pcb流程简介-全制程.ppt

1、课 程 名 称: 製造流程簡介 制 作 单 位: 製造處 制 作 者: 石俊杰/陳祥/姚箭 核 准: 石智中 核 准 日 期: 2001/9/26 版 序: A,苏州金像电子有限公司,2001-09-26,1,2,PCB制造流程简介(PA0,PA0介绍(发料至DESMEAR前) PA1(内层课):裁板;内层前处理;压膜;曝光;DES连线 PA9(内层检验课):CCD冲孔;AOI检验;VRS确认 PA2(压板课):棕化;铆钉;叠板;压合;后处理 PA3(钻孔课):上PIN;钻孔;下PIN,3,PA1(内层课)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

2、,前处理,压膜,曝光,DES,裁板,4,PA1(内层课)介绍,裁板(BOARD CUT): 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,5,PA1(内层课)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,6,PA

3、1(内层课)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(Dry Film) 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,7,PA1(内层课)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,8,PA1(内层课)介绍,显影(DE

4、VELOPING): 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,9,PA1(内层课)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,10,PA1(内层课)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,11,PA9(内层检验课)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

5、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,12,PA9(内层检验课)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,13,PA9(内层检验课)介绍,AOI检验: 全称为Automatic Optical Inspection，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,14,PA

6、9(内层检验课)介绍,VRS确认: 全称为Verify Repair Station，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,15,PA2(压板课)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,16,PA2(压板课)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

7、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,17,PA2(压板课)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/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(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/P,2L,3L,4L,5L,2L,3L,4L,5L,铆钉,18,PA2(压板课)介绍,叠板: 目的: 将预叠合好之板

8、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,19,PA2(压板课)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,20,PA2(压板课)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,21,PA3(钻孔课)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PIN,棕化,22,

9、PA3(钻孔课)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,23,PA3(钻孔课)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,24,PA3(钻孔课)介绍,钻孔,2

10、5,PA3(钻孔课)介绍,下PIN: 目的: 将钻好孔之板上的PIN针下掉,将板子分出,26,PCB製造流程簡介-PB0,PB0介紹(鑽孔後至綠漆前) PB1(電鍍一課): 水平PTH連線;一次銅線; PB2(外層課):前處理壓膜連線;自動手動曝光;顯影 PB3(電鍍二課):二次銅電鍍;外層蝕刻 PB9(外層檢驗課)：A.Q.I/VRS/阻抗測試/銅厚量測/電性測試,27,PB1(電鍍一課)介紹,流程介紹,鑽孔,去毛頭 (Deburr,去膠渣 (Desmear,化學銅 (PTH,一次銅 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 方便進行後面之電鍍銅制程

11、,完成足夠導電及焊接之金屬孔璧,28,PB1(電鍍一課)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,29,PB1(電鍍一課)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,30,PB1(電鍍一課)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2

12、0-40 micro inch的化學銅。 重要原物料：活化鈀，鍍銅液,PTH,31,PB1(電鍍一課)介紹,一次銅 一次銅之目的: 鍍上200-500 micro inch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: 銅球,一次銅,32,PB2(外層課)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,33,PB2(外層課)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,34,PB2(外層課)介紹,壓膜(Lam

13、ination): 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(Dry film) 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,35,PB2(外層課)介紹,曝光(Exposure): 製程目的: 通過 image transfer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,36,PB2(外層課)介紹,顯影(Developing): 製程目的: 把尚未

14、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,37,PB3(電鍍二課)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,38,PB3(電鍍二課)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,39,PB3(電鍍二課)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,40,PB3(電鍍二課)介

15、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,41,PB3(電鍍二課)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,42,PB9(外層檢驗課)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課程暫不介紹 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,43,PB9(外層檢驗課)介紹,A

16、.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,44,PB9(外層檢驗課)介紹,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function就是對

17、一些可以直接修補 的缺點進行修補,45,PB9(外層檢驗課)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,46,PB9(外層檢驗課)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,47,PB9(外層檢驗課)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

18、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,48,PCB制造流程简介PC0,PC0介绍（防焊-成型）: PC1(Solder Mask 防焊课） PC2(Surface Treatment Process 加工课） PC3(Routing 成型课） PC9(Final Inspection &Testing 终检课,49,PC1(防焊课）流程简介,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

19、愈 窄，所以对防焊漆绝缘性质的要求也 越來越高,50,PC1(防焊课）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,51,Sold mask Flow Chart,预烘烤,印刷,前处理,曝光,显影,烘烤,S/M,52,PC1(防焊课）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：SPS,53,PC1(防焊课）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（Screen Printing) B 淋幕型 (Curtain Coating) C

20、 喷涂型 (Spray Coating) D 滚涂型 (Roller Coating,54,PC1(防焊课）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,55,PC1(防焊课）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over curing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,56,PC1(防焊课）

21、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,57,PC1(防焊课）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,58,PC1(防焊课）流程简介,后烤 目的：主要让油墨之环氧树脂彻底硬化,59,PC1(防焊课）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,60,Screen Printing Flow Chart,烘烤,印一面文字,印另一面文字,S/M,文字,文字,61,PC2(加工课

22、）流程简介,加工课(Surface Treatment Process ) 主要流程： A 化金 (Immersion Gold) IMG B 金手指（Gold Finger) G/F C 喷锡 (Hot Air Solder Leveling)HAL,62,PC2(加工课）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,63,PC2(加工课）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 B SPS浓度 C 线速,64,PC2(加工课）

23、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 Potassium Gold Cyanide 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,65,PC2(加工课）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,66,PC2(加工课）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,67,PC2(加工课）流程简介,喷锡流程 前处理 目

24、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,68,PC2(加工课）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,69,PC2(加工课）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,70,PC2(加工课）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

25、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,71,PC2(加工课）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,72,Surface treatment Flow Chart,O.S.P,化学镍金,喷锡,锡铅、镍金、Entek,73,PC2(加工课）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,74,Gold Finger Flo

26、w Chart,镀金,前处理,镀金前,后处理,鍍金前,镀金后,75,PC2(加工课）流程简介,流程,76,PC2(加工课）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,77,PC2(加工课）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

27、：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,78,PC2(加工课）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,79,PC2(加工课）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,80,PC2(加工课）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

28、压胶机的温度、压力、线速的 控制；喷锡保护胶带的品质,81,PC3(成型课）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,82,CNC Flow Chart,成型后,成型,成型前,83,PC9(终检课）流程简介,终检 目的：确保出货的品质 流程： A 测试 B 检验,84,PC9(终检课）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 专用型（dedicated)测试 专用型的测试方式之所以取为专用型， 是因其所使用的治具（Fixture)仅适用 一种料号，不同料号的板子就不