PCB内层基础介绍

DOC.DOC.内层根底介绍制程目的三层板以上产品即称多层板,传统之双面板为协作零件之密集装配，在有限的板面上无通讯委员会(FCC198410或有参与网络联机者，皆必需要做“接地“以消退干扰的影响。但因板面面积不够,因此pcblay-out配而日见增多.本章将探讨多层板之内层制作与留意事宜.制作流程依产品的不同现有三种流程PrintandEtch发料→钻对位孔→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜Post-etchPunch发料→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜→冲工具孔DrillandPanel-plate发料→钻孔→通孔〔PTH〕→电镀→影像转移→蚀刻→剥膜上述三种制程中,第三种是有埋孔(buriedhole汰，厂内目前使用其次种(Post-etchPunch)制程－高层次板子较普遍使用的流程.发料但以下几点须留意：裁切方式-会影响下料尺寸磨边与圆角的考量-影响影像转移良率制程方向要全都-即经向对经向，纬向对纬向下制程前的烘烤-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，看似简洁的一道制程，其实里面的学问颇大。必要铜面处理的制程有以下几个干膜压膜内层氧化处理前钻孔后化学铜前镀铜前绿漆前喷锡(或其它焊垫处理流程)前金手指镀镍与其它任何外表须另行处理的制程前a.c.f.g.等制程一般为独立加装设备处理，其余皆属制程自动化中的一部份，多数承受化学药液加压处理方式。处理方法现行铜面处理方式可分三种：刷磨法(Brush)喷砂法(Pumice)化学法(Microetch)以下即做此三法的介绍刷磨法刷磨动作之机构,见图所示.4.1本卷须知刷轮有效长度都需均匀使用到,否那么易造成刷轮外表上下不均须做刷痕试验，以确定刷深与均匀性优点本钱低制程简洁，弹性缺点薄板细线路板不易进展基材拉长，不适内层薄板刷痕深时易造成D/F附着不易而渗镀有残胶之潜在可能喷砂法以不同材质的细石(俗称pumice)为研磨材料优点：外表粗糙均匀程度较刷磨方式好尺寸安定性较好可用于薄板与细线缺点：Pumice机器维护不易化学法(微蚀法)化学法有几种选择，见表.F.结纶DOC.DOC.DOC.是化学处理法会更普遍，因细线薄板的比例愈来愈高。影像转移印刷法前言电路板自其起源到目前之高密度设计,始终都与丝网印刷(SilkScreenPrinting)－或网版印刷有直接亲热之关系其它电子工业尚有厚膜(ThickFilm)的混成电路(HybridCircuit)、芯片电阻(ChipResist)、与外表黏装(SurfaceMounting)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,印刷方法已无法到达规格需求,因此其应用X围渐缩,而干膜法已取代了大局部影像转移制作方式.以下是目前尚可以印刷法代替的制程: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(Peelableink)丝网印刷法(ScreenPrinting)简介丝网印刷中几个重要根本原素:网材,网版,乳剂,曝光机,印刷机,刮刀,油墨,烤箱等,以下逐一简洁介绍.网布材料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.编织法:最常用也最好用的是单丝平织法PlainWeave.网目数(mesh),网布厚度(thickness),线径(diameter),开口(opening)的关系开口:网目数:每inchcm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),Halfheavyduty(H),Heavyduty(HD),Superheavyduty(SHD)网版(Stencil)的种类直接网版(DirectStencil)将感光乳胶调配均匀直接涂布在网布上刷厚度而定.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.间接网版(IndirectStencil)把感光版膜以曝光与显像方式自原始底片上把图形转移过来多用于样品与小量产.油墨油墨的分类有几种方式以组成份可分单液与双液型.以烘烤方式可分蒸发枯燥型、化学反响型与紫外线硬化型(UV)以用途可分抗蚀,抗镀,防焊,文字,导电,与塞孔油墨.不同制程选用何种油墨,须视各厂相关制程种类来评估,如碱性蚀刻和酸性蚀刻选择之抗蚀油墨考虑方向就不一样.印刷作业性与快速的选择,尤以样品制作.较小工厂与协力厂仍有不少采手印.半自动印那么除loading/unloading以人工操作外,印刷动作由机器代劳,但对位还是人工操作.也有所谓3/4loadingRackloading/unloadingpinningccd以下针对几个要素加以讲解:XXX重要，一般X刮刀Squeege刮刀的选择考量有三，第一是材料，常用者有聚氨酯类(Polyure-thane，简称PU)。其次是刮刀的硬度，电路板多使用ShoreA608070－80度;对已有线路起伏之板面上的印绿漆与文字,那么60－70第三点是刮刀的长度，须比图案的宽度每侧长出3/4－1吋左右。刮刀在使用要将刮刀重磨利才行，需且刮刀刃线上不行消灭缺口，否那么会造成印刷的缺陷。(3).－此步骤主要是要将三个定位pin固定在印刷机台面上,调整网版与离板间隙(OffContactDistance)(指版膜到基板铜面的距离，应保持在2m/m－5m/mpinningccd适合极大量的单一机种生产.烘烤followdatasheet,再依厂内制程条件的差异而加以modify.一般因油墨组成不一，烘烤方式有风干,UV,IR本卷须知不管是机印或手印皆要留意以下几个重点－括刀行进的角度，包括与版面与ｘｙ平面的角度，－须不必要回墨.－固定片数要洗纸,防止阴影.－待印板面要保持清洁－每印刷固定片数要抽检一片依checklist检验品质.干膜法一般压膜机(Laminator)对板厚的制程力气在0.1mm厚以上,主要表现的问题为膜皱曝光时留意真空度曝光机台的平坦度显影时Breakpoint维持50~70%30+_2,须autodosing(自动添加).4现业界用于蚀刻的化学药液种类，常见者有两种，一是酸性氯化铜(CuCl2)蚀刻液，一种是碱性氨水蚀刻液。Ａ．两种药液的选择，视影像转移制程中，Resist是抗电镀之用或抗蚀刻之用。在内层制程中D/F负片流程，D/F仅是抗电镀，在蚀刻前会被剥除。其抗蚀刻层是锡铅合金或纯锡，故确定要用碱性蚀刻液，以免伤与抗蚀刻金属层；假设为正片流程，D/F是用于盖孔与保护客户设计之图形电路用，在蚀刻后被剥除，故确定要用酸性蚀刻液。B.设备与药液把握两种Etchant对大部份的金属都是具腐蚀性，所以蚀刻槽通常都用塑料，如PVC(PolyVinylchloridePP(PolyPropylene)。唯一可使用之金属是钛(Ti)。为了得到很好的蚀刻品质－最笔直的线路侧壁,(衡量标准为蚀刻因子etchingfactor，不同的理论刻铜外表接触愈多颖的蚀刻液。由于作用之蚀刻液Cu+浓度增高降低了蚀刻速度，须快速反响。以下为内层制作，介绍相关酸性蚀刻之内容。CuCl2铜可以三种氧化状态存在，原子形成Cu°,蓝色离子的Cu++以与较不常见的亚铜离Cu+。金属铜可在铜溶液中被氧化而溶解，见下面反响式〔1〕Cu°+Cu++→2Cu+ (1)C+氧化成Cu++,因此使蚀刻液能将更多的金属铜咬蚀掉。以下是更具体的反响机构的说明。反响机构直觉的联想，在氯化铜酸性蚀刻液中，Cu++与Cu+应是以CuCl2与CuCl存在才对，但事实非完全正确，两者事实上是以和HClCu°+H2CuCl4+2HCl→2H2CuCl3 (2)金属铜 铜离子 亚铜离子其中H2CuCl4 实际是 2H2CuCl3 实际是 CuCl+2HCl在反响式(2)中可知HCl(2式的简式而已。Cu°+H2CuCl4→2H2CuCl3+CuCl(不溶) (3)CuCl+2HCl→2H2CuCl3(可溶) (4)式中因产生CuClHCl的存在溶解CuCl，维HCl学品。虽然增加HCl的浓度往往可加快蚀刻速度，但亦可能发生下述的缺点。侧蚀(undercut)增大，或者etchingfactor假设补充药液是使用氯化钠，那么有可能产生氯气，对人体有害。有可能因此补充过多的氧化剂(H2O2)，而攻击钛金属H2O2。自动监控添加系统.目前使用CuCl2酸性蚀铜水平设备者,大半都装置Autodosing设备,以维持蚀铜速率,把握因子有五:比重HClH2O2温度蚀刻速度5.剥膜剥膜在pcb制程中，有两个step会使用，一是正片制程蚀刻后之D/F剥除，二是负片制程蚀刻前D/F剥除(假设外层制作为负片制程)D/F用联机水平设备，其使用之化学药液多为NaOH或KOH浓度在1~3%重量比。本卷须知如下：硬化后之干膜在此溶液下部份溶解过滤系统的效能格外重要.有些设备设计了轻刷或超音波搅拌来确保剥膜的彻底BCS帮助溶解，但有违环保，且对人体有害。因K(钾)会攻击锡，因此外层线路蚀刻前之剥膜液之选择须慎重评估。剥膜液为碱性，度氧化而影响下制程的品质。对位系统传统方式四层板内层以##治方式，将2.3层底片事先对准,黏贴于一压条上(和内层同厚),紧贴于曝光台面上，己压膜内层那么放进二底片间靠边即可进展曝光。1.2.5.2(postEtchPunch)方式PinLam此方法的原理较简洁，内层预先冲出4个Slot孔，包括底片，prepreq都沿用此冲孔系统，此4个SLOT孔，相对两组，有一组不对称，可防止套反。每个SLOT孔当置放圆PIN后，因受温压会有变形时，仍能自由的左右、上下伸展，但中心不变，故不会有应力产生。待冷却，压力释放后，又回复原尺寸，是一颇佳的对位系统。MassLamSystem沿用上一观念MultilinePPS透过CAM“(OpticalTarget)以与四角落之pads将上、下底片认真对准固定后，如##治做法，做曝光、显影蚀刻，剥膜等步骤。蚀刻后已有两光学靶点的内层板，放进OptilinePE机器上，让CCD4Slot假设是圆形工具孔、即当做铆钉孔，内层黑化后，即可以铆钉将内层与胶片铆合成册，再去进展无梢压板。各层间的对准度同心圆的观念利用关心同心圆，可check内层上、下的对位度不同内层同心圆的偏位表示压合时候的Shift滑动设计a.见图所示b.同心圆之设计，其间距为4mil，亦是各层间可容许的对位偏差,假设超出同心圆以外，那么此片可能不良。c.因压合有ResinCure〔固化收缩〕过程故pattern必需有预先放大的设计才能符合最终产品尺寸需求。7.内