PCB流程介绍49211357

铆合 疊合
熱壓
組合:
目的:按照工單疊構,將基板,PP組合起來 注意事項: 不要多放,少放,放錯(型號&經緯向)
铆合—多層core的疊構才需要
目的: 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
主要原物料:铆钉;P/P
P/P(PREPREG):由树脂和玻璃纤维布组成,据玻璃布种 类可分为106;1080;2116;7628等几种
UV Light
曝光前
曝光原理示意圖
曝光后
出貨
hν
COOH COOH
粘结聚合体
双键聚合单体
光敏基
COOH COOH
架桥点
PCB製造流程---內層
Develop Etching Strip
前處理 塗布
曝光
顯影
蝕刻
去膜
AOI
出貨
显影(DEVELOPING):
目的:将未发生化学反应之有機膜冲掉;
主要原物料:Na2CO3 将未发生聚合反应的有機膜冲掉(含有機酸 根會與強鹼反應),已聚合有機膜则保留在板 面上作为蚀刻时之抗蚀保护层;
• 主要原物料:銅箔
➢ 銅箔按厚度可分为1/3OZ(代号T), 1/2OZ(代号 H),1OZ(代号1),RCC(覆树脂铜皮)等.
压合
目的: 通过热压方式将叠合板压成多层板
主要原物料:牛皮纸;钢板
品質管控:板厚,板薄,板翹,銅皺,缺膠,氣泡, 緻紋顯選露,分層,凹陷等;
冷壓 後處理
出貨
Layer 1 Layer 2 Layer 3 Layer 4 Layer 5 Layer 6
板 代表性流程供參考.
PCB製造流程
Normal PCB正片流程: 16站
裁板
鑽孔
電鍍
內層
壓合
外層
一壓HDI正片流程: 20站
裁板
內層
壓合
鑽孔
電鍍
銅窗
文字 防焊
2.0乾膜
加工
電測 成型
OSP FQC
包裝入庫
OQC
鑽孔 鐳射
電鍍 外層
包裝入庫
文字 防焊
OQC
2.0乾膜
加工 目檢
電測 成型 OSP
PCB製造流程---裁板
熱煤式真空熱壓機
PCB製造流程---壓合
棕黑化 組合
铆合 疊合
熱壓
熱壓&冷壓原理
A.溫度控制三階段 a.升溫段:以最適當的升溫速率，控制流膠。 b.恆溫段:提供硬化所需之能量及時間。 c.降溫段:逐步冷卻以降低內應力(Internal stress),減少板彎、板翹(Warp、Twist)。
B.壓力控制四階段 a.初壓(吻壓 Kiss pressure):每冊(Book)緊密接 合傳熱,驅趕揮發物及殘餘氣體。 b.第二段壓:使膠液填充並驅趕膠內氣泡，同 時防止一次壓力過高導致的皺折及應力。 c.第三段壓:產生聚合反應，使材料硬化 d.第四段壓:降溫段仍保持適當的壓力，減少 因冷卻伴隨而來之內應力。
树脂据交联状况可分为: A阶(完全未固化);B阶(半固 化);C阶(完全固化)三类,生产中使用的全为B阶状态的 P/P
管控重點:對準度(用X-RAY檢查儀檢查)
冷壓 後處理
铆钉
出貨
2L 3L 4L 5L
2L 3L 4L 5L
PCB製造流程---壓合
棕黑化 組合
铆合 疊合
熱壓
叠板
• 目的:将预叠合好之板叠成待压多层板形式.
பைடு நூலகம்
撈邊機
PCB製造流程---鑽孔
鑽孔流程: 來料
上PIN
鑽孔
退PIN
目的:在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔.
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;
主要原物料:PIN针
鑽孔 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:鑽針 鋁片 墊板
绝缘层
前处理后
塗布:
n 目的:将经处理之基板铜面透过塗佈方 式贴上抗蚀有機膜;
主要原物料:有機膜,主要成分為感光樹 脂+單體聚合物;
有機膜
PCB製造流程---內層
前處理 塗布
曝光
顯影
蝕刻
去膜
AOI
曝光(EXPOSURE)
目的:经光固作用将原始底片上的图像 转移到感光底板上
主要原物料:底片,
内层所用底片为正片,即白色透光部分 发生光聚合反应, 黑色部分则因不透光, 不发生反应;
高密度細線需較好的制程能力
越小的鑽孔條件約苛刻,且對位空間越小
孔小板厚會增加電鍍作業的難度
包括總板厚 介厚 銅厚 成型尺寸等
如板彎翹 阻抗控制 sigma管控等
Tg點等要求
特定層之阻抗需求等
1.種類要求如FR4 PI等, 2.厚度容差規格
3.銅箔厚度
4.絕緣層厚度
PCB製前設計
制前設計 Flow chart:流程設計,資料審查確認完畢後,工程師就要決定最適合的流程步驟; 傳統的多層板的製作流程可分為兩個部分:內層製作合外層製作,下圖示為多層
膠渣的危害:对多层板而言,内层导通是靠平
环与孔壁连接,钻污的存在会阻止这种连接;
目的:除去膠渣裸露出內層銅環; 將孔內 的樹脂部分咬蝕成峰窩狀, 加強化學銅 與孔壁的結合力.
原物料：膨松劑,KMnO4(除膠劑),.
内层平环
除膠前
鑽孔產生膠渣 膠渣
除膠後
PCB製造流程---電鍍
電鍍流程: 來料 去毛頭
冷壓 後處理
出貨
PCB製造流程---壓合
棕黑化 組合
铆合 疊合
熱壓
后处理----铣撈磨薄
目的:经分割;銑靶;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.
主要原物料:钻头;铣刀
冷壓
後處理
出貨
X-Ray
X-ray----鑽出靶位孔
靶位孔 防呆孔
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或资料图形相比较， 找出缺点位置
注意事項： 由于AOI所用的测试方式为光學掃描+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
VRS确认(Verify Repair Station 确认檢修系统):
目的： 通过与AOI连线，将测试资料传给V.R.S，并由人工对AOI的测试缺点进行确认
PCB製造流程---內層
AOI影像擷取工作原理:
類比轉 數位
Lens 光圈
CCD鏡頭
Beam splitter
反射鏡
灰階
反射鏡
散射光 直射光
散射光 板子
二值化
聚 光 燈 泡 光纖 濾光片
PCB製造流程---壓合
壓合流程:
棕黑化 組合
铆合 疊合
熱壓 冷壓 後處理
目的: 将铜箔（Copper)、胶片（Prepreg)与棕黑化处理后的内层线路板压合成多层板.
除膠
化銅
電鍍
出貨
化學銅 –PTH
目的:通過化學法在樹脂表面沉積一層很薄的銅層(約15-25u”),為電鍍銅提供一個導電 的環境,以成增厚孔銅.
原物料:活化鈀,鍍銅液;
步驟: 整孔(使孔壁帶正電核), 活化(鈀膠體沉積), 速化(剥去Pd外层的Sn+4外壳,露出Pd金属);化 銅(化學置換沉積).
出貨
棕黑化
目的:
粗化铜面,增加与树脂接触表面积; 增加铜面对流动树脂之湿润性;
使铜面钝化,避免发生不良反应; 主要原物料:
棕化药液&黑化药液
品質測試項目:
微蝕量測試; 離子污染度測試; 爆板測試(熱應力測試); 棕化拉力測試(結合力測試)
棕化面SEM 黑化面SEM
PCB製造流程---壓合
棕黑化 組合
裁板(BOARD CUT):
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/H;1oz/1oz;2oz/2oz等种类
注意事项: 1.避免板边Burr影响品质,裁切后进行磨边,圆角处理; 2.考虑涨缩影响,裁切板送下制程前进行烘烤,釋放內應力; 3.裁切须注意机械方向一致的原则
Registration system
Test coupon
PCB製前設計
資料審查 目的:審查客戶的要求是否廠內制程能力可及;
審查項目
產品規格 原物料需求
最高層數 板厚
最小線寬線距 最小成品孔經
最大縱橫比 整體尺寸容差 其他特殊要求
物性要求 電性要求
基材要求
重點
高層數需更嚴格的制程與容差控制
部分制程設備對板厚有限制
整孔後孔璧表面
活化後孔璧表面
速化後孔璧表面
化銅後孔璧表面
PCB製造流程---電鍍
電鍍流程: 來料 去毛頭
除膠
化銅
電鍍
出貨
電鍍
目的:由導電溶液﹑導線﹑外加電源﹑電極四部份構成的導通回路,將導通孔孔壁鍍客 戶所要求的銅厚;
原物料:銅球,電鍍藥水;
反應原理: 通過外加電壓,使得與正極相連的陽極失去電子,銅原子變為銅離子,溶解於 溶液中,與負極相連的陰極得到電子,銅離子在陰極沉積為銅原子.
蚀刻(ETCHING):
目的:利用药液将显影后露出的铜 蚀掉,形成内层线路图形
主要原物料:鹽酸+次氯酸鈉
去膜(STRIP):
目的:利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: NaOH
PCB製造流程---內層
前處理 塗布
曝光
顯影
蝕刻
去膜
AOI
出貨
AOI (Auto Optical Inspection自動光學掃描):
PCB製造流程---內層
內層流程:
Develop Etching Strip
前處理 塗布
曝光
顯影
蝕刻
去膜
AOI
出貨
目的:
铜箔
利用影像转移原理制作内层线路.
前处理(PRETREAT): 目的:去除銅面上的污染物，增加銅面
粗糙度,以利於銅面與有機膜的結合力; 主要原物料：H2O2 H2SO4 安定劑;
1.按基材PC區B分種: 玻類璃介纖維紹/環氧樹脂,酚醛樹脂,聚酰亞胺等;
2.按成品軟硬區分: 軟板flexible PCB 硬板Rigid PCB 軟硬板Rigid-Flex PCB
3.按結構區分: 單面板 雙面板 多層板 4.按產品型態區分: NB, Module, HDD,TFT, Cell-Phone, Server, Others……
1. 190P3年CBAl歷ber史t Hanson首創以線路觀念應用於電話交換系統, 用金屬箔予以切
割成線路,再將之粘著到石臘紙上,上面同樣貼上一層石蠟紙,形成了現今的PCB 機構雛型.
2. 1936年,Dr Paul Eisner真正發明了PCB的製作技術,也發表了多項專利,而今日 之print-etch (photo-image transfer)的技術,就是沿襲其發明而來的.
去毛頭 –deburr
形成原因:鑽孔後孔邊的未切斷的銅絲; 目的:去除孔邊緣的毛頭,防止鍍孔不良 原物料:刷輪
除膠渣—Desmear
形成原因:钻孔时,树脂与钻嘴,在高速旋转剧
烈磨擦的过程中,局部温度上升至200 ℃以上, 超过树脂的Tg值,致使树脂被软化熔化成为胶 糊状而涂满孔壁,冷却后便成了胶渣（Smear).
鑽孔流程圖示:
鑽孔前
鑽孔品質管控項目:
孔位精度: 體現鑽孔孔位制程能力狀況,指鑽孔後孔位 精準度.大多以cpk來判定. 孔璧粗糙度/釘頭:體現鑽孔後孔內品質狀況,指鑽孔後
孔璧粗糙程度及內層銅鑽孔後延展狀況.
鑽孔中
鑽孔後
PCB製造流程---電鍍
電鍍流程: 來料 去毛頭
除膠
化銅
電鍍
出貨
目的:使孔璧上的非導體部分之樹脂及玻璃纤維鍍上銅, 形成導電及焊接之金屬孔璧.
陽極主要反應 Cu→Cu2++2e¯
陰極主要反應 Cu2++2e¯→Cu
電解液
PCB製造流程---電鍍
來料 去毛頭
除膠
化銅
電鍍--涉及電化學,表面化學,配位化學,晶体學
電化學 反應器設計 電場分布 反應機制等 表面化學 有機吸附及潤濕作用等; 配位化學 電鍍藥水的基礎(如光澤劑等); 晶體學 研究金屬的理化特性--SEM分析晶格
鑽頭:碳化钨,钴及有机黏着剂组合而成; 鋁片:在制程中起钻头定位;散热;减少毛头;防压力脚压伤
作用; 墊板: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.
退PIN 目的:将钻好的板PIN针下掉,将板子分出;
檢驗
出貨
鑽頭
鋁板 墊木板
PCB製造流程---鑽孔
PCB製前設計
現有大部分PCB產業屬性均為OEM,即受客戶委託而製作.
Input
客戶資料 Specification
PCB代工廠
制前設計 製作
Output
電路板成品
制前設計流程:
客戶資 料提供
資料審查
著手設計
CAD/CAM Flow chart
Tooling
Panel size Artwork
Drilling program CNC program
PCB製造流程介紹
內容綱要
一.PCB歷史 二.PCB分類 三.製前準備 四.PCB製造流程 五.HDI介紹
PCB (Print Circuit Board):印刷電路板 WPNL (Working Panel):工作板,一般含1~X個SET SET (Shipping Panel):出貨單元,一般含1~X個PCS PCS (Unit):客戶端上件單元 1INCH=1000mil,1mil=1000u” 1m=1000mm,1mm=1000um 1INCH=25.4mm