PCB全制程及相关基础知识介绍课件

1、Copyright Mitac International Corp PCB全制程及相关基础知识介绍全制程及相关基础知识介绍 Prepared by ：SQA / IQC ： TERRY Phone:3985 Mail: Terry .tw Copyright Mitac International Corp 大纲大纲 一一.PCB全制程流程介绍全制程流程介绍 二二.基础知识介绍基础知识介绍 三三.Matic 外观检验标准简介外观检验标准简介 Copyright Mitac International Corp PCB全制程节绍全制程节绍 *内层内层 *外层外层 *表面处理表面处理 Copyr

2、ight Mitac International Corp v流程介绍流程介绍: : v目的目的: : 利用影像转移原理制作内层线路利用影像转移原理制作内层线路 DESDES为显影为显影; ;蚀刻蚀刻; ;去膜连线简称去膜连线简称 内层介绍内层介绍 前处理 压膜曝光DES裁板 Copyright Mitac International Corp v裁板裁板(BOARD CUT):(BOARD CUT): v目的目的: : 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/1o

3、z;2oz/2oz等种类 v注意事项注意事项: : 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 Mitac International Corp v前处理前处理(PRETREAT):(PRETREAT): v目的目的: : 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 v主要原物料：主要原物料：刷輪 铜箔铜箔 绝缘层绝缘层 前处理后前处理后 铜面状况铜面状况 示意图示意图 Copyright Mitac International Corp 压膜压膜(LAMINATION):(LAMI

4、NATION): 目的目的: : 将经处理之基板铜面透过热压 方式贴上抗蚀干膜 v主要原物料主要原物料: :干膜(Dry Film) 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。 干膜干膜 压膜前压膜前 压膜后压膜后 Copyright Mitac International Corp v曝光曝光(EXPOSURE):(EXPOSURE): v目的目的: : 经光源作用将原始底片上的图像转 移到感光底板上 v主要原物料主要原物料: :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

5、 不透光,不发生反应(白线黑底白线黑底）,外 层所用底片刚好与内层相反,底片为 正片 UV光光 曝光前曝光前 曝光后曝光后 Copyright Mitac International Corp v显影显影(DEVELOPING):(DEVELOPING): v目的目的: : 用碱液作用将未发生化学反 应之干膜部分冲掉 v主要原物料主要原物料: :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 显影后显影后 显影前显影前 Copyright Mitac International Corp v蚀刻蚀刻(ETCHING):(ETCHIN

6、G): v目的目的: : 利用药液将显影后露出的 铜蚀掉,形成内层线路图 形 v主要原物料主要原物料: :蚀刻药液 (CuCl2) 蚀刻后蚀刻后 蚀刻前蚀刻前 Copyright Mitac International Corp v去膜去膜(STRIP):(STRIP): v目的目的: : 利用强碱将保护铜面之抗 蚀层剥掉,露出线路图形 v主要原物料主要原物料: :NaOH 去膜后去膜后 去膜前去膜前 Copyright Mitac International Corp v内层检验内层检验 : v目的目的: : 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

7、常发生 CCD冲孔 AOI检验 VRS确认 Copyright Mitac International Corp vCCDCCD冲孔冲孔: : v目的目的: : 利用CCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔 v主要原物料主要原物料: :冲头 注意事项注意事项: : 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 Mitac International Corp vAOIAOI检验检验: : 全称为Automatic Optical Inspection，自动光学检测 v目的：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，

8、找出缺点位置 v注意事項：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 Mitac International Corp vVRSVRS确认确认: : 全称为Verify Repair Station，确认系统 v目的：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 v注意事項：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 Mitac International Corp v压板压板 v目的：目的

9、： 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 Mitac International Corp v棕化棕化: : v目的目的: : (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 v主要愿物料主要愿物料:棕花药液 v注意事项注意事项: : 棕化膜很薄,极易发生擦花问题,操作时需注意操作手势 Copyright Mitac International Corp v铆合铆合:(:(铆合铆合; ;预叠预叠) ) v目的目的:(四层板不需铆钉) 利用铆钉将

10、多张内层板钉在一起, 以避免后续加工时产生层间滑移 v主要原物料主要原物料: :铆钉;P/P P/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 Mitac International Corp 叠板叠板: : 目的目的: : 将预叠合好之板叠成待压 多层板形式 主要原物料主要原物料: :铜皮 电镀铜皮;按厚度可分为 1/3OZ(代号T)

11、 1/2OZ(代号H) 1OZ(代号1) RCC(覆树脂铜皮)等 Layer 1 Layer 2 Layer 3 Layer 4 Layer 5 Layer 6 Copyright Mitac International Corp v压合压合: : v目的目的: :通过热压方式将叠合板压成多层板 v主要原物料主要原物料: :牛皮纸;钢板 钢板 压力 牛皮纸 承载盘 热板 可叠很多层可叠很多层 Copyright Mitac International Corp v后处理后处理: : v目的目的: : 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

12、后工序加工之工 具孔 v主要原物料主要原物料:钻头;铣刀 Copyright Mitac International Corp v钻孔钻孔 v目的目的: :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 Mitac International Corp v上上PIN:PIN: v目的目的: : 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 v主要原物料主要原物料: :PIN针 v注意事项注意事项: : 上PIN时需开防呆检查,避免因前制程混料造成钻孔报废 Copyright

13、Mitac International Corp v钻孔钻孔: : v目的目的: : 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 Mitac International Corp 钻孔 铝盖板 垫板 钻头 Copyright Mitac International Corp v下下PINPIN: v目的目的: : 将钻好孔之板上的

14、PIN针下掉,将板子分出 Copyright Mitac International Corp 外外层介紹层介紹 電鍍電鍍： 水平水平PTH連線連線;一次銅線一次銅線; 外層外層 :前處理壓膜連線前處理壓膜連線;自動手動曝光自動手動曝光;顯影顯影 二二次電鍍次電鍍:二次銅電鍍二次銅電鍍;外層蝕刻外層蝕刻 外層檢驗課：外層檢驗課：A.Q.I/VRS/阻抗測試阻抗測試/銅厚量測銅厚量測/電性測試電性測試 Copyright Mitac International Corp 電鍍電鍍 鑽孔 去毛頭 (Deburr) 去膠渣 (Desmear) 化學銅 (PTH) 一次銅 Panel plating

15、目的目的: 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 Mitac International Corp 去毛頭去毛頭(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 Mitac International Corp 去膠渣去膠渣(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

16、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 Mitac International Corp 化學銅化學銅(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20-40 micro inch的化學銅。 重要原物料：活化鈀 ，鍍銅液 PTH Copyright Mitac International Corp 一次銅一次銅 一次銅之目的: 鍍上200- 500 micro inch的厚度的銅 以保護僅有20-40 micro inch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 Mita

17、c International Corp 外層外層 前處理壓膜曝光顯影 目的目的: 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 Mitac International Corp 前處理前處理: 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 Mitac International Corp 壓膜壓膜(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(Dry film) 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

18、酸根，會與強鹼 反應使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。 Copyright Mitac International Corp 曝光曝光(Exposure): 製程目的: 通過 image transfer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 乾膜 底片 UV光 Copyright Mitac International Corp 顯影顯影(Developing): 製程目的: 把尚未發生聚合反 應的區域用顯像液將之沖

19、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 Mitac International Corp 二二次次电电镀镀 二次鍍銅剥膜線路蝕刻剥錫 目的目的: 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 Mitac International Corp 二次鍍銅二次鍍銅: 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 Mitac International Corp 鍍錫鍍錫: 目的:在鍍完

20、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 Mitac International Corp 剥膜剥膜: 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 Mitac International Corp 剥錫剥錫: 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 Mitac Internation

21、al Corp 外層檢驗外層檢驗 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 A.O.I O/S電性測試 V.R.S 找O/S MRX銅厚量測 TDR阻抗量測 外層線寬量測 Copyright Mitac International Corp A.O.I: 全稱爲Automatic Optical Inspection，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

22、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 Mitac International Corp V.R.S: 全稱爲Verify Repair Station，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 Mitac International Corp O/SO/S電性測試電性測試: : 目的：通過固

23、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 Mitac International Corp 找找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 Mitac International Corp MRX銅厚量測銅厚量測: 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

24、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 Mitac International Corp vSolder Mask 防焊 vSurface Treatment Process 加工 vRouting 成型 vFinal Inspection 2.避免元件安裝后焊劑殘留在導通孔內; 3.電子工厂電路板,在測試面上要求吸真空時能形成負壓才可進 行調試檢測. Copyright Mitac International Corp 鍍層厚度要求鍍層厚度要求 一一.金金(Gold) (金手指部分金手指部分) 0.015mil以上,純度9

25、9%以上; 化學金0.0020.003mil,純度99%以上 二二.鎳鎳(Nickel) 鍍金手指前,先鍍鎳0.1mil以上; 三三.噴錫噴錫(HASL) 厚度在0.1mil 1mil. 含量:錫50%70%,鉛30%50%;63/37 Copyright Mitac International Corp MITAC PCB 外觀檢驗標準簡介外觀檢驗標準簡介 Copyright Mitac International Corp open Short Trace Short缺點定義: 原為獨立之兩導體因製程不 良因素而導通. 規格:任何原因造成之短路皆不 允許. Trace open缺點定義: 原為連續之導體,因製程不良 因素而發生斷離. 規格:任何原因造成之短路皆不 允許. Copyright Mitac International Corp Dents Trace Dents缺點定義: 線路遭外力刮傷或任何前製程 影