PCB全流程讲解课件

1、2021-10-20开料（原理及目的）（原理及目的）开料开料( (BOARD CUT):BOARD CUT):目的目的: :依制前设计所规划要求,将基板大料裁切成工作所需尺寸主要原物料主要原物料: :基板基板由铜箔和绝缘层压合而成,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、板件可靠性等方面影响,裁切板送下流程前需进行烘烤裁切须注意经纬方向一致的原则内层制作（流程及目的）（流程及目的）流程介绍流程介绍: :目的目的: :利用影像转移原理制作内层线路DES为显影;蚀刻;去膜连线简称前处

2、理贴膜曝光DES开料内层制作（前处理）（前处理）前处理前处理(PRETREAT):(PRETREAT):目的目的: :去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度,以利于后续贴膜制程主要原物料：主要原物料：尼龙刷、火山灰设备：设备：IS 磨板机及加装的水洗段铜箔铜箔绝缘层绝缘层前处理后前处理后铜面状况铜面状况示意图示意图内层制作（磨板图示（磨板图示）内层制作（贴膜）（贴膜）压膜压膜(LAMINATION):(LAMINATION):设备：设备：日立自动贴膜机/志圣手动贴膜机目的目的: :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主要原物料: :干膜(Dry Film)YQ-40PN干膜 厚度4

3、0UM 主要用于普通曝光机曝光LDI-540干膜 厚度40UM 主要用于激光曝光 干膜干膜压膜前压膜前压膜后压膜后内层制作（正负片）（正负片）正负片的定义正负片的定义: :正片：正片：( (所见即所得）线路区域为阻光区（无论是黑色所见即所得）线路区域为阻光区（无论是黑色阻光或是棕色阻光）阻光或是棕色阻光）负片：负片：( (所见非所得）线路区域为透光区所见非所得）线路区域为透光区内层制作（曝光）（曝光）曝光曝光(EXPOSURE):(EXPOSURE):目的目的: :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

4、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光光曝光前曝光前曝光后曝光后内层制作（普通曝光）（普通曝光）内层制作（LDILDI曝光）曝光）UV LaserLens SystemPolygonBeam SplitterStage movement during imagingPanel内层制作（LDILDI定位原理）定位原理）Vacuum TablePCB PanelOptical Registration Holes内层制作（显影）（显影）显影显影(DEVELOPING):(DEVELOPING):目的目的: :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主要原

5、物料: :Na2CO3使未发生聚合反应的干膜冲掉,而发生聚合反应的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后显影前显影前内层制作（原理）（原理）内层制作（蚀刻）（蚀刻）蚀刻蚀刻(ETCHING):(ETCHING):目的目的: :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主要原物料: :蚀刻药液(CuCl2)补加物料：补加物料：GC30（主要成份氯酸钠)，HCL，水蚀刻后蚀刻后蚀刻前蚀刻前内层制作（蚀刻原理）（蚀刻原理）蚀刻过程中，母液中的Cu2+具有氧化性，能将板面上的裸露的单质铜氧化成Cu+（见反应1）。CuCuCl2Cu2Cl2 （1）形成的Cu2Cl2是不易溶于

6、水的，但与过量Cl-反应后，能形成可溶性的络离子（见反应2）。 Cu2Cl24Cl-2CuCl32- （2）随着铜的蚀刻，溶液中的Cu+越来越多，蚀刻能力很快就会下降，以致最后失去效能。为了保持蚀刻能力，必须对蚀刻液进行再生，使Cu+重新转变成Cu2+，继续进行正常蚀刻（见反应3） 。6CuCl+NaClO3+6HCl=6CuCl2+3H2O+NaCl （3）主要组分：CuCl2 HCl NaClO3内层制作（去膜）（去膜）去膜去膜(STRIP):(STRIP):目的目的: :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主要原物料: :NaOH去膜后去膜后去膜前去膜前内层检验（流程）

7、（流程）流程介绍流程介绍: :目的目的: :对内层生产板进行检查,挑出异常板并进行处理收集品质资讯,及时反馈处理,避免重大异常发生CCD/PE冲孔AOI检验VRS确认内层检验（冲定位孔）（冲定位孔）CCD/PECCD/PE冲孔冲孔: :目的目的: :利用CCD冲孔机或PE冲孔机在内层板边冲出检验作业之定位孔及铆钉孔主要原物料主要原物料: :冲头注意事项注意事项: :CCD及PE冲孔机机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内层检验（AOIAOI检验）检验）AOIAOI检验检验: :全称为Automatic Optical Inspection，自动光学检测目的：目的：通过光学反

8、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：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内层检验（原理（原理）光纤光纤光纤反射光反射光散射光散射光散射光散射光视频图像视频图像数字信息数字信息(黑黑/白白)灰度数据灰度数据镜头滤光圈CCD数据获数据获得得内层检验（图像变换（图像变换）CCD图像图像: 镜头所拍镜头所拍摄到的灰度图摄到的灰度图被测板被测板:这是现实中的实际板最终图像最终图像:用经过三个用经过三个灰界值判断所得到的灰界值判断所得到的数字信息处理得到黑数字信息处理得到黑白图像白图像123内层检验

9、（图像变换（图像变换）太低太低较好较好好好灰度图灰度图?内层检验（图像变换）（图像变换）0.5 mil内层检验（分辨率（分辨率）低分辨率低分辨率高分辨率高分辨率Normal内层检验（设备）（设备）设备设备: :SK-75E:SK-75E:用于外层板检测及修理用于外层板检测及修理DISCOVERY-8DISCOVERY-8：用于内外层检测及修理用于内外层检测及修理CAMTEKCAMTEK：用于内层检测及修理用于内层检测及修理VRS-5: VRS-5: 修理站修理站内层检验（设备）（设备）设备设备: :SK-75E:SK-75E:用于外层板检测及修理用于外层板检测及修理DISCOVERY-8DIS

10、COVERY-8：用于内外层检测及修理用于内外层检测及修理CAMTEKCAMTEK：用于内层检测及修理用于内层检测及修理VRS-5: VRS-5: 修理站修理站内层检验（VRSVRS修理）修理）VRSVRS确认修理确认修理: :全称为Verify Repair Station，确认系统目的：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：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压板（流程（流程）流程介绍流程介绍: :目的：目的：将铜箔（Copper)、胶片（Prepreg)与氧化处理

11、后的内层线路板压合成多层板棕化铆合叠板压合后处理邦定压板（棕化）（棕化）棕化棕化: :目的目的: : (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,避免发生不良反应 主要原物料主要原物料:棕化药水 注意事项注意事项: :棕化膜很薄,极易发生擦花问题,操作时需注意操作手势压板（铆合）（铆合）铆合铆合:(:(铆合铆合; ;预叠预叠) )目的目的:(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；邦定是将板边熔合窗位置加热与P/P黏结，进一步防止层间滑移。主要原物料主要原物料: :铆钉;P/PP/P(PREPREG):由树脂和玻璃纤

12、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/P2L3L 4L 5L2L3L 4L 5L铆钉铆钉压板（叠板）（叠板）叠板叠板: :目的目的: :将预叠合好之板叠成待压多层板形式主要原物料主要原物料: :铜箔铜皮;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Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6压板（压合）（压合）压合压合: :目的目的: :通过热压方式将叠合板压成多

13、层板主要原物料主要原物料: :牛皮纸;钢板钢板压力牛皮纸承载盘加热盘可叠很多层可叠很多层压板（结构）（结构）热盘可升降的底座活塞压力表液压油来自液压泵 压板机的结构： 液压系统：多层板的压合机多数都采用液压系统提供各开口的闭合与加压。即：压机顶部的热盘固定于压机的主体结构上，其它各开口的热盘由液压系统推动闭合与加压。如下图所示： 压板（设备）（设备）热压压板（后处理）（后处理）后处理后处理: :目的目的: :经割剖;打靶；测涨缩;烘板等工序对压合之多层板进行初步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主要原物料:钻头钻孔（流程）（流程）流程介绍流程介绍: :目的目的:

14、:在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔下PIN下板钻孔铣边上PIN上板打磨披锋对点图自检转下流程层压来板钻孔（设备）（设备）设备设备: :日立6头钻机准备垫木板、铝片,量取钻刀、槽刀、销钉,查找点图.双面板及盲孔子板需先钻好定位孔.钻孔刀径3.175mm.选用销钉直径3.15mm +00.05mm.定位方向孔用台阶销钉,其它两个孔用正常销钉.钻孔（毛边）（毛边）毛边毛边: :目的目的: :将层压后的板边铣掉，达到要求的板件尺寸。主要原物料主要原物料: :铣刀注意事项注意事项: :按照设定的尺寸铣边，防止铣大或铣小，对后工序造成影响钻孔（上（上PINPIN及上板）及上板）上上PINPIN及上板

15、及上板: :目的目的: :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主要原物料: :定位销钉注意事项注意事项: :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钻孔: :目的目的: :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;减少毛刺;防压力脚压伤板面作用垫板:主要为复合板,在制程中起保护钻机台面;防孔口毛刺;降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用钻孔效果图铝盖板垫板钻头钻孔（钻孔）（钻孔）

16、钻孔（下板及下（下板及下PINPIN）下板及下下板及下PINPIN:目的目的: :将钻好孔之板上的PIN针下掉,将板子分出钻孔（打磨及检查）（打磨及检查）打磨披锋及点图检查打磨披锋及点图检查:目的目的: :将有批锋的孔打磨平整及检查有无漏钻、断刀等。 流程流程介绍介绍钻孔去毛刺去胶渣(Desmear)化学铜(PTH)一次铜Panel plating 目的目的: : 使孔璧上的非导电部分之树脂及玻璃纤维行金属化 方便进行后面之电镀铜制程,完成足够导电及焊接之金属孔璧沉铜板镀（流程及目的）（流程及目的）原理原理: :通过前面的除胶渣，将孔内的钻孔钻污去除，使孔内清洁 ，后通活化在表面与孔内吸附胶体

17、钯，在沉铜缸内发生氧化 还原反应，形成铜层。 设备：设备： 自动除胶渣及化学铜线：供应商：亚硕沉铜板镀（沉铜设备）（沉铜设备） 去毛去毛刺刺: 毛刺:钻孔后孔边缘的未切断的铜丝及未切断的玻璃布丝 去毛刺的目的:去除孔边缘的铜丝及玻璃布丝,防止镀孔不良 主要原物料：针刷辘，毡辘沉铜板镀（沉铜前处理）（沉铜前处理） 去去胶渣胶渣(Desmear): smear形成原因: 钻孔时造成的高温超过玻璃转化温度 (Tg值),孔壁树脂形成融熔状,产生胶渣 Desmear之目的:裸露出各层需要互连的铜环，并可 改善孔壁结构，增强电镀铜附着力。 重要的原物料：KMnO4(除胶剂)沉铜板镀（去胶渣）（去胶渣）沉铜

18、板镀（膨松去钻污中和）（膨松去钻污中和）锰残留物需要中和 化化学铜学铜(PTH) 化学铜之目的: 通过化学沉积的方式在孔壁表面沉积上厚度为20-40 微英寸的化学铜层。 重要原物料：活化钯，镀铜液PTH沉铜板镀（孔壁金属化）（孔壁金属化）CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH Cu + Na2SO4 + 2HCOONa + 2H2O + H2 一次一次铜铜 一次铜之目的: 镀上200-500微英寸厚度的铜以保护仅有20-40 微英寸厚度的化学铜不被后制程破坏造成孔破。 重要原物料: 铜球一次铜沉铜板镀（板镀）（板镀）沉铜前后示意图 流程介绍流程介绍:前处理贴膜曝光显影 目的目的: 经过钻孔

19、及通孔电镀后，内外层已经连通,本制程制作外层线路,以达电性的完整外层图形转移（流程及目的）（流程及目的） 前处理前处理: 目的:去处铜面上的污染物，增加铜面粗糙度，以利于后续的贴膜制程 重要原物料：尼龙刷，火山灰外层图形转移（外层前处理）（外层前处理） 贴膜贴膜(Lamination): 制程目的: 通过加热加压使干膜紧密附着在铜面上. 重要原物料：干膜(Dry film)外层图形转移（贴膜）（贴膜） 曝光曝光(Exposure): 製程目的: 通过影像转移原理在干膜上曝出客户所需的线路 重要的原物料：底片 外层所用底片与内层相反，为正片，底片黑色为线路路白色为底板(白底黑线) 白色的部分紫外

20、光透射过去，干膜发生聚合反应，不能被显影液冲掉外层图形转移（曝光）（曝光） 显显影影(Developing): 制程目的: 把尚未发生聚合反应的区域用显影液将之沖洗掉,已感光部分则因已发生聚合反应而洗不掉而留在銅面上成为電镀之阻剂膜. 重要原物料：弱堿(Na2CO3)外层图形转移（外层显影）（外层显影） 流程流程介绍介绍: :二次镀铜剥膜线路蚀刻剥锡 目的目的: : 将线路及孔铜厚度至至客户所需求的厚度 完成客户所需求的线路外形镀锡图形电镀（流程及目的）（流程及目的） 设备设备: : 自动一、二次铜设备：供应商：亚硕图形电镀（设备）（设备）图形电镀（原理）（原理）Cu + 2 e Cu 图形电

21、镀图形电镀: 目的:將显影后的裸露铜面的厚度加厚,以达到客户所要求的铜厚 重要原物料：铜球图形电镀（电镀铜）（电镀铜） 镀锡镀锡: 目的:在镀完二次铜的表面镀上一层锡保护，作为蚀刻时的保护层 重要原物料：锡球图形电镀（电镀锡）（电镀锡） 剥膜剥膜: 目的:将抗电镀用途之干膜以药水剥除 重要原物料：去膜液(NaOH)SES（去膜）（去膜）SES（蚀刻）（蚀刻）线路蚀刻线路蚀刻: 目的:將非导体部分的铜蚀掉 重要原物料：碱性蚀刻液(CuCl2)CuCl2 + 4NH3H2O Cu(NH3)4Cl2CuCl2 + 4NH3H2O Cu(NH3)4Cl2Cu+Cu(NH3)4Cl2 2Cu(NH3)2

22、Cl Cu+Cu(NH3)4Cl2 2Cu(NH3)2Cl 4Cu(NH3)2Cl + 4NH3H2O + 4NH4Cl + O2 4Cu(NH3)2Cl + 4NH3H2O + 4NH4Cl + O2 4Cu(NH3)4Cl2+6H2O 4Cu(NH3)4Cl2+6H2O 剥剥锡锡: 目的:將导体部分的起保护作用的锡去除 重要原物料:HNO3剥锡液SES( (去锡去锡) ) 制程目的： 通过检验的方式，将一些不良品挑出，降低制作成本 收集品质资讯，及时反馈，避免大量的异常产生外层检验( (目的目的) ) A.O.I: 全称为Automatic Optical Inspection，自动光学检

23、测 目的：通过光学原理将图回馈至设备处理，与设定的逻辑判断原則或资料图形相比较，找除缺点位置。 需注意的事項：由于AOI用的测试方式为逻辑比较，一定 会存在一些误判的缺点，通过通過人工加以确认外层检验( (检测原理检测原理) ) V.R.S: 全称为Verify Repair Station，确认系统 目的：通过与A.O.I连线，将每片板子的测试资料传给V.R.S，并由人工对A.O.I的测试缺点进行确认修理。 需注意的事項：V.R.S的确认人员不光要对测试缺点进行确认，另外有一个很重要的功能就是对一些可以直接修理的缺点进行修理。外层检验( (检测原理检测原理) )流程介绍流程介绍: :目的目的

24、: :在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔对位曝光预烘丝印第二面前处理丝印第一面预烘阻焊显影检查固化来板阻焊( (流程流程) )出板防焊防焊( (Solder Mask)Solder Mask)目的：目的： A. A.防焊：防焊： 防止波焊时造成的短路，并节省焊防止波焊时造成的短路，并节省焊锡之用量锡之用量 B.B.保护板：防止线路被湿气、各种电解质及外保护板：防止线路被湿气、各种电解质及外来的机械力所伤害来的机械力所伤害 C.C.绝缘：由于板子愈来愈小，线路间距愈来愈绝缘：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来越高窄，所以

25、对防焊漆绝缘性质的要求也越来越高 阻焊( (目的目的) )前处理前处理目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加强板目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加强板面油墨附着力。面油墨附着力。主要原物料：主要原物料：SPSSPS即过硫酸钠即过硫酸钠阻焊( (前处理前处理) )印刷印刷目的：在板面涂上一层阻焊，通过曝光显影，露出要焊接的目的：在板面涂上一层阻焊，通过曝光显影，露出要焊接的盘与孔，其它地方盖上阻焊层，起到防止焊接短路盘与孔，其它地方盖上阻焊层，起到防止焊接短路, ,在板面在板面印上字符，起到标识作用印上字符，起到标识作用主要原物料：油墨主要原物料：油墨我们所采用的热固性阻焊印料，为双组分

26、组焊印料，双组分我们所采用的热固性阻焊印料，为双组分组焊印料，双组分为主剂和固化剂两种。开罐后，将主剂与固化剂搅拌均匀，为主剂和固化剂两种。开罐后，将主剂与固化剂搅拌均匀，静止一段时间后，在使用，通常开罐后油墨黏度为静止一段时间后，在使用，通常开罐后油墨黏度为150dps150dps，静止一段时间后，油墨黏度会有所增加。静止一段时间后，油墨黏度会有所增加。阻焊( (印刷印刷) )预烘预烘目的目的: :赶走油墨内的溶剂，使油墨部分硬化，不致在进赶走油墨内的溶剂，使油墨部分硬化，不致在进行曝光时粘底片。行曝光时粘底片。阻焊( (预烘预烘) )曝光曝光目的：影像转移目的：影像转移主要设备：曝光机主要

27、设备：曝光机制程要点：制程要点： A A 曝光机的选择曝光机的选择 B B 能量管理能量管理 C C 抽真空良好抽真空良好 阻焊( (曝光曝光) )显影显影 目的：将未聚合之感光油墨利用浓度为目的：将未聚合之感光油墨利用浓度为1 1的的 碳酸钠溶液去除掉。碳酸钠溶液去除掉。 制程要点：制程要点： A A 药液浓度、温度及喷压的控制药液浓度、温度及喷压的控制 B B 显影时间（即线速）与油墨厚度的关系显影时间（即线速）与油墨厚度的关系 阻焊( (显影显影) )后固化后固化目的：主要让油墨之环氧树脂彻底硬化。目的：主要让油墨之环氧树脂彻底硬化。阻焊( (固化固化) )印文字印文字目的：利于维修和识

28、别目的：利于维修和识别字符( (流程流程) )印刷第一面烘烤印刷第二面烘烤S/M文字 文字字符( (图示图示) )喷锡喷锡目的：1.保护铜表面 2.提供后续装配制程的良好焊接条件原理：化学反应主要原物料：锡铅棒喷锡（流程及目的）前处理上助焊剂喷锡后处理前处理前处理目的：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、线速喷锡（前处理）上助焊剂上助焊剂目的:以利于铜面上附着焊锡。主要原物料：818助焊剂制程要点：助焊剂的黏度与酸度，是否易于清洁喷锡（上助焊剂）喷锡( (喷锡）喷锡）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

29、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 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掉。喷锡( (后处理后处理) )化学沉金(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 沉金（流程及原理）（流程及原理）前处理沉镍沉金后处理前处理目的:去除铜面过度氧化及去除轻微的杂质主要原物料：SPS（过硫酸钠） 制程要点： A 刷压 B SPS浓度 C 线速沉金（前处理）（前处理）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（镍厚3-5um、金厚0.0250.1um

30、)主要原物料：金盐（金氰化钾 PotassiumGold 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 沉镍金（目的）（目的）后处理后处理目的：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 烘干温度沉镍金（后处理）（后处理）金手指（金手指（G/F)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：金盐金手指（流程）（流程）图例镀镍金镀镍金目的：在金和铜之间镀上一层镍作为屏障，避目的：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的性质；镀金的主要目的是保护铜面避 免在空