔内有水气1.5电镀制程异常（除胶渣过度或孔铜偏簿）,不良处藏匿有水气1.6钻孔孔壁粗糙度过大,不良处藏匿有水气1.7化银制程的焊锡性未最佳化1.8内聚力增强、附着力减弱；导致散锡性和上锡性均不良1.9PCB孔壁氧化、污染；,PCB在PCBA常见问题板面吃锡不良,原因分析,不良现象:孔内气泡底板吃锡不饱满孔环不上锡,48/76,2、PCBA波峰焊锡原因2.1FLUX质量（助焊剂比重/酸值/喷涂量不足）2.2预热不足,助焊剂挥发2.3焊剂活化作用时间（浸润时间/吃锡时间不足或温度不足）2.4到达在液相在线的时间；2.5波焊时间2.6回流焊的坡度2.7焊锡流动性、黏度,PCB在PCBA常见问题板面吃锡不良,原因分析,49/76,1、化银前烘烤防止PCB板内有水汽造成吃锡不良2、针对化银线进行保养,并对药水进行更换新鲜化银液3、针对防焊烤箱抽风进行确认,确保油墨内的溶剂与板面水汽能彻底烘干4、去除PCB之氧化层、污染：打喷砂预浸水洗烘干包装5、助焊剂成份（水气）、回流焊预热参数、大锡炉、吃锡时间等改善,PCB在PCBA常见问题板面吃锡不良,改善对策,50/76,孔内气泡,面板处孔口气泡,孔内气泡,底板吃锡饱满,底板吃锡不足,底板孔环与孔壁不吃锡,底板孔环不吃锡有露铜,底板吃锡不饱满,孔环不吃锡,板面吃锡不良现象:,51/76,PCB在PCBA常见问题板面吃锡不良,PCB厂测试项目,52/76,1、电镀PTH制程背光级别没有达到标准要求（8-10级）产生点状孔内缺铜；2、蚀刻过程中蚀刻药水渗入孔内将孔内部份铜咬蚀，产生孔内部份无铜,PCB在PCBA常见问题贯穿孔不通,原因分析,改善对策：,1、每2H对背光级别进行检查，8级以下背光要求重工处理；2、严格控制干膜贴膜参数，确保干膜与板面的附后着力，防止药水渗入,53/76,BGAPAD距线间距只有4mil,防焊开窗单边2mil,理论上防焊制作完成后BGAPAD距线还有2mil,实际生产中1.菲林会存在涨缩,厂内允许偏差2mil;人员对位存在偏差约2mil.累计偏差为3mil造成对位易偏移,线路易侧露;,PCB在PCBA常见问题菲林对歪,不良影响菲林对偏造成相邻线路侧露PAD上防焊漆,原因分析,54/76,1.针对底片涨缩在棕片压膜时当压膜速度为10格时底片会比原绘制值大2mil,而当压膜机的速度在10以下时,压膜出来的底片比原绘制值大1mil,固为控制底片涨缩,将压膜速度与由原来的5-15格降至现在的5-10格，避免速度够快造成的底片涨大于1mil,减少偏位；2.曝光时每PNL板的BGA.SMT都必须用放大镜确认无对偏,BGAPAD未与线路相切后,才可以进行曝光作业；3.首件确认频率由原来的2架板/次改为1架板/次，显影QC对来料每架板用放大镜进行抽样检验,每架板检验2PNL,针对于菲林对偏；4.针对厂内检验标准进行更改为菲林对偏造成相邻线路侧露不允收；菲林对偏造成PAD上防焊漆不允收,PCB在PCBA常见问题菲林对歪,改善对策,55/76,PCB在PCBA常见问题菲林对歪,56/76,1.原材料PP异常：PP物性不符，PP受潮（储存时间过长，储存环境异常），不能耐热冲击2.内层棕化：棕化拉力不足（范围4LB，参数异常，设备异常，药水异常，拉力测试）棕化膜不完整（板面去膜不尽，棕化前板面刮伤，棕化后板面刮伤）棕化板干噪度不足（棕化后未烘干，棕化后储存时间过长）棕化板污染（棕化水洗脏，棕化水洗吸水海棉轮脏）3.压合制程管制不当：压合料温异常，压合设备异常若：相同棕化条件/相同PP/不同压合条件，厂内生产发生起泡，厂外生产则OK，则：主要产生原因应为压合制程管制不当导致。,PCB在PCBA常见问题PCB起泡(爆板),原因分析:,57/76,1.原材料PP：1.1现有异常机种将建滔PP改为宏仁PP生产RC(613%)RF(395%)GT(宏仁14020sec建滔11520sec)VC(0.75%)1.2增加PP管制项目（Tg、Tg、T260、T288）：TG:1405,TG5(TG:1355,TG3)2.棕化：2.1将棕化药水更改为HighTg药水2.2棕化拉力测试频率1次/周改为1次/天3.压合制程参数管制：3.1重新调整升温曲线(由制程稽核每班确认升温曲线)3.2请PP厂商根据现状重新设定压合程序3.3压合产品可靠性试验频率增加(新机种试验改为每天试验),PCB在PCBA常见问题PCB起泡(爆板),改善对策,58/76,A.起泡不良图片:,B.切片分析,压合铜箔与PP有起泡分离,PCB在PCBA常见问题PCB起泡(爆板),1.1爆板发生在压合介质层之间,爆板发生在压合介质层,可能：PP含胶量不足,PP中玻纤与树脂之间来料时存在微小空洞,造成热压后空泡残留,经高温时澎胀而成.,1.2爆板发生在棕化层与介质层之间,爆板发生在棕化层间,可能：棕化拉力不足,59/76,D.将铜皮剥掉后观察:,E.取未起泡部位再次热应力测试:烘烤:150*4H,288浸锡10秒3次未发现分层起泡,C.将油墨去除取大铜皮部位作拉力测试测试结果为:11LB（范围4LB）,结论:以上可见铜皮与PP有分层,且PP与棕化层也有分层,由此推断不良起泡产生原因为PP异常.,以上可见PP严重分离,故推断PP可能存在不良.,PCB在PCBA常见问题PCB起泡(爆板),60/76,改善对策1.在PTH前加装振动水槽,PTH上挂前先泡水及振动处理,赶出孔内气泡,增强孔壁润湿性2.厚铜线镀铜槽加装振动马达,通过高频振动增强药水贯孔能力,PCB在PCBA常见问题小孔不通(贯穿孔有阻值),原因分析:1、PTH活化强度偏低造成活化不良，产生孔内气泡(活化强度偏下限，标准60-100%)；2、孔内有气泡或孔内润湿效果差，造成孔内镀铜不均匀导致孔内阻止不稳定；3、化铜线生产负荷量过大导致小孔不通不良率的升高（6月每条化铜线产能为55万片8月为65万片）；4、药水穿透能力差，气泡无法驱出造成小孔不通不良；5、孔壁铜面偏薄,61/76,不良实物切片图片,孔两端铜厚正常至中间铜厚渐薄经插件制程及成品测试烧机等高温环境后铜薄处被拉裂,经切片观察孔内气泡导致环状孔破,62/76,PCB在PCBA常见问题小孔不通(贯穿孔有阻值),63/76,振动水槽,阳极添加,PCB在PCBA常见问题小孔不通(贯穿孔有阻值),64/76,1.线路刮伤上银,2.PAD刮伤露铜,3.文字印刷模糊、残缺,PCB常见外观不良(1/2),4.菲林对歪,65/76,5.PAD发黄,6.起泡,7.板翘,8.孔塞油墨,PCB常见外观不良(2/2),66/76,PCB刮伤标准,67/76,PCB板翘标准,68/76,OSP板相关储存条件及注意事项,69/76,正常OSP板的PAD位置显现出亮铜色，如被氧化，就会发暗变灰,OSP氧化变色的可接受标准和实物图片,70/76,IA(化银)与OSP比较,什么是OSPOSP(OrganicSolderabilityPreservatives)就是“有机保焊剂”原理：OSP制程的反应原理，是苯基三连唑”BTA(Benzo-Tri-Azo)之类的化学品，在清洁的铜表面上,形成一层错合物式具保护性的有机物铜皮膜(均0.35m或14in)。一则可保护铜面不再受到外界的影响而生锈；二则其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊剂所迅速除去，而令裸铜面瞬间仍能展现良好的焊锡性；故正式学名称之为“有机保焊剂”即着眼于后者之功能。,什么是化银(IA)制程原理：化银即浸镀银(IMMERSIONSILVER)在酸性溶液中各种元素电动次序的排列中,银的电位是+0.8V,而铜的电位是+0.52V,铜要比银活泼0.279V,配制浸镀银槽液令铜溶解而令银沉积于PCB上.IMC结构：在焊接的瞬间,银层会很快溶入高温的焊点中,于是在锡与铜得以瞬间全面接触下,也很快形成良性IMCCu6Sn5,71/76,镀金与沉金优缺点比较,什么是镀金制程即整板镀金。一般是指电镀金、电镀镍金板、电解金、电金、电镍金板，有软金和硬金(一般用作金手指)的区分，其原理是将镍和金(俗称金盐)溶于化学药水中，将电路板浸于电镀缸中并通上电流而在电路板的铜箔面上生成镍金镀层，电镍金因其镀层硬度高、耐磨损，不易氧化的特点在电子产品名得到广泛的应用。什么是沉金制程通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层，通常就叫做沉金。它们各有优缺点，除了通电不通电之外，电金可以做的很厚，只要延长时间就行，硬度高，所以通常用于经常拔插滑动部分，如开关卡的金手指等。电金药水废弃的机会比化金小，但电金需要全板导通，而且不适合做特别幼细的线路。电金板的线路板主要有以下特点:1.电金板与OSP的润湿性