PCB工艺流程简介-.ppt

课课课课 程程程程 名名名名 称称称称:PCBPCB工艺流程简介工艺流程简介工艺流程简介工艺流程简介制作单位制作单位制作单位制作单位:工艺部工艺部工艺部工艺部核准日期核准日期核准日期核准日期:2012/9:2012/9版版版版 本本本本:A:A11 1双面板工艺全流程图双面板工艺全流程图沉金外层蚀刻阻焊外型喷锡丝印字符电测最终检查（FQC）OSP最终抽检（FQA）包装入库开料沉铜（PTH)钻孔全板电镀电镀铜锡外层线路2 2多层板工艺全流程图多层板工艺全流程图开料内层蚀刻内层线路内层AOI压合棕化沉金外层蚀刻阻焊外型喷锡丝印字符电测最终检查（FQC）OSP最终抽检（FQA）包装入库沉铜（PTH)除胶渣(Desmear)全板电镀电镀铜锡外层线路钻孔3 3 流程介紹流程介紹裁切刨边烤板开开 料料目的目的目的目的:依制前设计所规划要求，将基板材料裁切成工作所需尺寸。依制前设计所规划要求，将基板材料裁切成工作所需尺寸。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:基板、锯片基板、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，依铜厚可分为分为H/HozH/Hoz、1/1oz1/1oz、2/2oz2/2oz等种类。等种类。注意事项注意事项注意事项注意事项:避免板边毛刺影响品质，裁切后进行磨边、圆角处理。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。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。裁切须注意机械方向一致的原则。4 4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前处理涂布曝光显影内内 层层 线线 路路5 5前处理前处理前处理前处理(Pretreatment):(Pretreatment):(Pretreatment):(Pretreatment):目的目的:去除铜表面上的污染物，去除铜表面上的污染物，增加增加铜铜面粗糙度面粗糙度,以利於以利於后后续续的的涂布涂布制程制程。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料：刷轮、刷轮、SPSSPS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内 层层 线线 路路6 6涂布涂布涂布涂布(S/M COATING):(S/M COATING):(S/M COATING):(S/M COATING):目的目的目的目的:将经内层前处理后之基板将经内层前处理后之基板铜面通过滚涂方式贴上一铜面通过滚涂方式贴上一层感光油墨。层感光油墨。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:湿膜湿膜油墨油墨涂布前涂布前涂布后涂布后内内 层层 线线 路路7 7曝光曝光曝光曝光(EXPOSURE):(EXPOSURE):(EXPOSURE):(EXPOSURE):目的目的目的目的:经光源作用将原始底片上的图像转经光源作用将原始底片上的图像转移到感光底板上移到感光底板上主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:重氮片重氮片内层所用底片为负片，即白色透光内层所用底片为负片，即白色透光部分发生光聚合反应部分发生光聚合反应,黑色部分则黑色部分则因不透光，不发生反应，外层所用因不透光，不发生反应，外层所用底片刚好与内层相反底片刚好与内层相反,底片为正片。底片为正片。UVUV光光曝光前曝光前曝光后曝光后内内 层层 线线 路路8 8显影显影显影显影(DEVELOPING):(DEVELOPING):(DEVELOPING):(DEVELOPING):目的目的目的目的:用碱液作用将未发生光聚合用碱液作用将未发生光聚合反应之湿膜部分冲掉反应之湿膜部分冲掉主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:NaNa2 2COCO3 3使用将未发生聚合反应之湿使用将未发生聚合反应之湿膜冲掉，而发生聚合反应之膜冲掉，而发生聚合反应之湿膜则保留在板面上作为蚀湿膜则保留在板面上作为蚀刻时之抗蚀保护层。刻时之抗蚀保护层。显影后显影后显影前显影前内内 层层 线线 路路9 9流程介绍流程介绍:目的目的:利用化学反应原理制作出内层导电线路蚀刻退膜内内 层层 蚀蚀 刻刻1010蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻(ETCHING):(ETCHING):(ETCHING):(ETCHING):目的目的目的目的:利用药液将显影后露出的利用药液将显影后露出的铜铜面蚀刻掉，而形成内层面蚀刻掉，而形成内层线路图形。线路图形。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:酸性蚀刻液酸性蚀刻液蚀刻后蚀刻后蚀刻前蚀刻前内内 层层 蚀蚀 刻刻1111退膜退膜退膜退膜(Stripping film):(Stripping film):(Stripping film):(Stripping film):目的目的目的目的:利用强碱溶液将保护铜面利用强碱溶液将保护铜面之抗蚀层剥掉，露出线路之抗蚀层剥掉，露出线路图形。图形。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:NaOHNaOH退退膜后膜后退膜前退膜前内内 层层 蚀蚀 刻刻1212流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍:目的目的目的目的:对内层生产板进行检查，挑出异常板并进行处理。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。收集品质资讯，及时反馈处理，避免重大异常发生。AOI检验VRS确认打靶内内 层层A AO OI I1313AOIAOIAOIAOI检验检验检验检验:全称为Automatic Optical Inspection，自动光学检测目的：目的：通过光学反射原理将图像回馈至设备处理，与设定的逻辑判断原则与资料图形相比较，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。内内 层层A AO OI I1414VRSVRS确认确认: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。内内 层层A AO OI I1515打靶打靶打靶打靶:目的目的目的目的:利用利用CCDCCD对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔对位冲出检验作业之定位孔及铆钉孔主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:钻头钻头注意事项注意事项注意事项注意事项:打靶精度直接影响铆合对准度，故机台精度定期确认非常打靶精度直接影响铆合对准度，故机台精度定期确认非常重要。重要。内内 层层A AO OI I1616流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍:目的：目的：目的：目的：将铜箔（将铜箔（Copper)Copper)、半固化片（半固化片（Prepreg)Prepreg)与氧化处理后的与氧化处理后的内层线路板压合成多层板内层线路板压合成多层板棕化铆合熔合叠板压合后处理棕棕 化化/压压合合1717棕化棕化棕化棕化:目的目的目的目的:(1)(1)粗化铜面，增加铜面与树脂接触表面积。粗化铜面，增加铜面与树脂接触表面积。(2)(2)增加铜面对树脂流动之湿润性。增加铜面对树脂流动之湿润性。(3)(3)使铜面钝化，避免发生不良反应。使铜面钝化，避免发生不良反应。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:棕化药液棕化药液注意事项注意事项注意事项注意事项:棕化膜很薄，极易发生擦花问题，操作时需注意操作手势。棕化膜很薄，极易发生擦花问题，操作时需注意操作手势。棕棕 化化/压压 合合1818铆合铆合铆合铆合:(:(:(:(铆合熔合；预叠铆合熔合；预叠铆合熔合；预叠铆合熔合；预叠)目的目的目的目的:(:(四层板不需铆合四层板不需铆合)利用铆钉将多张内层板与钉利用铆钉将多张内层板与钉在一起，以避免后续加工时产生在一起，以避免后续加工时产生层间偏位。层间偏位。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:铆钉铆钉;P/P;P/PP/P(PREPREG):P/P(PREPREG):由树脂和玻璃纤由树脂和玻璃纤维布组成维布组成,据玻璃布种类可分为据玻璃布种类可分为106;1080;2116;7628106;1080;2116;7628等几种。等几种。树脂据交联状况可分为树脂据交联状况可分为:A A阶阶(完全未固化完全未固化);B);B阶阶(半固化半固化);C);C阶阶(完全固化完全固化)三类，生产中三类，生产中使用的全为使用的全为B B阶状态的阶状态的P/PP/P。2L3L 4L 5L2L3L 4L 5L铆钉棕棕化化/压压合合1919叠板叠板叠板叠板:目的目的目的目的:将预叠合好之板叠成待压将预叠合好之板叠成待压多层板形式多层板形式主主主主要原物料要原物料要原物料要原物料:铜箔、钢板铜箔、钢板电解铜箔：按厚度可分为电解铜箔：按厚度可分为1/3OZ(1/3OZ(代号代号T)T)1/2OZ(1/2OZ(代号代号H)H)1OZ(1OZ(代号代号1)1)RCC(RCC(覆树脂铜箔覆树脂铜箔)等等Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 6棕棕化化/压压合合2020压合压合压合压合:目的目的目的目的:通过高温、高压方式将叠合板压成多层板通过高温、高压方式将叠合板压成多层板主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:牛皮纸、钢板、牛皮纸、钢板、承载盘承载盘钢板压力牛皮纸承载盘热板可叠很多层可叠很多层棕棕化化/压压合合2121后处理后处理后处理后处理:目的目的目的目的:经经ayay钻靶、铣边、磨边等工序对压合之多层板进行钻靶、铣边、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。加工之工具孔。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:钻头、铣刀钻头、铣刀棕棕 化化/压压 合合2222流程介绍流程介绍流程介绍流程介绍:目的目的目的目的: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上PIN钻孔下PIN钻钻 孔孔2323上上上上PIN:PIN:PIN:PIN:目的目的目的目的:对于非单片钻之板，预先按对于非单片钻之板，预先按STACKSTACK之要求钉在一起，之要求钉在一起，便于钻孔，依板厚和工艺要求每个便于钻孔，依板厚和工艺要求每个STACKSTACK可两片钻，可两片钻，三片钻或多片钻。三片钻或多片钻。主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:PINPIN针针主要设备：主要设备：主要设备：主要设备：上上PINPIN机机注意事项注意事项注意事项注意事项:上上PINPIN时需开防呆检查，避免因前制程混料造成钻时需开防呆检查，避免因前制程混料造成钻孔报废。孔报废。钻钻 孔孔2424钻孔钻孔钻孔钻孔:目的目的目的目的: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主要设备：主要设备：SCHMOLLSCHMOLL钻机钻机/HITACHI/HITACHI钻机钻机主要原物料主要原物料主要原物料主要原物料:钻头、盖板、垫板钻头、盖板、垫板钻头钻头:碳化钨、钴及有机黏着剂组合而成。碳化钨、钴及有机黏着剂组合而成。盖板盖板:主要为铝片，在制程中起钻头定位、散热、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。减少毛头、防压力脚压伤作用。垫板垫板:主要为复合板，在制程中起保护钻机台面；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防出口性毛头；降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣作用。渣作用。钻钻 孔孔2525钻孔示意图：钻孔示意图：铝盖板垫板钻头钻钻 孔孔2626下下下下PINPINPINPIN:目的目的目的目的:将钻好孔之板上的将钻好孔之板上的PINPIN针下掉，将板子分出。针下掉，将板子分出。钻钻 孔孔2727除除胶胶渣渣/化化学学沉沉铜铜/全全板板电电镀镀 流程介紹流程介紹去毛刺(Deburr)除胶渣(Desmear)化学沉铜(PTH)全板电镀Panel plating 目的目的:使孔璧上的非导体部分之树脂及玻璃纤维进行金属化。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。2828 去毛去毛刺刺(Deburr):(Deburr):毛刺形成原因：钻孔后孔边缘的未切断的铜丝及未切断的玻璃布 Deburr之目的：去除孔边缘的披锋，防止镀孔不良。重要的原物料：刷轮除除胶胶渣渣/化化学学沉沉铜铜/全全板板电电镀镀2929 除胶除胶渣渣(Desmear):(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)除除胶胶渣渣/化化学学沉沉铜铜/全全板板电电镀镀3030 化學化學沉沉銅銅(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0.2-0.5um的化學銅层。重要原物料：活化鈀、化銅液PTH除除胶胶渣渣/化化学学沉沉铜铜/全全板板电电镀镀3131 全板电镀全板电镀 全板电镀之目的：鍍上5-10um厚度的銅层以保護僅有0.2-0.5um厚度的化學銅不被後制程破壞造成孔破。重要原物料：銅球、电镀药水 FA监控一次銅除除胶胶渣渣/化化学学沉沉铜铜/全全板板电电镀镀3232 流程介流程介绍绍:前处理压膜曝光显影 目的目的:利用光化学原理，将线路图形通过以感光材料转形式移到 印制板上，形成一种抗蚀或抗电镀的掩膜图像。外外 层层 线线 路路3333 前处前处理理(Pre-treatment):制程目的：去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度，提高抗蚀或抗电镀掩膜与板面的附着力。主要设备:针刷磨板机主要物料：刷轮外外 层层 线线 路路3434 压压膜膜(Lamination):制程目的:通过热压法使干膜紧密附着在铜面上。主要设备:贴膜机 主要物料：干膜(Dry film)此干膜主要是由于其组成中含有有机 酸根，会与碱反应使成为有机酸的盐 类，可被水溶掉，主要使用型号有：YQ-40PN：主要用于图形电镀板铜厚 2OZ和酸性直蚀板；AQ-5038：主要用于掩孔直蚀板、底 铜为24OZ的碱性直蚀板；AQ-3058：主要用于电厚镍金板。外外 层层 线线 路路3535 曝光曝光(Exposure):制程目的:通过底片进行图形转移，在干膜上曝出客戶所需的线路图形。主要设备:曝光机 主要物料：底片 外层所用底片与内层相反，为负片，底片黑色为线路，白色为底板(白底黑线)白色的部分紫外光透射过去，干膜发生聚合反应，不能被显影液洗掉乾膜底片UV光外外 层层 线线 路路3636 显显影影(Developing):制程目的:把尚未发生聚合反应的区域用显像液将之沖洗掉，已感光部分則因已发生聚合反应而洗不掉而留在铜面上成为蚀刻或电鍍之阻劑膜。主要设备:显影机 主要物料:弱碱(Na2CO3)一次銅乾膜外外 层层 线线 路路3737 流程介流程介绍绍:目的目的:将铜层厚度镀至客户所需求的厚度图图 形形 电电 镀镀前处理镀锡图形电铜(二次镀铜)3838 二次二次镀铜镀铜:目的：將显影后的裸露铜面的厚度加厚,以达到客戶所要求的銅厚。重要原物料：铜球、电镀药水 铜厚FA监控乾膜二次銅图图 形形 电电 镀镀3939 镀锡镀锡:目的：在鍍完二次銅的表面镀上一层锡保护，做为蚀刻时的保护剂。重要原物料：锡条、电镀药水干膜二次铜保护锡层图图 形形 电电 镀镀4040 流程介紹流程介紹:目的目的:完成客户所需求的线路外形外外 层层 蚀蚀 刻刻退膜退锡蚀刻4141退退膜膜:目的：将抗电镀用途之干膜 以药水剥除 重要原物料：退膜液(NaOH)蝕刻蝕刻:目的：将非导体部分的铜蚀掉 重要原物料：蚀刻液(氨水)蚀刻因子2.5二次銅保護錫層二次銅保护锡层底板外外 层层 蚀蚀 刻刻4242退锡退锡:目的：将导体部分的起保退 护作用之锡剥除 重要原物料：退锡液二次銅底板外外 层层 蚀蚀 刻刻4343 目的目的:通过在板面涂覆一层阻焊层从而起到以下作用：防焊:防止波焊时造成的短路，并节省焊锡之用量。护板:防止线路被湿气、各种电解质及外来的机械力所伤害。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。阻阻 焊焊4444预烘烤印刷前处理曝光显影烘烤S/M流程简介流程简介:阻阻 焊焊4545前处理前处理:制程目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加强板面油墨附 着力。主要设备:针刷磨板机 火山灰磨板机主要物料:针刷、火山灰阻阻 焊焊4646印刷印刷目的：利用丝网上图案，将防焊油墨准确的印写在板子上。主要设备：丝印机主要物料：感光油墨 TAMURA DSR-2200 TT 31DX Greencure LM-600 E5GB (均为绿色油墨)阻阻 焊焊4747预烤预烤目的: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。主要设备：隧道式烤炉阻阻 焊焊4848曝光曝光制程目的：让需要留在板子上的油墨经紫外光照射后发生交联反应，在显影时不被碳酸钠溶液所溶解掉；让不需要留在板子上的油墨避免紫外光照射，从而被显影液溶解掉，而露出焊盘、焊垫等需焊的区区域。主要设备：手动曝光机 CCD自动曝光机主要物料：曝光灯管阻阻 焊焊4949显影显影制程目的：将未聚合之感光油墨利用浓度为1.0-1.2%的碳酸钠溶液去除掉。主要设备：显影机主要物料：弱碱(Na2CO3)阻阻 焊焊5050后烤后烤目的：主要让油墨之环氧树脂彻底硬化。主要设备：隧道式烤炉阻阻 焊焊5151烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字 文字丝丝 印印 字字 符符5252印刷文字印刷文字制程目的：通过丝网漏印的方式，将字符油转移到线路板上，加印字符及 元件符号，便于元器件的安装、识别及今后修理印制板提供信息。原理：印刷及烘烤主要设备:丝印机主要物料：文字油墨 类型：ZM-400WF丝丝 印印 字字 符符5353文字烤干文字烤干制程目的:完成文字硬化。主要设备:立式烤炉丝丝 印印 字字 符符5454 主要表面处理工艺主要表面处理工艺(Surface Treatment Process)A 化学镍金（Immersion Gold）IMG）B 防氧化（Organic Solder-ability Preservatives）OSPC 喷锡（Hot Air Solder Leveling）HASL表表面面处处理理工工艺艺5555工艺流程：工艺流程：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：沉镍药水、金盐 化化 学学 镍镍 金金前处理化学沉镍化学沉金后处理5656前处理 目的：去除铜面污染物及过度氧化层。主要原物料：刷轮 化化 学学 镍镍 金金5757化学沉镍化学沉镍/金段金段目的：在铜面上利用置换反应生成一层镍层（3-5um），在镍面 上利用化学反应生成一层金层（0.03-0.10um）。主要原物料：沉镍药水、金盐制程要点：A 药水浓度的控制 B 药水温度的控制化化 学学 镍镍 金金5858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：柠檬酸化化 学学 镍镍 金金5959工艺流程：工艺流程：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：锡铅条喷喷 锡锡前处理上助焊剂喷锡后处理6060前处理前处理目的：将铜表面的污染物、氧化物等去除。主要物料：SPS制程要点：微蚀速率喷喷 锡锡6161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：助焊剂(松香)喷喷 锡锡6262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 锡炉温度、浸锡时间、风刀压力和温度等。B 外层线路密度及结构 喷喷 锡锡6363后处理后处理目的：将残留的助焊剂或其由锡炉带出之残油类物质 洗掉。制程要点：A 热水洗段温度 B 轻刷段清洁喷喷 锡锡6464工艺流程：工艺流程：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(四国化成Glicoat SMD F2)前处理护铜段后处理防防氧氧化化（OSP）6565成型成型目的：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：铣刀成成 型型6666成型后成型成型前成成 型型6767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能测 试，而且也不能回收使用（测试针除外）。优点：a、运营成本低 b、产速快缺点：a、治具贵 b、set up 慢 c、技术受限电电 测测6868B 通用型（Universal on Grid)测试优点：a、治具成本较低 b、set-up 时间短，产速快 c、其治具的制作简易快速，其针且 可重复使用 缺点：a 设备成本高电电 测测6969C 飞针测试（Moving probe)不需制做昂贵的治具，用两根或多根探针做x、y、z的移动来逐一测试各线路的两端点。优点：a 极高密度板的测试皆无问题 b 不需治具，所以最适合样品及小批量生产。缺点：a 设备昂贵 b 产速极慢电电 测测7070目的：检验是制程中进行的最后的品质查核，检验的主要项目：A 尺寸的检查项目(Dimension)1.外形尺寸 Outline Dimension2.各尺寸与板边 Hole to Edge3.板厚 Board Thickness4.孔径 Holes Diameter5.线宽Line width/space6.孔环大小 Annular Ring最最终终检检查查/最最终终抽抽检检71717.板弯翘 Bow and Twist8.各镀层厚度 Plating ThicknessB 外观检查项目(Surface Inspection)1.孔破 Void2.孔塞 Hole Plug3.露铜 Copper Exposure4.异物 Foreign particle5.多孔/少孔 Extra/Missing Hole6.金手指缺点 Gold Finger Defect7.文字缺点 Legend(Markings)最最终终检检查查/最最终终抽抽检检7272C 信赖性(Reliability)1.焊锡性 Solderability2.线路抗撕拉强度 Peel strength3.切片 Micro Section4.S/M附着力 S/M Adhesion5.Gold附着力 Gold Adhesion6.热冲击 Thermal Shock7.阻抗 Impedance8.离子污染度 Ionic Contamination最最终终检检查查/最最终终抽抽检检7373