PCB工艺流程简介解析课件.ppt

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1、课 程 名 称: PCB工艺流程简介制作单位: 工艺部核准日期: 2012/9版 本: A,1,课 程 名 称: PCB工艺流程简介1,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,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,流程介紹,开料,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/Hoz、1/1oz、2/2oz等种类。注意事项:避免

2、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。裁切须注意机械方向一致的原则。,流程介紹裁切刨边烤板开料目的:,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,钻孔,流程介绍:钻孔,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针主要设备：上PIN机注意事项: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,上PIN:钻孔,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设备：SCHMOLL钻机/HITACHI钻机主要原物料:钻头

3、、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。,钻孔,钻孔:钻孔,钻孔示意图：,钻孔,钻孔示意图：铝盖板垫板钻头钻孔,下PIN:目的:将钻好孔之板上的PIN针下掉，将板子分出。,钻孔,下PIN:钻孔,除胶渣/化学沉铜/全板电镀,流程介紹,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。,除胶渣/化学沉铜/全板电镀 流程介紹去毛刺除胶渣化学沉铜全板,去毛刺(Deb

4、urr): 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,除胶渣/化学沉铜/全板电镀,去毛刺(Deburr):除胶渣/化学沉铜/全板电镀,除胶渣(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),除胶渣/化学沉铜/全板电镀,除胶渣(Desmear):除胶渣/化学沉铜/全板电镀,化學沉銅(PTH) 化學銅之目的：通過化

5、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,除胶渣/化学沉铜/全板电镀,化學沉銅(PTH)PTH除胶渣/化学沉铜/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,除胶渣/化学沉铜/全板电镀,全板电镀一次銅除胶渣/化学沉铜/全板电镀,流程介绍:,前处理,压膜,曝光,显影,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。,外层线路,流程介绍:前处理压膜曝光显影 目的

6、:外层线路,前处理(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,外层线路,前处理(Pre-treatment):外层线路,压膜(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-

7、3058：主要用于电厚镍金板。,外层线路,压膜(Lamination):外层线路,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,外层线路,曝光(Exposure):乾膜底片UV光外层线路,显影(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:

8、弱碱(Na2CO3),外层线路,显影(Developing):一次銅乾膜外层线路,流程介绍:,目的: 将铜层厚度镀至客户所需求的厚度,图形电镀,流程介绍: 目的:图形电镀前处理镀锡图形电铜,二次镀铜: 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,图形电镀,二次镀铜:乾膜二次銅图形电镀,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,图形电镀,镀锡:干膜二次铜保护锡层图形电镀,流程介紹:,目的: 完成客户所需求的线路外形,外层蚀刻,流程介紹: 目

9、的:外层蚀刻退膜退锡蚀刻,退膜: 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: 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,外层蚀刻,退膜:蝕刻:二次銅保護錫層二次銅保护锡层底板外层蚀刻,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,外层蚀刻,退锡:二次銅底板外层蚀刻,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

10、，所以对防焊漆绝缘性质的要求也越来越高。,阻焊,目的:阻焊,流程简介:,阻焊,预烘烤印刷前处理曝光显影烘烤S/M流程简介:阻焊,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,阻焊,前处理:阻焊,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),阻焊,印刷阻焊,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,阻焊,预烤

11、阻焊,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,阻焊,曝光阻焊,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),阻焊,显影阻焊,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,阻焊,后烤阻焊,烘烤,印一面文字,印另一面文字,S/M,文字,文字,丝印字符,烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字 文字丝印字

12、符,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,丝印字符,印刷文字丝印字符,文字烤干制程目的:完成文字硬化。主要设备:立式烤炉,丝印字符,文字烤干丝印字符,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）

13、 HASL,表面处理工艺,主要表面处理工艺(Surface Treatment P,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,化学镍金,工艺流程：化学镍金前处理化学沉镍化学沉金后处理,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,化学镍金,前处理 化学镍金,化学沉镍/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,化学镍金,化学沉镍/金段化学镍金,后处理目的：洗去金面上残留

14、的药水，避免金面氧化。主要用料：柠檬酸,化学镍金,后处理化学镍金,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,喷锡,工艺流程：喷锡前处理上助焊剂喷锡后处理,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,喷锡,前处理喷锡,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),喷锡,上助焊剂喷锡,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,喷锡,喷锡喷锡,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

15、 洗掉。制程要点： A 热水洗段温度 B 轻刷段清洁,喷锡,后处理喷锡,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),防氧化（OSP）,工艺流程：前处理护铜段后处理防氧化（OSP）,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,成型,成型成型,成型后,成型,成型前,成型,成型后成型成型前成型,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

16、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,电测,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,B 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,电测,B 通用型（Universal on Grid)测试电测,C 飞针测试（Moving probe)不需制做昂贵的治具，用两根或多

17、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,电测,C 飞针测试（Moving probe)电测,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)外形尺寸 Outline Dimension各尺寸与板边 Hole to Edge板厚 Board Thickness孔径 Holes Diameter线宽Line width/space孔环大小 Annular Ring,最终检查/最终抽检,目的：检验是制程中进行的最后的品质查核，最

18、终检查/最终抽检,板弯翘 Bow and Twist各镀层厚度 Plating ThicknessB 外观检查项目(Surface Inspection)孔破 Void孔塞 Hole Plug露铜 Copper Exposure异物 Foreign particle多孔/少孔 Extra/Missing Hole金手指缺点 Gold Finger Defect文字缺点 Legend(Markings),最终检查/最终抽检,板弯翘 Bow and Twist最终检查/最终抽检,C 信赖性(Reliability)焊锡性 Solderability线路抗撕拉强度 Peel strength切片 Micro SectionS/M附着力 S/M AdhesionGold附着力 Gold Adhesion热冲击 Thermal Shock阻抗 Impedance离子污染度 Ionic Contamination,最终检查/最终抽检,C 信赖性(Reliability)最终检查/最终抽检,