印制电路板制作.ppt

1、印 刷 电 路 板 制 作 流 程 简 介,客户资料,业 务,工 程,生 产,流 程 说 明,提供 磁盘、底片、机构图、规范.等,确认客户数据、订单,生管接获订单 发料 安排生产进度,育 富 电 子 股 份 有 限 公 司,审核客户数据，制作制造规范及工具或软件 例：工作底片、钻孔、测试、成型软件,目录,P2,A. PCB制作流程简介- P. 2 B.各项制程图解-P. 3 P.29,PCB制作流程图,P3,流 程 说 明,内 层 裁 切,依工程设计基板规格及排版图裁切生产工作尺寸,40 in,P4,P.P(Preprge)种类,A. 1080 (PP) 2.6 mil B. 7628 (PP

2、) 7.0 mil C. 7630 (PP) 8.0 mil D. 2116 (PP) 4.1 mil,铜箔(Copper)的厚度,A. 0.5 OZ 0.7 mil B. 1.0 OZ 1.4 mil C. 2.0 OZ 2.8 mil,流 程 说 明,P5,PP的种类是按照纱的粗细、织法、含胶量而有所不同的玻璃布，分别去命名。,内层影像转移,压膜,感光干膜 Dry Film,内层 Inner Layer,将内层底片图案以影像转移到感光干膜上,压膜前须做下列处理：(铜面处理)清洗 微蚀 磨刷 水洗 烘干 压膜 何谓铜面处理：不管原底裁铜薄或一次镀铜板都要仔细做清洁处理及粗化，对干膜(Dry

3、Film)才有良好的附着力。铜面处理可分两种型态： 1.微蚀:利用稀硫酸中和一一把铜面氧化物去除，有时铜箔表面有一层防锈的铬化处理膜也应一起去掉，时间大约为1-2分钟，浓度10%(适用于多层板)。 2.机械法:以含有金钢刷或氧化铝等研磨粉料的尼龙刷。良好的磨刷能去除油脂(grease)、飞尘(dust)、和颗粒(particle)氧化层(oxidixed layer)，及表面的凹凸可以使干膜与铜面有良好的密着性，以免产生open的现象。磨刷太粗糙会造成渗镀(pen etreating)和侧蚀。,压膜:是将光阻剂以热压方式贴附在清洁的板面上,流 程 说 明,P6,干膜(Dry Film)：是一种

4、 能感光,显像,抗电镀,抗蚀刻 之阻剂,感光干膜,内 层,UV光线,内层底片,曝光,曝 光 后,感光干膜,内 层,1.所谓曝光是指让UV光线穿过底片及板面的透明盖膜，而达到感光之阻剂膜体中使进行一连串的光学反应。 2.随时检查曝光的能量是否充足，可用光密度阶段表面(pensity step tablet)或亮度计(radiometer)进行检测，以免产生不良的问题。 曝光时注意事项： (1).曝光机及底片的清洁，以免造成不必要的短路或断路。 (2).曝光时吸真空是否确实，以免造成不必要的线细。,曝 光 Exposure,流 程 说 明,P7,内层影像显影 Developing,感光干膜,内层

5、Inner Layer,将未受光干膜以显影药水去掉留已曝光干膜图案,显影：显像是一种湿式的制程，是利用碳酸钠(纯碱)消泡剂及温度所控制，可在输送带上以喷液的方式进行，正常的显影应在喷液室的一半或2/3的距离显影干净，以免造成显影过度，或显影不洁，以致造成侧蚀(undercut)。 极细线路之制作，显像设备就必须配合调整喷嘴、喷压、及显像液的浓度。,流 程 说 明,P8,蚀刻：蚀刻液的化学成份、温度、氯化铜ph值及输送速度等，,皆会对光阻膜的性能造成考验。,内层蚀刻,内 层,内 层,内层线路,内层线路 Inner Layer Trace,内 层 去 膜,将裸露铜面以蚀刻药水去掉留己曝光干膜图案,

6、将己曝光图案上的干膜以去膜药水去掉,蚀刻 Copper Etching,流 程 说 明,P9,内 层,内层线路,内 层,内层线路,内 层 冲 孔,内层检测Inspection,内层钻孔对位孔及铆合孔以光学校位冲出,内层影像以光学扫描检测(AOI) (Auto Optical Inspection ),流 程 说 明,P10,内层黑(棕)化Black(Brown) Oxide,内层图案做黑化处理防止氧化及增加表面粗糙,黑化目的：1.使铜面上形成粗化，使胶片的溶胶有较好的固着地。 2.阻止胶片中的铵类或其他有机物攻击裸面，而发生分离的现象。 缺点 ：当黑化时间常超过1.724Mg/cm2时间较久，

7、造成黑化层较厚时，经pth后常会发生粉红圈(pink ring)，是因pth中的微蚀活化或速化液，攻入黑化层而将之溶洗掉，露出铜之故，棕化层因厚度较薄0.5mg/cm2较少pink ring 。,流 程 说 明,P11,铜 箔,内 层,胶 片,压 合(1) Lamination,将内层板及P.P胶片覆盖铜皮经预迭热压完成,胶 片,铜 箔,上 钢 板,脱膜纸浆(牛皮纸),下 钢 板,流 程 说 明,P12,钢板:：主要是均匀分布热 量，因各册中之各层上铜 量分布不均，无铜处传热 很慢，如果受热不均匀会 造成数脂之硬化不均， 会造成板弯板翘,牛皮纸(Kroft Paper) : 主要功能在延缓热量

8、之 传入，使温度曲线不致 太陡，并能均匀缓冲 (Curshion)、分布压力 及赶走气泡，又可吸收 部份过大的压力,脱膜纸浆(牛皮纸),铜 箔,内 层,胶 片,压 合(2) Lamination,将内层板及P.P胶片覆盖铜皮经预迭热压完成,目前厂内机器有-2台热压、1台冷压机。 热压须要2小时 ；冷压须要1小时。 一个锅可放5个OPEN， 一个OPEN总共可放12层。 迭合时须注意对位，上下迭合以红外线对位 。,红外线 对位,流 程 说 明,P13,靶 孔,洗靶孔,定位孔,钻定位孔,将内层定位孔以大孔径钻出裸露定位孔图形,将内层定位孔图形以光学校位方式钻出,压 合(3) Lamination,

9、流 程 说 明,P14,外层钻孔(1) (Outer Layer Drilling),外层钻孔,以内层定位孔为基准坐标钻出外层相对位置的各种孔径,钻孔管理 应有四方面 1.准确度(Acuracy) 指孔位在X、Y坐标数据上的精确性，如板子正面与反面在孔位上的差距，通常也指迭高三片(甚至四片)同一孔最上与最下两面的位置误差等。 2.孔壁的品质(Hole wall quality) 3.生产力(Productivity)指每次迭高(Stack High)的片数(Panels)。X、Y及Z等方向之移动，换夹钻针，上下板料，逐段钻通或一次通等总体生产数度。 4.成本(Cost)迭板片数钻针重磨(Re-

10、shaping)次数，盖板与垫板之用料 ，钻后品检之执行等(如数孔机Hole Counter或检孔机Hole Inspecter)。,目前厂内钻孔机7轴X4台，5轴X3台 制程能力：孔径尺寸误差+ 3 mil，目前厂内最小成品孔径10mil。,流 程 说 明,P15,以内层定位孔为基准坐标钻出外层相对位置的各种孔径,外层钻孔(2) (Outer Layer Drilling),外层钻孔,待钻板的迭高(Stacking)与固定 板子的迭高片数(张数)会影响到孔位的准确度。以62 mil的四层板而言，本身上下每片之间即可差到0.5 mil。故为了减少孔位偏差，其总厚度不宜超过孔径的23倍。迭高片数

11、太多，钻针受到太大的阻力后一定会产生摇摆(Wander)的情形，孔位当然不准。 盖板与垫板(Entry and Back-up) “垫板”是为了防止钻针刺透而伤及钻机台面之用，是一种必须的耗材。盖板主要目的是为钻针的定位 、散热、防止上层铜面产生出口性毛头等。 盖板采用合金铝板者从长期操作可知，不但平均孔位准度可提高25%，且钻针本身温度也可以降低20%，但多层板则一定要用。,流 程 说 明,P16,镀通孔(1)(黑孔) (Plated Through Hole),镀 通 孔,将外层孔以化学及物理方式涂附一层导电膜,黑孔(Black Hole)制程最最早于美国HUNT CHEMICAL，以碳粉

12、悬浊液(TONER)对孔壁试做导电涂布而发明。 BLACK HOLE制程并不复杂，操作控制较容易，此技术主要是以药液微小碳粉为基础的水溶性悬浮液(SUSPENSION)，其固态碳粉含量1.35%-1.45%，其余是水及微量添加剂 ，对操作人员健康比PTH好。药液不易沉淀可延长储存时间，仍能保持应有效能及活性，槽液可连续使用一年不易更新，可于440C -1400C都很安全，为了使悬浮液能够均匀在孔壁上，必须要将槽液循环搅拌，使BLACK HOLE后的烘烤能彻底硬化，以免孔壁黑墨被蚀刻冲掉。 优点:1.流程缩短时间2.废水污染低。 缺点:1.对于小孔的板子，尤其纵横比5:1深孔较容易孔破，须多走一

13、次。,流 程 说 明,P17,澎松 去胶渣 整孔 BLACK HOLE 微蚀,镀通孔(2)(黑孔) (Plated Through Hole),镀 通 孔,将外层孔以化学及物理方式涂附一层导电膜,微蚀: 能将板子铜面上的氧化物及其它杂物，连同所附着的整孔适况的界面活化剂一起剥掉，使非导体金属化制程中昂贵的钯及铜尽量镀在孔中，而不浪费在广大面积的铜面上。 去胶渣或蚀回(De-Smear or Etch back): 钻头在高速旋转时与孔壁发生磨擦，而产生大量的热量使温度急速上升，超过了FR-4的Tg 1200C甚多；因而使其环氧树脂发生熔化，随钻针退出孔壁时涂满了整个孔壁，待其温度降低后又硬化成

14、胶饼式，已变质的一层壳膜称为“胶渣”(Smear)，当无内层导体的双面板只须两外层互通电时，此种胶渣对其功能影响不大，一般皆听其自然不加以理会。多层板有内层线路必须藉内通孔之导体与其它各层贯通，故必须将其断面上的胶渣去掉。 更有甚之者孔壁之胶渣若不除去，则由无电铜及后来镀铜所建立的孔壁，并未扎根在坚实的胶面上，正如同房屋是建立在浮沙上一样经不起考验，在经过高温焊接后，整个孔壁会自底材的胶面及玻璃束上分离，形成所谓“拉离”(Pull away)，一般未做除胶渣双面板之焊后微切片，很容易见到这种现象。因未除胶渣的这种拉离现象，很可能造成通孔固着强度试验的失败(Bond Strength)故不可不慎

15、。,流 程 说 明,P18,UV光线,外层影像转移,压 膜,曝 光 Exposure,曝 光 后,将外层底片图案以影像转移到感光干膜上,干膜 Dry Film,底片图案,未曝光影像,透 明 区,已曝光区,流 程 说 明,P19,干膜(Dry Film)： 是一种能感光、显像 、抗电镀、抗蚀刻之 阻剂,流 程 说 明,外层影像显影,电镀厚铜,P20,将干膜上未曝光影像以显影液洗出裸露铜面,裸露图案,将裸露铜面及孔内镀上厚度1 mil的铜层,孔铜,镀铜：pcb镀铜而言，最有效完成质量输送的方式，就是镀液快速的搅拌，尤以对pth而言孔中镀液的快速流通才能有效建立孔壁规范，而不发生狗骨头(dog bo

16、ning),电镀纯锡,将已镀上厚铜铜面再镀上一层0.3mil的锡层,锡面,流 程 说 明,P21,镀锡的目的:保护其下所覆盖的铜导体,不致在蚀刻受到攻击是一种良好的蚀刻阻剂能耐得一般的蚀铜液,流 程 说 明,外 层 去 膜,外 层 蚀 刻 Copper Etching,外 层 剥 锡,P22,将已曝光干膜部份以去膜液去掉裸露铜面,线路图案,裸露铜面,将裸露以蚀刻液去掉后底层为基板树脂,树脂,将孔内及图案的锡面以剥锡液去掉裸露铜面图案,流 程 说 明,外层检修测试 Outer Layer Inspection,防 焊 印 刷 Solder Mask,P23,以目视或测试治具检测线路有无不良,测

17、试 针,将线路图案区涂附一层防焊油墨,防焊油墨,绿漆按质量之不同，而分成三个等级Class如下： Class1：用于一般消费性电子产品，如玩具单面板只要有绿漆即可。 Class2：为一般工业电子线路板用，如计算机、通讯设备、厚度0.5mil以上。 Class3：为高信赖度长时间操作之设备，厚度至少要1mil以上。,防 焊 曝 光,UV光线,防焊图案,以防焊底片图案对位线路图案,流 程 说 明,P24,防焊功能如下:1.下游组装焊接时，使其焊锡只局限沾锡所在指定区域。 2.后续焊接与清洗制程中保护板面不受污染。 3.避免氧化及焊接短路。 注意事项:不能漏印 、孔塞、空泡 、锡珠、对准度、PEEL

18、ING。 目前公司使用油墨:台佑YG-5(金黄色)、GF-2(绿色)、Z-100(绿色)、C8M(绿色)。 后烘烤时间:800C 30分/ 1200C 30分/ 1500C 120分,流 程 说 明,喷 锡 Hot Air Solder Leveling,防焊显影烘烤,P25,化金、镀金手指 Gold Finger,将防焊非曝光区以显影液去掉防焊油墨裸露图案后烘烤,防焊图案,将裸露铜面及孔内以喷锡着附一层锡面,锡 面,印 文 字 Print,以印刷方式将文字字体印在相对位对区,文 字 Silk Legend,文字印刷: 将客户所需的文字，商标或零件符号；以网板印刷(类似绢印)的方式印在板面上 ， 再以紫外线照射的方式曝光在板面上。,网 板,文 字(Silk Legend) OR 商标(Logo),流 程 说 明,P26,流 程 说 明,C1,C11,成型(Router),P27,依成品板尺寸将板边定位孔区去掉,成品板边,成型切割：将电路板以CNC成型机或模具冲床切割成客户所须的外型尺寸，切割时用插梢透过先前钻出的定