PCB产品及流程

1、Mar.28th.2007 (V. 1.0)產品與流程產品與流程2 PC(W)B = Printed Circuit (Wiring) Board 兩者的中文名稱都是“印制電路板印制電路板” 印制電路板（PCB)是伴著“集成電路集成電路”的出現而應運而生的，在PCB誕生之前，電子元件間是通過導線連接的，而這樣占用空間大，耗材多，成本高，組裝也十分復雜。 PCB出現後，電子電路開始模塊化，有相當一步分的導線被集中制作在一塊線路板上，當這塊線路板是通過影響轉移、線路蝕刻的方法實現時便是今天的印制電路板（PCB)。3PCB在通訊、電子、醫療、工業、航空、汽車、軍事等領域都有廣泛運用,PCB的發展在當

2、今社會有舉足輕重的意義。4 PCB分為單面板,雙面板及多層板(L3),層數的界定是以銅箔層數的多少來界定銅箔層數的多少來界定. 單面板：只有1層銅層（導電層） 雙面板：有2層銅層（導電層） 絕緣層 銅層銅層絕緣層銅層5 在原板做完線路埋入多層PCB後又稱為Core（芯） 原板一般由銅層、完全固化的樹脂和玻纖布組成原板L玻纖銅箔完全固化的樹脂6半固化片(prepreg) 半固化樹脂和玻纖布組成. 背膠桐箔（RCC):由半固化的樹脂和銅箔組成玻纖半固化樹脂PrepregRCC半固化樹脂銅箔銅箔 根據加工方式不同可以分為：電鍍銅箔、壓延銅電鍍銅箔亮面毛面7當PCB的層數大於、等於3（奇數層PCB非常

3、罕見）時，根據疊法的不同可分為： Foil疊法 Book疊法PP銅箔corecorePP8材料種類 FR4 (普通 Tg*; 高Tg) Teflon(鐵氟龍,也叫作PTFE) 無鹵素（halogen free) Low Dk* BTPP按玻纖布(glass clothing)的種類分 106，1080，2113，7628*Tg: glass transition temperature 玻璃化溫度 Dk: dielectric constanct Df: dissipation factor9在PCB領域，通常用單位面積上(1平方尺)上銅的重量代指銅的厚度，單位為“oz (ounce)” 。

4、1oz銅箔對應的厚度為1.4mil廠內常用的銅箔和CCL銅的厚度有： 0.3oz，0.5oz，1oz，2oz12oz長度單位轉換1inch=25.4mm英制單位：1feet=12inch1inch=1000mil1mil=1000u”公制單位1m=100cm1cm=10mm1mm=1000um1oz = 28.35克(cu)=8.96克/立方厘米10常見的材料供應商有：SHENGYI常見的銅箔供應商： 三井 福田 日棉 積德 日進11裁板內層AOI壓板撈邊鑽孔PTHAOI電測印刷油墨內層板內層板外層板外層板噴錫鎳金文字成型電測目檢化錫化銀OSP包裝HDIPD外層鍍銅12制前工程 工程質料審核

5、工程規格審核 工程問題詢問 制作流程設定制板(A/W Artwork) 屬於較精細的制程,功能是將客戶提供的資料轉換成制程中所需要的治工具,如NC程式、電測資料、影像轉移之底片和網板，所使用的設備CAD, CAM全屬於電腦化系統.底片底片13裁板(CT) 供應商提供的原板尺寸：48”X36”; 48”X40”; 48”X42” 裁板後尺寸（working panel size): 16”X21”; 16”X20”; 18”X24”; 16”X18”; 12” X18”; 制程功能描述 將大尺寸的原板裁成工作尺寸 14過程描述 做出內層圖形及板外資料內部流程 前處理 干膜/濕膜曝光顯影蝕刻去膜

6、沖孔AOI前處理曝光DES線15干膜 用於影響轉移的感光(photo-sensitive)材料 常溫下呈固態薄膜狀(film),故稱為干膜 表面由透明的PE膜(mylar)保護. 壓膜(DF-lam)是在加熱的條件下將DF貼到清潔的板面濕 膜 用於影響轉移的感光(photo-sensitive)材料 常溫下呈液態薄膜狀(film),故稱為濕膜 濕膜是通過塗敷(coating)的方法在清潔的板面塗上一層均勻的薄膜。16曝光 曝光是一個影像轉移的過程(image transfer也稱為imaging) 曝光底片有黑白片和棕色片兩種 曝光時在板面蓋上底片通過紫外光將部分感光膜聚合。17顯影是一個用化

7、學藥水(弱鹼鹽Na2CO3)溶解未發生聚未發生聚合反應合反應的干膜/濕膜的過程。顯影點(breakpoint)是一個非常重要的制程參數。反應原理：R-COOH Na2CO3 R-COO Na NaHCO3 18蝕刻就是用化學藥水將顯影後裸露的銅腐蝕的過程。根據藥水的特性可分為酸性蝕刻和鹼性蝕刻。判斷蝕刻能力的重要參數是蝕刻因子hw1w212.WWhFE19去膜是一個用化學藥水(強鹼NaOH)溶解已發生聚合反已發生聚合反應應的蝕刻阻劑的過程。反應原理：R-COOH NaOH R-COO Na H2O20過程描述： 根據內層影像沖出壓合之定位方孔 為了防止壓合疊反，四個定位孔的位置不對稱 目前廠內

8、大部分沖孔機是2CCD，少數沖孔機是8CCD光學對位pad方孔防呆21AOI=automatic optical inspection根據光源特征AOI可分為鐳射光和白光(兩種工作原理是利用螢光反射或不同光源對板面亮度反射原理來判定產品的缺點以代替人工視力所不能及的功能。22ML=multi-layer lamination過程描述： 根據內層的定位方孔，通過鉚釘或定位對準,利用高溫,高壓將將多張core和PP壓合成一個多層板.流程黑化/棕化疊合壓合拆板PP銅箔CCL加壓加熱鉚釘定位pin鋼板23黑化 通過先氧化後還原的方法粗化銅面棕化 通過氧化來粗化銅表面黑化、棕化都是為了促進銅表面與樹脂的

9、接合力24疊合的目的就是按照客戶設計的疊法，將內層板和PP按照一定的順序，並依照內層沖的定位方孔進行疊合。壓合定位的方式有： Pin 鉚釘 熱鉚25壓合 通過對疊合後的板子加熱加壓，經熱壓、冷壓後使其成為多層板。 廠內主要的壓合設備有： OEM (mass lam)壓合後的板子26X-ray打靶 通過X-ray抓取內層標靶，然後用鑽頭打出3個鑽孔用的定位孔Tooling holeLogical center銑板 用銑刀切去壓合後板邊的銅箔和流膠 速度快但精度要求不高27過程描述 鑽孔有機械鑽孔和鐳射鑽孔 鑽孔是按照客戶的設計在不同層之間鑽通孔或鐳射盲孔流程X-ray打標靶銑板機械鑽孔Confo

10、rmal鐳射鑽孔28機械鑽孔 廠內稱之NC ，實際是數控的意思 鑽孔層數、進刀速、鑽針研次、 run-out、等是鑽孔品質的重要影像因素。蓋板Spindle鑽頭Stack high=2墊板工作台29Conformal 通過影像轉移的方法在銅面上蝕刻出一個窗口(opening)ConformalDES銅樹脂窗口鐳射 CO2鐳射鐳射光鐳射孔30過程表述 鍍銅的根本目的在於使原本不導通的孔的孔壁上覆蓋一層金屬通，使得孔具有導通性，從而使得各內層間具有導通性。流程 高壓水洗去鑽污化學銅電鍍銅鍍銅前鍍銅後31高壓水洗 又有人謂之“deburr”，那是因為該線不僅僅是高壓水洗，還有清刷的過程,清刷有助於去

11、處鑽孔的銅刺(burr)，故稱為deburr。 高壓水洗的目的是去除銅burr以及鑽孔粉塵銅burr32Desmear 進一步清除由於鑽孔時鑽針高速旋轉在孔壁上產生的smearDesmear 包含的步驟 溶漲 MnO4-咬蝕 中和Plasma 工作氣體CF4; O2; N233PTH=plating through hole 化學銅的目的是金屬化孔壁,使孔壁沉積一層薄銅，是後續電鍍的基礎。 化學銅是鈀(pd)催化的氧化還原反應HCHO + Cu2+ + OH- HCOO-+H2O+Cu化學銅的步驟 整孔 微蝕 預浸 活化 速化 化銅PTH後34基本原理是在板上接負電，使槽液中的銅離子沉積到PC

12、B板上，電鍍的根本目的是加厚孔壁上化學沉積的薄銅。 CU2+ + 2e Cu（陰極)電鍍按方式可分為水平電鍍和垂直電鍍線電鍍藥水成分 CU2+ CL- 光澤劑 載運劑 整平劑添加劑Additive35外層 又稱為tenting流程,它是指全板電鍍鍍後采用正片法制作線路的過程。圖形電鍍 PD是pattern plating的縮寫，它是指采用負片電鍍蝕刻阻劑從而制做線路的過程。：干膜：電鍍錫36據焊(solder Mask) 廠內稱為KE，此為不規范稱法 在PCB的設計上,部份線路須要焊接零件,有些則不需要,這些不需要的地方可用油墨將之蓋住，避免因焊接時造成線與線間短路。 油墨有兩種類型: 熱固型

13、 光固型 油墨塗敷方法 絲網印刷 靜電噴塗流程 前處理印刷短烤曝光顯影修補長烤UV固化37前處理的功能 清潔板面 去除油脂 粗化銅面 種類 化學法 (除油藥水 、藥水咬蝕 ) 機械法 (機械刷磨、噴沙 )38目的 使PCB板面覆蓋一層薄薄的據焊膜印刷方式 空網印刷 圖形印刷刮刀框絲網圖形膠油墨39短烤 目的是將液態的油墨通過短暫的烘烤進行固化(並非完全固化，荏具有感光性)，為後續的對片曝光做准備。制程要點 短烤不足，對片會產生底片壓痕，廠內稱“鬼影”。 短烤過度，油墨過度硬化，失去感光性，引起顯影未淨40據焊的曝光、顯影與干片非常相似。為什么网板上有圖形還要曝光顯影？ 油墨據有流動性(flui

14、dity)，通過網板的選擇性印刷很難得到精密圖形，因此需要通過曝光顯影來獲得。 熱固型油墨無需要曝光和顯影。前處理印刷後顯影後41長烤 常烤的目的是將油墨完全固化，因此烘烤的時間長，溫度也較高。 廠內烤箱有箱式和隧道式UV固化 目的是用UV光使油墨完全固化修補 使用相同型號的油墨，對缺損的據焊進行修補。 對無法修補的缺陷，有時需要泡洗重工42文字 此過程的目的是在PCB板表面印上各種文字符號。 PCB在完成後需在表面組裝各種零件，這些零件包括芯片、電阻、電容、二極管、接觸器共計數十上百個，如此多而復雜的零件要組裝在一片PCB板上，如沒有符號標識定位極可能發生組裝錯位。文字印刷 跟據焊印刷類似

15、使用的是熱固型油墨 常用顏色:白、黑、黃43廠內表面處理的種類噴錫 (HASL) 鎳金 (ENIG) 化學錫 (Imm. Sn) 化學銀 (Imm. Ag) OSP 金手指 (TAB) 化學厚金 電鍍硬金ENIGTABOSPImm. SnImm. AgHASL44所有的表面處理都是為了保護銅面，防止氧化。各表面處理的優鎳 HASL：很好的焊接性，儲存期長，但平整度和精密度差。 ENIG：平整度和緊密度高，儲存期長，環保，但成本高，焊錫一般。 OSP： 很好的焊錫性，制程簡單，,但儲存期短. 化学银. Ag: 平整度和緊密度高，儲存期長，環保，對硫元素敏感。 化学锡. Sn: 很好的焊錫性，平整度和緊密度高,但儲存期短，极其容易产生錫須45切型 廠內稱之為RT ，其過程是將多排版 的制作板切成單pcs (piece) 或多pcs的出貨板。 同時在成型時還會按照客戶的設計加工出一些挖空區和撇斷區。沖成型 沖成型的功能與撈成型相同 但是它有速度快，批量生產時成本低的有點。 沖成型的精度沒有撈成型的高，而且沖出來的板子板邊粗糙。46電測(ET) 又稱Continuity test，其作用主要是測試PCB的電器性能：短路，斷路。電測設備 專用型 泛用型 飛針測試 治具 程序：根據客戶的資料轉換而成