《PCB全流程介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PCB全流程介绍（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PCB製造流程介紹 內容綱要 一 PCB歷史二 PCB分類三 製前準備四 PCB製造流程五 HDI介紹 PCB PrintCircuitBoard 印刷電路板WPNL WorkingPanel 工作板 一般含1 X個SETSET ShippingPanel 出貨單元 一般含1 X個PCSPCS Unit 客戶端上件單元1INCH 1000mil 1mil 1000u 1m 1000mm 1mm 1000um1INCH 25 4mm PCB歷史 1 1903年AlbertHanson首創以線路觀念應用於電話交換系統 用金屬箔予以切割成線路 再將之粘著到石臘紙上 上面同樣貼上一層石蠟紙 形成了現今
2、的PCB機構雛型 2 1936年 DrPaulEisner真正發明了PCB的製作技術 也發表了多項專利 而今日之print etch photo imagetransfer 的技術 就是沿襲其發明而來的 PCB種類介紹 1 按基材區分 玻璃纖維 環氧樹脂 酚醛樹脂 聚酰亞胺等 2 按成品軟硬區分 軟板flexiblePCB硬板RigidPCB軟硬板Rigid FlexPCB3 按結構區分 單面板雙面板多層板4 按產品型態區分 NB Module HDD TFT Cell Phone Server Others PCB製前設計 現有大部分PCB產業屬性均為OEM 即受客戶委託而製作 制前設計流程
3、 PCB製前設計 資料審查目的 審查客戶的要求是否廠內制程能力可及 PCB製前設計 制前設計Flowchart 流程設計 資料審查確認完畢後 工程師就要決定最適合的流程步驟 傳統的多層板的製作流程可分為兩個部分 內層製作合外層製作 下圖示為多層板代表性流程供參考 PCB製造流程 NormalPCB正片流程 16站 內層 壓合 外層 防焊 裁板 鑽孔 電鍍 文字 2 0乾膜 加工 成型 電測 OSP FQC OQC 包裝入庫 裁板 鑽孔 電鍍 內層 壓合 銅窗 鐳射 鑽孔 一壓HDI正片流程 20站 PCB製造流程 裁板 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
4、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 1 避免板边Burr影响品质 裁切后进行磨边 圆角处理 2 考虑涨缩影响 裁切板送下制程前进行烘烤 釋放內應力 3 裁切须注意机械方向一致的原则 PCB製造流程 內層 內層流程 目的 利用影像转移原理制作内层线路 DevelopEtchingStrip 前处理 PRETREAT 目的 去除銅面上的污染物 增加銅面粗糙度 以利於銅面與有機膜的結合力 主要原物料 H2O2H2SO4安定劑 塗布 目的 将经处理之基板铜面透过塗佈方式贴上抗蚀有機膜 主要原物料
5、 有機膜 主要成分為感光樹脂 單體聚合物 铜箔 绝缘层 前处理后 有機膜 PCB製造流程 內層 曝光 EXPOSURE 目的 经光固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 内层所用底片为正片 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 曝光原理示意圖 PCB製造流程 內層 显影 DEVELOPING 目的 将未发生化学反应之有機膜冲掉 主要原物料 Na2CO3将未发生聚合反应的有機膜冲掉 含有機酸根會與強鹼反應 已聚合有機膜则保留在板面上作为蚀刻时之抗蚀保护层 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 鹽酸 次氯酸鈉
6、 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 DevelopEtchingStrip PCB製造流程 內層 AOI AutoOpticalInspection自動光學掃描 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所用的测试方式为光學掃描 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VRS确认 VerifyRepairStation确认檢修系统 目的 通过与AOI连线 将测试资料传给V R S 并由人工对AOI的测试缺点进行确认 PCB製造流程 內層 AOI影像擷取
7、工作原理 PCB製造流程 壓合 壓合流程 目的 将铜箔 Copper 胶片 Prepreg 与棕黑化处理后的内层线路板压合成多层板 棕黑化 目的 粗化铜面 增加与树脂接触表面积 增加铜面对流动树脂之湿润性 使铜面钝化 避免发生不良反应 主要原物料 棕化药液棕化拉力測試 結合力測試 PCB製造流程 壓合 組合 目的 按照工單疊構 將基板 PP組合起來注意事項 不要多放 少放 放錯 型號C阶 完全固化 三类 生产中使用的全为B阶状态的P P管控重點 對準度 用X RAY檢查儀檢查 3L 2L 3L 4L 5L PCB製造流程 壓合 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 銅箔銅箔按
8、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 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 钢板品質管控 板厚 板薄 板翹 銅皺 缺膠 氣泡 緻紋顯選露 分層 凹陷等 熱煤式真空熱壓機 PCB製造流程 壓合 熱壓 冷壓原理 A 溫度控制三階段a 升溫段 以最適當的升溫速率 控制流膠 b 恆溫段 提供硬化所需之能量及時間 c 降溫段 逐步冷卻以降低內應力 Internalstress 減少板彎 板翹 Warp Twist B 壓力控制四階段a 初壓 吻壓Kisspressure 每冊 Book 緊密接合傳熱 驅趕揮發物及殘餘氣體 b 第二
9、段壓 使膠液填充並驅趕膠內氣泡 同時防止一次壓力過高導致的皺折及應力 c 第三段壓 產生聚合反應 使材料硬化d 第四段壓 降溫段仍保持適當的壓力 減少因冷卻伴隨而來之內應力 PCB製造流程 壓合 防呆孔 后处理 铣撈磨薄目的 经分割 銑靶 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 X Ray 撈邊機 靶位孔 X ray 鑽出靶位孔 PCB製造流程 鑽孔 鑽孔流程 目的 在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔 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 主要原物料 PIN针鑽孔目的 在
10、板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔 主要原物料 鑽針鋁片墊板鑽頭 碳化钨 钴及有机黏着剂组合而成 鋁片 在制程中起钻头定位 散热 减少毛头 防压力脚压伤作用 墊板 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 退PIN目的 将钻好的板PIN针下掉 将板子分出 PCB製造流程 鑽孔 鑽孔流程圖示 鑽孔前 鑽孔中 鑽孔後 鑽孔品質管控項目 孔位精度 體現鑽孔孔位制程能力狀況 指鑽孔後孔位精準度 大多以cpk來判定 孔璧粗糙度 釘頭 體現鑽孔後孔內品質狀況 指鑽孔後孔璧粗糙程度及內層銅鑽孔後延展狀況 PCB製造流程 電鍍 電鍍流程 目的 使孔璧上的非導體部
11、分之樹脂及玻璃纤維鍍上銅 形成導電及焊接之金屬孔璧 去毛頭 deburr形成原因 鑽孔後孔邊的未切斷的銅絲 目的 去除孔邊緣的毛頭 防止鍍孔不良原物料 刷輪 鑽孔產生膠渣 除膠前 除膠後 除膠渣 Desmear形成原因 钻孔时 树脂与钻嘴 在高速旋转剧烈磨擦的过程中 局部温度上升至200 以上 超过树脂的Tg值 致使树脂被软化熔化成为胶糊状而涂满孔壁 冷却后便成了胶渣 Smear 膠渣的危害 对多层板而言 内层导通是靠平环与孔壁连接 钻污的存在会阻止这种连接 目的 除去膠渣裸露出內層銅環 將孔內的樹脂部分咬蝕成峰窩狀 加強化學銅與孔壁的結合力 原物料 膨松劑 KMnO4 除膠劑 PCB製造流程
12、 電鍍 電鍍流程 化學銅 PTH目的 通過化學法在樹脂表面沉積一層很薄的銅層 約15 25u 為電鍍銅提供一個導電的環境 以成增厚孔銅 原物料 活化鈀 鍍銅液 步驟 整孔 使孔壁帶正電核 活化 鈀膠體沉積 速化 剥去Pd外层的Sn 4外壳 露出Pd金属 化銅 化學置換沉積 活化後孔璧表面 整孔後孔璧表面 速化後孔璧表面 化銅後孔璧表面 PCB製造流程 電鍍 電鍍流程 電鍍目的 由導電溶液 導線 外加電源 電極四部份構成的導通回路 將導通孔孔壁鍍客戶所要求的銅厚 原物料 銅球 電鍍藥水 反應原理 通過外加電壓 使得與正極相連的陽極失去電子 銅原子變為銅離子 溶解於溶液中 與負極相連的陰極得到電子
13、 銅離子在陰極沉積為銅原子 陽極主要反應Cu Cu2 2e 陰極主要反應Cu2 2e Cu 電解液 PCB製造流程 電鍍 電鍍 涉及電化學 表面化學 配位化學 晶体學電化學反應器設計電場分布反應機制等表面化學有機吸附及潤濕作用等 配位化學電鍍藥水的基礎 如光澤劑等 晶體學研究金屬的理化特性 SEM分析晶格 PCB製造流程 電鍍 電鍍分類按陽極分 不溶性陽極 通盲孔 填孔 外層線路製作原理與內層相同 二者的主要區別在於 內層進料的為基板 而外層進料的為鍍銅板 兩者的銅面均勻性及平整性有較大區別 前處理區別 外層前處理增加磨刷環節 可提高板面平整性 有機光阻的區別 內層使用濕膜 利於薄板 而外層則
14、為干膜 有多種型號 滿足不同需求 曝光機台的差別 內層雙面同時曝光 外層正反面分開曝光 PCB製造流程 外層 乾膜 PCB製造流程 防焊 防焊流程 目的 A 防焊留出板上待焊的通孔及其pad 將其他線路及銅面都覆蓋住 防止焊接時造成的短路 並節省焊錫用量 B 護板絕緣防止濕氣及各種電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質 保護板面 前處理目的去除表面氧化物及贓物 增加板面粗糙度 加强板面油墨附着力 原物料尼龍刷 SPS 尼龍刷 超粗化 Pumice等 印刷原物料 絲網 網版 油墨 目的 給板面印上油墨 注意事項 1 印刷前要注意板面的清潔及網板清潔 2 油墨厚度管控 PCB製造流程 防焊 印刷分類
15、 網板印刷 靜電噴涂 KeyFactors油墨 黏度網版 mesh數 對位精度刮刀 硬度 速度 下壓量 平整性 角度離板距抬板量 PCB製造流程 防焊 預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 注意事項1 温度与时间参照供应商提供的条件 overcuring会造成显影不尽 2 烤箱须注意通风及过滤系统防异物沾粘 隧道式烤箱产能及品质都较佳 唯空间及成本較高 曝光目的 利用底片設計檔點遮住須開窗處 未遮住處感光綠漆將與紫外光反應 原物料 底片顯影目的 将未聚合之感光油墨除掉 原物料 1 的碳酸钠溶液後烤目的 高溫使油墨之环氧树脂彻底硬化 PCB製造流程 加工 加工 表面處
16、理SurfaceTreatmentProcess目的保護銅面防止氧化 使PCB具備可焊接可接觸導通可散熱等功能 加工分類化鎳金 ImmersionGold 化銀 Immersionsilver 有機保焊膜OSP 喷锡 HotAirSolderLeveling 鍍金手指 GoldFinger 各種加工方式優缺點比較 PCB製造流程 化鎳金 化鎳金流程 Cu Pd Ni Au 前處理目的清潔銅面 增加銅面附著力 活化目的Cu置換出Pd原子 Pd作為上鎳的催化劑 化學鎳目的在Pd催化下 鎳槽藥水發生反應 不斷沉積至所需的厚度 化學金目的Ni置換出Au原子 Au沉積有限制 後處理目的除掉板面殘留的化金藥水 全化板化金後 選化板化金後 PCB製造流程 化鎳金 Pd Pd Cu Pd2 Cu Cu Cu2 1 活化 2 Ni P沉積 3 Ni P持續生長 Ni P Cu 4 Au沉積 Au2 Ni2 PCB製造流程 化鎳金 常見化金外觀不良 金面粗糙 滲鍍 金面發白 異色 PCB製造流程 OSP OSP OrganicSolderabilityPreservatives縮寫 有機保焊劑 銅面上經過
