PCB制程简介资料课件

茂成電子科技（東莞）有限公司

「PCB制程簡介

」

品保部教材編號：

QA016-A

2010.10.08

1課程學習目標了解PCB相關定義;了解PCB生產流程;了解PCB各流程相關作業知識.課程講授大綱PCB定義;PCB生產流程講解.1.基礎理論真空管電晶

ICVLSIQFPBGA2.1920法國Parolini提出﹐在玻璃或陶瓷基板上造成電路

1930日本英國SUBTRACTIVE1940英國Globe-union提出減成法﹐製造收音機用的

PWB1950日本在1953年PWB才開始實用化SONY收音機

1960PCB板專業製造廠出現電子計算機﹑電子交換機

1970PCB因TV-game流行而大量生產

1980BURIEDANDBLIND.1990BGA&BUILDUP4PCB概念介紹﹙1﹚什麼是PCB？

carrier，function﹙2﹚層次區分

單面板

雙面板

多層板

HDI板﹙3﹚依軟硬區分

R：硬板rigidF：軟板flexRF：軟硬板rigidflex

PCB種類﹙1﹚熔錫板REFLOW﹙2﹚純錫板PURETIM﹙3﹚噴錫板S.M.O.B.C.﹙4﹚化金板ELECTROLESSGOLD﹙5﹚化銀板ELECTROLESSSILVER﹙6﹚化錫板ELECTROLESSTIM﹙7﹚全金板ELECTRICALGOLD﹙8﹚ENTECK﹙9﹚金手指PCB板內有什麼

﹙1﹚

基板，內層材料

FRBTPOLYIMIDEPAPER,TEFLON,RCC.﹙2﹚

銅–銅箔，鍍銅﹙3﹚

線路–粗細，長短﹙4﹚

孔–零件孔，導通孔D/FStrippingL2L3L4L5Inner-LayerDevelopingPunchingorRoutingF.Q.C.Packing&ShippingInner-LayerD/FL2L3L4L5Inner-LayerEtchingL2L3L4L5PanelCuttingL2L3L4L5RivetL2L3L4L5LaminationL1L6L2L3L4L5Outer-LayerDrillingL1L6L2L3L4L5PatternPlatingL1L6L2L3L4L5Outer-LayerDevelopingL1L6L2L3L4L5Outer-LayerD/FL1L6L2L3L4L5Tin-LeadStrippingL1L6L2L3L4L5SolderMaskPrintL1L6L2L3L4L5HALorEntekL1L6L2L3L4L5Inner-LayerStrippingL2L3L4L5Metalize&PanelPlatingL1L6L2L3L4L5Outer-LayerEtchingL1L6L2L3L4L5CleaningPost-PunchingL2L3L4L5L1L6L2L3L4L51ElectricalTestingTDRTestingTDRTestingPCB流程PCB制造流程简介(PA0)‏PA0介绍(发料至DESMEAR前)‏PA1(内层):裁板;内层前处理;压膜;曝光;DES连线PA9(内层检验):CCD冲孔;AOI检验;VRS确认PA2(压板):棕化;铆钉;叠板;压合;后处理PA3(钻孔):上PIN;钻孔;下PINPA1(内层)介绍流程介绍:目的:利用影像转移原理制作内层线路DES为显影;蚀刻;去膜连线简称前处理压膜曝光DES裁板PA1(内层)介绍裁板(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PA1(内层)介绍前处理(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PA1(内层)介绍压膜(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PA1(内层)介绍曝光(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,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PA1(内层)介绍显影(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PA1(内层)介绍蚀刻(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PA1(内层)介绍去膜(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PA9(内层检验)介绍流程介绍: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PA9(内层检验)介绍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PA9(内层检验)介绍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PA9(内层检验)介绍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PA2(压合)介绍流程介绍: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PA2(压合)介绍棕化: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PA2(压合)介绍铆合:(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/P2L3L

4L

5L2L3L

4L

5L铆钉PA2(压合)介绍叠板: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Layer1Layer2Layer3Layer4Layer5Layer6PA2(压合)介绍压合: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PA2(压合)介绍后处理: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PA3(钻孔)介绍流程介绍: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PINPA3(钻孔)介绍上PIN:目的:对于非单片钻之板,预先按STACK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PA3(钻孔)介绍钻孔: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PA3(钻孔)介绍钻孔铝盖板垫板钻头PA3(钻孔)介绍下PIN:目的:将钻好孔之板上的PIN针下掉,将板子分出PCB製造流程簡介---PB0PB0介紹(鑽孔後至綠漆前)‏

PB1(I銅):水平PTH連線;一次銅線;

PB2(外層):前處理壓膜連線;自動手動曝光;顯影

PB3(II銅):二次銅電鍍;外層蝕刻

PB9(外層檢驗)：A.Q.I/VRS/阻抗測試/銅厚量測/電性測試PB1(電鍍I銅)介紹

流程介紹鑽孔去毛頭(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PB1(電鍍I銅)介紹

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PB1(電鍍I銅)介紹

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)‏PB1(電鍍I銅)介紹

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PTHPB1(電鍍I銅)介紹

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PB2(外層)介紹

流程介紹: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PB2(外層)介紹

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PB2(外層)介紹

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。PB2(外層)介紹

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，為負片，底片黑色為綫路白色為底板(白底黑綫)‏

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PB2(外層)介紹

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PB3(電鍍II銅)介紹

流程介紹: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PB3(電鍍II銅)介紹

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PB3(電鍍II銅)介紹

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PB3(電鍍II銅)介紹剥膜:

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PB3(電鍍II銅)介紹剥錫:

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PB9(外層檢驗)介紹流程介紹:

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PB9(外層檢驗)介紹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PB9(外層檢驗)介紹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PB9(外層檢驗)介紹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PB9(外層檢驗)介紹找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PB9(外層檢驗)介紹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PCB制造流程简介—PC0PC0介绍（防焊---成型）:PC1(SolderMask防焊）PC2(SurfaceTreatmentProcess加工）PC3(Routing成型）PC9(FinalInspection&Testing终检）PC1(防焊）流程简介防焊(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PC1(防焊）流程简介原理：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SoldmaskFlowChart预烘烤印刷前处理曝光显影烘烤S/MPC1(防焊）流程简介前处理目的：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：SPSPC1(防焊）流程简介印刷目的：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)‏PC1(防焊）流程简介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。PC1(防焊）流程简介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。PC1(防焊）流程简介曝光目的：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PC1(防焊）流程简介显影目的：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PC1(防焊）流程简介后烤目的：主要让油墨之环氧树脂彻底硬化。PC1(防焊）流程简介印文字目的：利于维修和识别原理：印刷及烘烤主要原物料：文字油墨ScreenPrintingFlowChart烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字

文字PC2(加工）流程简介加工(SurfaceTreatmentProcess)‏主要流程：

A化金(ImmersionGold)IMGB金手指（GoldFinger)G/FC喷锡(HotAirSolderLeveling)HALPC2(加工）流程简介化学镍金(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PC2(加工）流程简介流程：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PC2(加工）流程简介化镍金段目的：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PC2(加工）流程简介后处理目的：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PC2(加工）流程简介喷锡目的：1.保护铜表面

2.提供后续装配制程的良好焊接基地原理：化学反应主要原物料：锡铅棒PC2(加工）流程简介喷锡流程前处理目的：将铜表面的有机污染氧化物等去除。主要物料：SPS制程要点：药水中的铜离子含量、温度、线速前处理上FLUX喷锡后处理PC2(加工）流程简介上FLUX目的:以利于铜面上附着焊锡。主要原物料：FLUX制程要点：FLUX的黏度与酸度，是否易于清洁PC2(加工）流程简介喷锡目的：将铜面上附上锡。主要原物料：锡铅棒（63/37）制程要点：

A机台设备的性能

B风刀的结构、角度、喷压、热风温度锡炉温度、板子通过风刀的速度、浸锡时间等。

C外层线路密度及结构PC2(加工）流程简介后处理目的：将残留的助焊剂或其由锡炉带出之残油类物质洗掉。制程要点：本步骤是喷锡最后一个程序，看似没什么，但若不用心建置，反而会功败垂成，需要考虑的几点是：

A冷却段的设计

B水洗水的水质、水温、及循环设计

C轻刷段PC2(加工）流程简介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SurfacetreatmentFlowChartO.S.P.化学镍金喷锡锡铅、镍金、EntekPC2(加工）流程简介金手指（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GoldFingerFlowChart镀金前处理镀金前后处理鍍金前

镀金后PC2(加工）流程简介流程:PC2(加工）流程简介目的：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， PC2(加工）流程简介镀镍金目的：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PC2(加工）流程简介撕胶目的：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。PC2(加工）流程简介贴喷锡保护胶带目的：将金手指贴上镀金保护胶带，防止沾锡造成报废。主要物料：喷锡保护胶带制程要点：此步骤也是最耗人力的，同样不熟练的作业人员可能会割伤板子、割胶不良造成沾锡报废、露贴等缺点事项。PC2(加工）流程简介热压胶目的：将胶带很好的与板子粘贴紧密，防止在喷锡时胶带剥落沾锡而导致报废。主要设备：热压胶机制程要点：热压胶机的温度、压力、线速的控制；喷锡保护胶带的品质。PC3(成型）流程简介成型目的：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CNCFlowChart成型后成型成型前PC9(终检）流程简介终检目的：确保出货的品质流程：

A测试

B检验PC9(终检）流程简介测试目的：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