PCB制造工艺流程详解

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1、PCB流程簡介,PCB總流程简介,客戶資料 業務接收 產品(制作前)分析 業務報價 產品資料分析 轉化成廠內資料 下料制作(生管) 生產(制造) 包裝出貨,下料(CT)-內層(DF1)-檢驗(AOI1)-壓合(ML) -鑽孔(DR)-鍍銅(CU)-外層(DF2)-檢驗 (AOI2)-防焊(SM)- 噴錫(HA) 化金(EG) 文字(WP)- 鍍金(GP) 成型(RT) -電測(O/S)- 化銀(IS) 化錫(IT) 抗氧化(SF) 外觀檢驗(VI)-包裝(PK)-出貨,PCB制造流程介绍,裁板介绍,裁板(CT): 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即working pa

2、nel，簡寫為wpnl 主要原物料:基板 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: 避免板边毛刺影响品质,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,内层介绍(1),流程介绍: 目的: 利用影像转移原理制作内层线路/圖形,前处理,压膜,曝光,DES,前制程,沖孔,内层介绍(2),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 主要方法：微蝕 微蝕=SPS(過硫酸鈉)或H2O2 H2SO4(硫酸) W3(安定劑),铜箔,绝缘层,前处理后铜面状况示意图

3、,内层介绍(3),塗怖: 目的: 利用滾輪塗上一層濕墨，以達到上膜之目的 主要原物料:濕膜 流程 前處理-粘塵-塗怖-烘幹-收板,刮刀,板子,塗怖輪,濕膜,夾輪,内层介绍(4),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 紫外光 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.,UV光,曝光前,曝光后,内层介绍(5),显影(DEVELOPING): 目的: 用Na2CO3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

4、为蚀刻时之抗蚀保护层,显影后,显影前,内层介绍(6),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) CUcl2+CU=2Cucl(蝕刻原理) Cucl+H2O2+Hcl= Cu2+H2O(再生原理),蚀刻后,蚀刻前,内层介绍(7),去膜(STRIP): 目的: 利用强碱将保护铜面之幹膜/濕膜剥掉,露出线路图形 主要原物料:NaOH溶液 沖孔: 將內層2/3,4/5,沖成相同位置之孔進而鉚合,而使內層各層相互對應.,去膜后,去膜前,压合介绍(1),流程介绍: 目的： 将铜箔（Copper)、PP（Prepreg)与氧化处理后

5、的内层线路板压合成多层板,黑化,铆合,叠合,压合,后处理,压合介绍(2),黑化: 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 主要原物料:黑化药液 注意事项: 黑化膜很薄,极易发生黑化问题,操作时需注意操作動作,压合介绍(3),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/P P/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(液態);B阶(半固態);C阶(固態)三类,生产中使用的全为

6、B阶状态的P/P,2L,3L,4L,5L,2L,3L,4L,5L,铆钉,压合介绍(4),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:铜箔 电镀铜箔;按厚度分为 1/2OZ(代号H) 1OZ(代号1) 2OZ(代号2) 等,压合介绍(5),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,钢板,压合介绍(6),后处理: 目的: 经裁板;X-RAY;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,钻孔介绍(1),流程介绍: 目的:在板面上钻

7、出层与层之间线路连接的导通孔,上PIN,钻孔,下PIN,钻孔介绍(2),上PIN: 目的: 作為鑽孔前定位之依據. 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,钻孔介绍(3),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;鋁盖板;紙垫板 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;保護基板的作用 垫板:主要为紙漿墊板,在制程中起保护钻机台面;清洁钻针沟槽胶渣作用. 下PIN: 目的: 将钻好孔之板上的PIN针下掉,将板子分出,鋁板,紙漿墊紙,流程介紹,鑽孔,去毛頭 (Debu

8、rr),去膠渣 (Desmear),化學銅 (PTH),鍍銅 Panel plating,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 導通孔,鍍銅介紹(1),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:去除孔邊緣的毛邊,防止鍍孔不良 重要的原物料：刷輪,鍍銅介紹(2),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),而形成膠糊狀,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(高錳酸鉀)/Na

9、OH,鍍銅介紹(3),化學銅(PTH) 化學銅之目的: 通過化學沉積的方式使導通孔壁表面沉積上厚度為20-40 micro inch的化學銅。 重要原物料：活化鈀,PTH,鍍銅介紹(4),鍍銅 一次銅之目的: 鍍上0.6-1mil的厚度的銅以保護僅有20-40 micro inch厚度的化學銅不被後制程破壞造成孔破。 重要原物料: 磷銅球,一次銅,鍍銅介紹(5),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,外層介紹(1),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,外

10、層介紹(2),外层介绍(3),压膜(LAMINATION): 目的: 将经前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) 幹膜結構：Mylar+幹膜實體+PE保護膜 & Mylar:支撐感光膠體,防止曝光時氧氣向抗蝕劑層擴散 & 實體：起到轉寫圖形的主要導體的作用 & PE膜：防止污物粘污干膜，避免幹膜相互粘连,干膜,压膜前,压膜后,曝光(Exposure): 製程目的: 通過 影像轉移技術在幹膜上曝出客戶所需線路 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

11、,外層介紹(4),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,外層介紹(5),外层介绍(6),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) CUcl2+CU=2Cucl(蝕刻原理) Cucl+H2O2+Hcl= Cu2+H2O(再生原理),蚀刻后,蚀刻前,外层介绍(7),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:N

12、aOH溶液,去膜后,去膜前,A.O.I: 全稱爲Automatic Optical Inspection，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,外層檢驗介紹(1),V.R.S: 全稱爲Verify Repair Station，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功能

13、就是對一些可以直接修補 的缺點進行修補,外層檢驗介紹(2),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,外層檢驗介紹(3),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，電表,外層檢驗介紹(4),防焊流程简介(1),防焊(Solder Mask) 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

14、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,原理：影像转移 主要原物料：油墨 油墨之分类主要有： IR熱烘烤型 UV光固化型,防焊流程简介(2),防焊流程簡介(3),预烘烤,印刷,前处理,曝光,显影,烘烤,S/M,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：SPS/磨刷/火山灰,防焊流程简介(4),印刷 目的：利用丝网上图案，将防焊油墨准确的 印在板子上。 主要原物料：油墨 常用的印刷方式： A 印刷型（Screen Printing) B 淋幕型 (Curtain Coating) C 喷

15、涂型 (Spray Coating) D 滚涂型 (Roller Coating),防焊流程简介(5),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，防止在进行曝光时粘底片。,防焊流程简介(6),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。,防焊流程简介(7),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,防焊流程简介(8),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,防焊流程简介(9),后烤 目的：主要让油墨之环氧树脂彻底硬化。,防焊流程简介(10),印文字 目的：利于插零件维修和识别 原理：印刷及烘烤 主要原物料：文字油墨