PCB制造工艺流程详解

1、 PCBPCB流程簡介流程簡介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裁板(CT):(CT):目的目的: :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wo

2、rking panel，簡寫為wpnl主要原物料主要原物料: :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)I.I.流程介绍流程介绍: :I.I.目的目的: :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)I.I.前处理前处理(PRETREAT):(PRETREAT):I.I.目的目的: :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I.I.主要方法：微蝕主要方法：微

3、蝕 微蝕微蝕=SPS(=SPS(過硫酸鈉過硫酸鈉) )或或H2O2H2O2 H2SO4( H2SO4(硫酸硫酸) ) W3( W3(安定劑安定劑) ) 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介绍(3)塗怖塗怖: :目的目的: :利用滾輪塗上一層濕墨，以達到上膜之目的主要原物料主要原物料: :濕膜濕膜I.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)I.I.曝光曝光(EXPOSURE):(EXPOSURE):II.II. 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 紫外光内层所用底片为负片,即白

4、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光光曝光前曝光前曝光后曝光后内层介绍(5)I.I.显影显影(DEVELOPING):(DEVELOPING):II.II.目的目的: :用Na2CO3碱液作用将未发生化学反应之干膜部分冲掉I.I.主要原物料主要原物料: :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后显影前显影前内层介绍(6)I.I.蚀刻蚀刻(ETCHING):(ETCHING):I.I.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I.I.主要原物料主要原物料: :蚀刻药液(CuCl

5、2)CUcl2+CU=2Cucl(蝕刻原理)Cucl+H2O2+Hcl= Cu2+H2O(再生原理)蚀刻后蚀刻后蚀刻前蚀刻前内层介绍(7)I.I.去膜去膜(STRIP):(STRIP):II.II.目的目的: :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主要原物料: :NaOH溶液I.I.沖孔沖孔: : 將內層將內層2/3,4/5,2/3,4/5,沖成相同沖成相同位置之孔進而鉚合位置之孔進而鉚合, ,而使內而使內層各層相互對應層各層相互對應. .去膜后去膜后去膜前去膜前压合介绍(1)I.I.流程介绍流程介绍: :II.II.目的：目的：将铜箔（Copper)、PP（Prepre

6、g)与氧化处理后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)I.I.黑化黑化: :I.I.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I.I.主要原物料主要原物料:黑化药液II.II. 注意事项注意事项: :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)I.I.铆合铆合:(:(铆合铆合; ;预叠预叠) )II.II.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I.I.主要原物料主要原物料: :铆钉;P/PP/P(PREPREG):由树脂和玻璃纤维布组成,据玻璃布种类可分为1060

7、;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B阶状态的P/P2L3L 4L 5L2L3L 4L 5L铆钉压合介绍(4)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: :铜箔电镀铜箔;按厚度分为1/2OZ(代号H)1OZ(代号1)2OZ(代号2) 等Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6压合介绍(5)I.I.压合压合: :II.II.目的目的: :通过热压方式将叠合板压成多层板III.III. 主要原物料主要原物料: :牛皮纸;钢板钢板

8、压力牛皮纸承载盘热板可叠很多层可叠很多层钢板压合介绍(6)I.I.后处理后处理: :II.II.目的目的: :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I.I.主要原物料主要原物料:钻头;铣刀钻孔介绍(1)I.I.流程介绍流程介绍: :II.II.目的目的: :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钻孔介绍(2)I.I.上上PIN:PIN:II.II. 目的目的: :作為鑽孔前定位之依據.I.I.主要原物料主要原物料: :PIN针II.II. 注意事项注意事项: :上PIN时需开防呆检查,避免因前制程

9、混料造成钻孔报废钻孔介绍(3)I.I.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;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.下下PIN:PIN:I.I.目的目的: :将钻好孔之板上的PIN针下掉,将板子分出鋁板紙漿墊紙 流程介紹流程介紹鑽孔去毛頭(Deburr)去膠渣(Desmear)化學銅(PTH)鍍銅Panel plating 目的目的: 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

10、鍍銅介紹(1) 去毛頭去毛頭(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)/NaOH鍍銅介紹(3) 化學銅化學銅(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

11、。 重要原物料：活化鈀PTH鍍銅介紹(4) 鍍銅鍍銅 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) 流程介紹流程介紹:前處理壓膜曝光顯影 目的目的: 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) 前前處理處理: 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：刷輪外層介紹(2)外层介绍(3)压膜压膜(LAMINATION):(LAMINATION):目的目的: :将经前处理之基板铜面透过热压方式贴上抗

12、蚀干膜主要原物料主要原物料: :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干膜压膜前压膜前压膜后压膜后 曝光曝光(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，不能被顯影液洗掉乾膜底片UV光外層介紹(4) 顯影顯影(Developin

13、g): 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)I.I.蚀刻蚀刻(ETCHING):(ETCHING):I.I.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I.I.主要原物料主要原物料: :蚀刻药液(CuCl2)CUcl2+CU=2Cucl(蝕刻原理)Cucl+H2O2+Hcl= Cu2+H2O(再生原理)蚀刻后蚀刻后蚀刻前蚀刻前外层介绍(7)I.I.去膜去膜(STRIP):(STRIP):II.II. 目的目的: :利

14、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溶液去膜后去膜后去膜前去膜前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

15、：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/SO/S電性測試電性測試: : 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)I.防焊(Solder Mask)目的： A.防焊：

16、 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/MI.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)I.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

17、型 (Curtain Coating) C 喷涂型 (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.I.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)I.曝光目的：影像

18、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)I.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)I.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)I.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：文字油墨文字流程简介(1)文字流程简介(2)烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字 文字表面處理简介(1)I.表面處理(Surface Treatment Process )主要項目： A 化金 (EG)

19、 B 金手指（GP) C 喷锡 (HA) D 化銀 (IS) E 化錫 (IT) F 抗氧化(SF)表 面 處 理 简 介 ( 2 )I.化学镍金(EG)目的：1.平坦的焊接面 2.优越的导电性、抗氧化性 3.高耐磨原理：置换反应主要原物料：氰化金鉀 表面處理简介(3)1 化金：前处理 化镍金段 后处理 I.前处理目的:去除铜面过度氧化及去除轻微的雜質主要原物料：SPS ,磨刷 制程要点： A 刷压 B SPS浓度 C 线速I.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（氰化金钾)制程要点： A 药水浓度、温度的控制 B 水洗循环量的大小

20、C 自动添加系统的稳定性 表面處理简介(4)I.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 烘干温度表面處理简介(5)I.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：锡铅棒表面處理简介(6)表面處理简介(7)I.喷锡流程II.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、线速前处理上FLUX喷锡后处理I.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，是否易于清洁表面處理简介(8)表面處理简介(9)I.喷

21、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、板子通过风刀的角度、浸 锡时间等。表面處理简介(10)I.抗氧化(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I.金手指（G/P)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：金盐表面處理简介(11)镀金前处理镀金前后处理镀金前 镀金后表面處理简介(12)表面處理简介(13)I.流程: 貼割鍍金膠帶鍍鎳金撕膠帶后處理貼噴錫保護膠帶熱壓膠噴錫前處理噴錫噴錫后處理撕噴錫保護膠帶表面

22、處理简介(14)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， I.镀镍金镀镍金目的：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：金盐制程要点：A 药水的浓度、温度的控制 B 线速的控制 C 金属污染表面處理简介(15)表面處理简介(16)I.贴喷锡保护胶带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