PCB内层制程介绍[详细]

1、內層課製程介紹壹、 目的貳、 流程簡介參、 內層概述肆、 流程概述內 層 製 程 介 紹壹、 目的:1. 內層(Inner layer)製程原理說明 內層最主要的目的在於製作多層電路板之內層線路部份隨著科技成就的發達,相對多層電路板的要求也隨之升高層數的增多.密集的細線路將成為內層製程的主流.貳、 流程簡介: 前處理 感光阻劑附著 曝光 顯影 蝕刻 去墨 檢修1. 前處理 前處理的主要目的是去氧化及粗化板面以增加板面與油墨間之附著力.包含: 酸洗 SPS微蝕 化學式前處理 硫酸雙氧水 硬刷 不織布 陶瓷刷輪 尼龍刷 軟刷 尼龍軟刷 浮石粉 物理性處理 金鋼砂 無刷輪 噴砂 浮石粉 金鋼砂2.

2、感光阻劑附著 此段主要功用是將感光阻劑均勻附著於板面上.包含: 乾膜製程 濕墨印刷 網印 手動(半自動)印刷 自動網印 垂直式網版印刷 roller coater curtain coater spray coater3. 曝光 利用特定波長之紫外光(UV)照射該感光阻劑,使感光部份形成架橋,而感光過程中即以感光起始劑受UV照射後分裂成高活性之自由基,形成交聯反應產生鍵結,未感光部分並隨之顯影液而清洗去除.其型式分為 手動曝光機 平行光 非平行光 自動曝光機 平行光 非平行光4. 顯影 顯影是將未經曝光的區域洗去保留已曝光部分,其原理是未曝光的感光阻劑與顯影液中之碳酸鈉,形成鈉鹽而遭到溶解,使

3、感光部分得以保留,以達到顯像的目的.5. 蝕刻 以蝕刻液(CuCL2,HCL,氧化劑)來咬蝕未被乾膜覆蓋之銅,使不須要之銅層被除去,僅留下必須的線路圖案.其型式分為: 蝕刻 酸性蝕刻 鹼性蝕刻6. 去墨 以3%之NaOH將留在線上之油墨完全去除,內層板即成形.7. 檢修 內層板的好壞與否主要決定於成品之兩面對準度 是否精確和底片影像之轉移是否失真一般以線路寬距改變的程度 來判斷 .由於電路板上之線路寬距甚小,因此只要製程上的一個小失誤,便可能造成產品的不良.8. 退洗 現行液態感光阻劑一但發生油墨附著有瑕疵時,曝光前尚可利用顯影線進行退洗至於曝光後則採氫氧化鈉利用油墨不耐鹼特質破壞鍵結予以去除

4、,再以清水洗淨達到退洗效果.參、內層概述傳統多層板係為配合眾多零件之密集裝配,而在表層之外,項內部開闢更多之佈線空間,發揮眾多資料之迅速處理,而有多層板之發展.於是除了 將原來雙面板上的接地(Ground,Gnd)及電壓(Power,Vcc)等導體面改置於內層外,其他(內層中)還另需佈有配合外層零件,所有用到的訊號線路層(Signel Layer),這就是傳統多層板原來設計的目的. 但自從美國聯邦通訊委員會(FCC)宣布自以後,所有在美國上市的電子電器產品,若有涉及電訊通訊者,或有參與網路連線者,皆必須做好接地的工作,以消除各種雜訊(Noise)干擾所帶來的影響.而一般電子裝備或電器品,為提高

5、品質、減少干擾、及穩定電壓等措施起見,也須增加接地及電壓兩個層次.因而造成四層板在短時間內大量興起. 嚴格說起來這種四層板,其兩個大銅面內層上並無線路,只有多量蝕去銅後的空圓地,以待壓合後製作PTH,提供各IC之腳孔與其他零件孔,以及導電孔(Via-Hole),以形成絕緣的空環(Clearance).除此之外,還有其他少數IC腳需接大地,或接電壓的十字連接孔.此種內層與真正內層線路以平環(Annular Ring)套接通孔孔璧之方式並不同.也就是說原有的雙面板多數以升級成四層板,而原有四層板升級成六層板.至於再往高多層次發展時,則大部分都是由一層線路配一層接地組合而成.由於層數增多及線路密集,

6、其間所需所需的製程處理及機具設備也逐漸有所不同.肆、流程概述一.裁切室:目的:將上游工廠生產大面積(48”*42” :40”*36”)基板以自動裁板機鋸切成所需要之尺寸前處理的流程:裁版磨圓角磨邊前處理 二.前處理前處理的流程:入料段化學蝕洗段復合水洗段四刷刷膜段中壓循環水洗段滾輪吸乾段熱風烘乾段出料輸送段中心定位90轉向 前處理作用:去除表面氧化物增加板面清潔度 增加板面粗糙度 ,使油墨附著力更佳 4 烘乾 前處理酸洗水洗物料:H2SO4(濃度 7%-10%)軟水自來水 化學性前處理密度 高微蝕處理:a SPS 酸性微蝕特點:反應速率快,適用于濕膜 (成分) b H2SO4+H2O2(催化劑

7、)硫酸雙氧水適用于乾膜微蝕處理的優點:粗糙度 比較均勻,孔內也能微蝕到,密度 高 物理性前處理比較均勻,粗糙度 較為平整a 軟刷:金剛刷火山灰微導電性缺點:打入銅面,粗糙度 太大顆粒會卡在線路之間,造成微短路浮石粉火山灰非導電性缺點:机台不易保養,會造成管道堵塞密度 太大,容易沉積,不易于作業b 硬刷:尼龍刷缺點:粗糙度 太平整,太均勻,附著力不佳不織布陶瓷刷根據板子材質的不同選擇用什麼樣的刷子c 無砂輪:用噴嘴噴金鋼砂與浮石粉缺點:成本高,机台壽命短 烘乾烘乾的形式:a 表面烘乾烘乾的條件:a 熱風烘乾 b 孔內烘乾b 冷風烘乾 冷風烘乾的作用:將孔內的水份吹出孔,再把表面的水趟平 熱風烘乾

8、與冷風烘乾的區別:用熱風急速烘乾,水份中的礦物質不能及時的帶走,反應時就會直接留在板面面上,產生水痕等品質問題用冷風烘乾,它會把水慢慢帶走,同時水中的礦物質也被帶走三.感光阻劑附著:滾輪塗佈的流程:黏塵滾輪塗佈(1)表面乾燥滾輪塗佈(2)烘乾冷風冷卻收板 作用:將絕緣油墨利用机械式架構,均勻塗布于板面,烘乾表面後再進行曝光 方式:a 手推印刷b手動印刷包括手動式,自動式,半自動式適用於表面印刷,不適合細線路印製c Roller Coater 滾輪塗布d Curtain Coater 垂帘塗布e Spray Coater 靜電噴塗四.曝光:曝光的流程:取板放板吸真空趕氣框架前進曝光取板何謂曝光利

9、用影像轉移原理以UV光(一定波長),照射油墨,讓油墨成份中之感光啟始劑反應,形成鏈接,進而達到硬化程度 2 油墨類型a感光烘烤型 (LPI) b烘烤型 c感光型3 曝光方式a 手動曝光机PIN(定位PIN)燈管能量一般用5KW,非平行光,波長為350PIN:優點:速度 快,節省人力并省時 缺點:品質很難保証,精准度 不高人工對位對位精准度 高人工對位:優點:精准度 高,品質好缺點:速度 慢,費時、費力,人員操作多 三明治對位對位精准度 不高 三明治對位:優點:架板速度 快、作業快速 缺點:製作底片流程較繁雜 b 自動曝光机CCD(,)對位缺點:速度 慢,效率不高優點:精准度 佳 4 導氣條 作

10、用是保証吸真空的效果 與板子的間隔留米米的距離根據板厚的不同,選擇與板厚相同的導氣條 5 格數片的看法(階格數表)格數片一般用個月的時間13 12 11 此時格數為11格13 12 11 此時格數仍為11格 13 12 11 此時格數為12格 13 12 11 此時格數仍為12格 格片數是用來測能量的,每一階代表一個能量,第一格在半數以上,算是下一格,在 一半之內是上一格五.DES線 :顯影的流程:入料段顯影槽顯影槽水洗槽滾輪吸乾段出料檢視段顯影液成份:Na2CO3 碳酸鈉 說明:利用顯影液中之Na2CO3(K2CO3)分離,Na+,CO32-與油墨中未曝光之“自由基”形成鏈結,以去除油墨達到

11、洗淨作用顯影點:板子在顯影時,決定板子完全洗乾淨的那個點就是顯影點顯影時間:(顯影水洗的時間)結構顯影槽水洗槽吸水滾輪出料檢視段蝕刻蝕刻的流程:入料段化學蝕洗槽蝕刻1槽蝕刻2槽蝕刻3槽水洗槽滾輪吸乾段出料檢視段蝕刻液成份:a CUCL2、HCL、氧化劑 說明:以蝕刻液(CuCL2,HCL,氧化劑)來咬蝕未被乾膜覆蓋之銅,使不須要之銅 層被除去,僅留下必須的線路圖案.蝕刻點:板子在蝕刻時,決定板子完全蝕刻乾淨的那個點就是蝕刻點蝕刻時間:(蝕刻水洗的時間)結構蝕刻槽水洗槽吸水滾輪出料檢視段去墨的流程:入料去墨1槽去墨2槽水洗槽化學蝕洗槽水洗槽熱風烘乾出料檢視段收版去墨液成份:a NaOH 氫氧化鈉 說明:以3%之NaOH將留在線上之油墨完全去除,內層板即成形.去墨點:板子在去墨時,決定板子完全去墨乾淨的那個點就是去墨點去墨時間:(蝕刻水洗的時間)結構去墨槽水洗槽化學蝕洗槽水洗槽熱風烘乾出料檢視段 檢修內層板的好壞與否主要決定於成品之兩面對準度 是否精確和底片影像之轉移是否失真一般以線路寬距改變的程度 來判斷 .由於電路板上之線路寬距甚小,因此只要製程上的一個小失誤,便可能造成產品的不良.六.底片管理:底片料號的確認