印刷电路板制作流程.ppt

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1、印 刷 電 路 板 製 作 流 程 簡 介,客戶資料,業 務,工 程,生 產,流 程 說 明,提供 磁片、底片、機構圖、規範.等,確認客戶資料、訂單,生管接獲訂單 發料 安排生產進度,審核客戶資料，製作製造規範及工具或軟體 例：工作底片、鑽孔、測試、成型軟體,P3,PCB製作流程圖,流 程 說 明,內 層 裁 切,依工程設計基板規格及排版圖裁切生產工作尺寸,40 in,基 板,銅箔 Copper foil,玻璃纖維布加樹脂,1/2oz1/1oz,0.1 mm 2.5 mm,P.P(Prepreg)種類,A.1080(PP)2.6 milB.7628(PP)7.0 milC.7630(PP)8.

2、0 milD.2116(PP)4.1 mil,銅箔(Copper Foil)的厚度,A.0.5 OZ 0.7 mil B.1.0 OZ 1.4 milC.2.0 OZ 2.8 mil,流 程 說 明,PP的種類是按照紗的粗細、織法、含膠量而有所不同的玻璃布，分別去命名。,1 OZ 即指 1 ft2(單面)含銅重(1 OZ=28.35 g),內層影像轉移,壓膜,感光乾膜Dry Film,內層Inner Layer,將內層底片圖案以影像轉移到感光乾膜上,壓膜前須做下列處理：(銅面處理)清洗 微蝕 磨刷 水洗 烘乾 壓膜何謂銅面處理：不管原底裁銅箔或一次鍍銅板都要仔細做清潔處理及粗化，對乾膜(Dry

3、 Film)才有良好的附著力。銅面處理可分兩種型態：1.微蝕:利用稀硫酸中和一一把銅面氧化物去除，有時銅箔表面有一層防銹的鉻化處理膜也應一起去掉，時間大約為1-2分鐘，濃度10%(適用於多層板)。2.機械法:以含有金鋼刷或氧化鋁等研磨粉料的尼龍刷。良好的磨刷能去除油脂(grease)、飛塵(dust)、和顆粒(particle)氧化層(oxidixed layer)，及表面的凹凸可以使乾膜與銅面有良好的密著性，以免產生open的現象。磨刷太粗糙會造成滲鍍(pen etreating)和側蝕。,壓膜:是將光阻劑以熱壓方式貼附在清潔的板面上,流 程 說 明,乾膜(Dry Film)：是一種能感光,

4、顯像,抗電鍍,抗蝕刻之阻劑,感光乾膜,內 層,UV光線,內層底片,曝光,曝 光 後,感光乾膜,內 層,1.所謂曝光是指讓UV光線穿過底片及板面的透明蓋膜，而達到感光之阻劑膜體中使進行一連串的光學反應。2.隨時檢查曝光的能量是否充足，可用光密度階段表面(density step tablet)或光度計(radiometer)進行檢測，以免產生不良的問題。曝光時注意事項：(1).曝光機及底片的清潔，以免造成不必要的短路或斷路。(2).曝光時吸真空是否確實，以免造成不必要的線細。,曝 光Exposure,流 程 說 明,內層影像顯影Developing,感光乾膜,內層Inner Layer,將未受光

5、乾膜以顯影藥水去掉留已曝光乾膜圖案,顯影：顯像是一種濕式的製程，是利用碳酸鈉(純鹼)消泡劑及溫度所控制，可在輸送帶上以噴液的方式進行，正常的顯影應在噴液室的一半或2/3的距離顯影乾淨，以免造成顯影過度，或顯影不潔，以致造成側蝕(undercut)。極細線路之製作，顯像設備就必須配合調整噴嘴、噴壓、及顯像液的濃度。,流 程 說 明,蝕刻：蝕刻液的化學成份、溫度、氯化銅 pH 值及輸送速度等，皆會對光阻膜的性能造成考驗。,內層蝕刻,內 層,內 層,內層線路,內層線路Inner Layer Trace,內 層 去 膜,將裸露銅面以蝕刻藥水去掉留己曝光乾膜圖案,將己曝光圖案上的乾膜以去膜藥水去掉,蝕刻

6、Copper Etching,流 程 說 明,內 層,內層線路,內 層,內層線路,內 層 沖 孔,內層檢測Inspection,內層鑽孔對位孔及鉚合孔以光學校位沖出,內層影像以光學掃描檢測(AOI)(Auto Optical Inspection),流 程 說 明,內層黑(棕)化Black(Brown)Oxide,內層圖案做黑化處理防止氧化及增加表面粗糙,黑化目的：1.使銅面上形成粗化，使膠片的溶膠有較好的固著地。2.阻止膠片中的銨類或其他有機物攻擊裸面，而發生分離的現象。缺點：當黑化時間常超過 1.724Mg/cm2 時間較久，造成黑化層較厚時，經PTH後常會發生粉紅圈(pink ring)

7、，是因PTH中的微蝕活化或速化液，攻入黑化層而將之溶洗掉，露出銅之故，棕化層因厚度較薄 0.5mg/cm2 較少pink ring。,流 程 說 明,銅 箔,內 層,膠 片,壓 合(1)Lamination,將內層板及P.P膠片覆蓋銅皮經預疊熱壓完成,膠 片,銅 箔,上 鋼 板,脫膜紙漿(牛皮紙),下 鋼 板,流 程 說 明,鋼板:：主要是均勻分佈熱量，因各冊中之各層上銅量分佈不均，無銅處傳熱很慢，如果受熱不均勻會造成數脂之硬化不均，會造成板彎板翹,牛皮紙(Kroft Paper):主要功能在延緩熱量之傳入，使溫度曲線不致太陡，並能均勻緩衝(Curshion)、分佈壓力及趕走氣泡，又可吸收部份

8、過大的壓力,脫膜紙漿(牛皮紙),銅 箔,內 層,膠 片,壓 合(2)Lamination,將內層板及P.P膠片覆蓋銅皮經預疊熱壓完成,目前廠內機器有-2台熱壓、1台冷壓機。熱壓須要2小時；冷壓須要1小時。一個鍋可放5個 OPEN，一個OPEN總共可放12層。疊合時須注意對位，上下疊合以紅外線對位。,紅外線 對位,流 程 說 明,靶 孔,銑靶孔,定位孔,鑽定位孔,將內層定位孔以大孔徑鑽出裸露定位孔圖形,將內層定位孔圖形以光學校位方式鑽出,壓 合(3)Lamination,流 程 說 明,外層鑽孔(1)(Outer Layer Drilling),外層鑽孔,以內層定位孔為基準座標鑽出外層相對位置的

9、各種孔徑,鑽孔管理 應有四方面1.準確度(Accuracy)指孔位在X、Y座標數據上的精確性，如板子正面與反面在孔位上的差距，通常也指疊高三片(甚至四片)同一孔最上與最下兩面的位置誤差等。2.孔壁的品質(Hole wall quality)3.生產力(Productivity)指每次疊高(Stack High)的片數(Panels)。X、Y及Z等方向之移動，換夾鑽針，上下板料，逐段鑽通或一次通等總體生產數度。4.成本(Cost)疊板片數鑽針重磨(Re-shaping)次數，蓋板與墊板之用料，鑽後品檢之執行等(如數孔機Hole Counter 或檢孔機Hole Inspector)。,目前廠內鑽

10、孔機 7軸X4台，5軸X3台製程能力：孔徑尺寸誤差+3 mil，目前廠內最小成品孔徑 10 mil。,流 程 說 明,以內層定位孔為基準座標鑽出外層相對位置的各種孔徑,外層鑽孔(2)(Outer Layer Drilling),外層鑽孔,待鑽板的疊高(Stacking)與固定板子的疊高片數(張數)會影響到孔位的準確度。以 62 mil的四層板而言，本身上下每片之間即可差到 0.5 mil。故為了減少孔位偏差，其總厚度不宜超過孔徑的23倍。疊高片數太多，鑽針受到太大的阻力後一定會產生搖擺(Wander)的情形，孔位當然不準。蓋板與墊板(Entry and Back-up)“墊板”是為了防止鑽針刺

11、透而傷及鑽機臺面之用，是一種必須的耗材。蓋板主要目的是為鑽針的定位、散熱、防止上層銅面產生出口性毛頭等。蓋板採用合金鋁板者從長期操作可知，不但平均孔位準度可提高 25%，且鑽針本身溫度也可以降低 20%。,流 程 說 明,鍍通孔(1)(黑孔)(Plated Through Hole),鍍 通 孔,將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜,黑孔(Black Hole)製程最最早於美國HUNT CHEMICAL，以碳粉懸濁液(TONER)對孔壁試做導電塗佈而發明。BLACK HOLE 製程並不複雜，操作控制較容易，此技術主要是以藥液微小碳粉為基礎的水溶性懸浮液(SUSPENSION)，其固態碳粉含量

12、1.35%-1.45%，其餘是水及微量添加劑，對操作人員健康比PTH好。藥液不易沉澱可延長儲存時間，仍能保持應有效能及活性，槽液可連續生產80萬ft2即須更新，可於440C-1400C都很安全，為了使懸浮液能夠均勻在孔壁上，必須要將槽液循環攪拌，使BLACK HOLE後的烘烤能徹底硬化，以免孔壁黑墨被蝕刻沖掉。優點:1.流程縮短時間 2.廢水污染低。缺點:1.對於小孔的板子，尤其縱橫比5:1深孔較容易孔破，須速度放慢。,流 程 說 明,整孔(Hole Conditioning)：除了做清潔作用外，還有把非金屬不導電的孔壁做初步整理與安排，使更容易更牢固接受金屬反應(metallization)

13、,刷磨 膨鬆 去膠渣 中和 整孔 BLACK HOLE 微蝕 抗氧化 出料,鍍通孔(2)(黑孔)(Plated Through Hole),鍍 通 孔,將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜,微蝕:能將板子銅面上的氧化物及其它雜物，連同所附著的黑碳一起剝掉，只保留孔內黑碳膜當導電用。去膠渣(De-Smear):鑽頭在高速旋轉時與孔壁發生磨擦，而產生大量的熱量使溫度急速上升，超過了FR-4的TG 1200C甚多；因而使其環氧樹脂發生熔化，隨鑽針退出孔壁時塗滿了整個孔壁，待其溫度降低後又硬化成膠餅式，已變質的一層殼膜稱為“膠渣”(Smear)，當無內層導體的雙面板只須兩外層互通電時，此種膠渣對其功

14、能影響不大，一般皆聽其自然不加以理會。多層板有內層線路必須藉內通孔之導體與其它各層貫通，故必須將其斷面上的膠渣去掉。更有甚之者孔壁之膠渣若不除去，則由無電銅及後來鍍銅所建立的孔壁，並未扎根在堅實的膠面上，正如同房屋是建立在浮沙上一樣經不起考驗，在經過高溫焊接後，整個孔壁會自底材的膠面及玻璃束上分離，形成所謂“拉離”(Pull away)，一般未做除膠渣雙面板之焊後微切片，很容易見到這種現象。因未除膠渣的這種拉離現象，很可能造成通孔固著強度試驗的失敗(Bond Strength)，故不可不慎。,流 程 說 明,UV光線,外層影像轉移,壓 膜,曝 光Exposure,曝 光 後,將外層底片圖案以影

15、像轉移到感光乾膜上,乾膜Dry Film,底片圖案,未曝光影像,透 明 區,已曝光區,流 程 說 明,乾膜(Dry Film)：是一種能感光、顯像、抗電鍍、抗蝕刻之阻劑,流 程 說 明,外層影像顯影,電鍍厚銅,將乾膜上未曝光影像以顯影液洗出裸露銅面,裸露圖案,將裸露銅面及孔內鍍上厚度 1 mil的銅層,孔銅,鍍銅：PCB鍍銅而言，最有效完成質量輸送的方式，就是鍍液快速的攪拌及循環，尤以對PTH而言孔中鍍液的快速流通，銅才能有效均勻鍍在孔壁上，而不發生狗骨頭(dog boning)。,電鍍純錫,將已鍍上厚銅銅面再鍍上一層 0.3 mil的錫層,錫面,流 程 說 明,鍍錫的目的：保護其下所覆蓋的銅

16、導體，不致在蝕刻受到攻擊。是一種良好的蝕刻阻劑，能耐得一般的蝕銅液。,流 程 說 明,外 層 去 膜,外 層 蝕 刻Copper Etching,外 層 剝 錫,將已曝光乾膜部份以去膜液去掉裸露銅面,線路圖案,裸露銅面,將裸露以蝕刻液去掉後底層為基板樹脂,樹脂,將孔內及圖案的錫面以剝錫液去掉裸露銅面圖案,流 程 說 明,外層檢修測試Outer Layer Inspection,防 焊 印 刷Solder Mask,以目視或測試治具檢測線路有無不良,測 試 針,將線路圖案區塗附一層防焊油墨,防焊油墨,綠漆按品質之不同，而分成三個等級Class如下：Class1：用於一般消費性電子產品，如玩具單面

17、板只要有綠漆即可。Class2：為一般工業電子線路板用，如電腦、通訊設備、厚度 0.5mil以上。Class3：為高信賴度長時間操作之設備，厚度至少要 1mil以上。,防 焊 曝 光,UV光線,防焊圖案,以防焊底片圖案對位線路圖案,流 程 說 明,防焊功能如下:1.下游組裝焊接時，使其焊錫只局限沾錫所在指定區域。2.後續焊接與清洗製程中保護板面不受污染。3.避免氧化及焊接短路。注意事項:不能漏印、孔塞、空泡、錫珠、對準度、PEELING。目前公司使用油墨:台祐YG-5(金黃色)、GF-2(綠色)、Z-100(綠色)、C8M(綠色)。後烘烤時間:800C 30分/1200C 30分/1500C

18、120分。(全程3小時),流 程 說 明,噴 錫Hot Air Solder Leveling,防焊顯影烘烤,化金、鍍金手指Gold Finger,將防焊非曝光區以顯影液去掉防焊油墨裸露圖案後烘烤,防焊圖案,將裸露銅面及孔內以噴錫著附一層錫面,錫 面,印 文 字Print,以印刷方式將文字字體印在相對位對區,文 字Silk Legend,文字印刷:將客戶所需的文字，商標或零件符號；以網板印刷(類似絹印)的方式印在板面上，再以紫外線照射的方式曝光在板面上。,網 板,文 字(Silk Legend)OR 商標(Logo),流 程 說 明,流 程 說 明,C1,C11,成型(Router),依成品板

19、尺寸將板邊定位孔區去掉,成品板邊,成型切割：將電路板以CNC成型機或模具沖床切割成客戶所須的外型尺寸，切割時用插梢透過先前鑽出的定位孔，將電路板固定於床臺或模具上成型，切割後金手指的部份再進行磨斜邊加工，以方便電路板插接使用。對於多連片成型的電路都須要做V-CUT，做折斷線以方便客戶插件後分割拆解，最後再將電路板上的粉屑及表面的離子污染物洗淨。,成品板邊,成型(Router),成品板邊,成型切割：將電路板以CNC成型機或模具沖床切割成客戶所須的外型尺寸。,流 程 說 明,總 檢Final Inspection,包裝出貨Packing/Shipping,測試Open/Short Test,檢 驗 OQC,以測試治具檢測線路有無不良,外觀及最後總檢查及包裝出貨,測試針,流 程 說 明,