PCB全制程及相關(guān)基礎(chǔ)知識介紹

PCB全制程及相關(guān)基礎(chǔ)知識介紹

大綱一.PCB全制程流程介紹二.基礎(chǔ)知識介紹三.Matic外觀檢驗標(biāo)準(zhǔn)簡介

PCB全制程節(jié)紹

*內(nèi)層

*外層

*表面處理流程介紹:目的:利用影像轉(zhuǎn)移原理制作內(nèi)層線路DES為顯影;蝕刻;去膜連線簡稱內(nèi)層介紹前處理壓膜曝光DES裁板裁板(BOARDCUT):目的:依制前設(shè)計所規(guī)劃要求,將基板材料裁切成工作所需尺寸主要原物料:基板;鋸片基板由銅皮和絕緣層壓合而成,依要求有不同板厚規(guī)格,依銅厚可分為H/H;1oz/1oz;2oz/2oz等種類注意事項:避免板邊巴里影響品質(zhì),裁切后進(jìn)行磨邊,圓角處理考慮漲縮影響,裁切板送下制程前進(jìn)行烘烤裁切須注意機械方向一致的原則前處理(PRETREAT):目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於後續(xù)的壓膜制程主要原物料：刷輪銅箔絕緣層前處理后銅面狀況示意圖壓膜(LAMINATION):目的:將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜主要原物料:干膜(DryFilm)溶劑顯像型半水溶液顯像型鹼水溶液顯像型

水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根，會與強堿反應(yīng)使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。

干膜壓膜前壓膜后曝光(EXPOSURE):目的:經(jīng)光源作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上主要原物料:底片內(nèi)層所用底片為負(fù)片,即白色透光部分發(fā)生光聚合反應(yīng),黑色部分則因不透光,不發(fā)生反應(yīng)(白線黑底）,外層所用底片剛好與內(nèi)層相反,底片為正片UV光曝光前曝光后顯影(DEVELOPING):目的:用堿液作用將未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之干膜部分沖掉主要原物料:Na2CO3使用將未發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜沖掉,而發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜則保留在板面上作為蝕刻時之抗蝕保護(hù)層顯影后顯影前蝕刻(ETCHING):目的:利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉,形成內(nèi)層線路圖形主要原物料:蝕刻藥液(CuCl2)蝕刻后蝕刻前去膜(STRIP):目的:利用強堿將保護(hù)銅面之抗蝕層剝掉,露出線路圖形主要原物料:NaOH去膜后去膜前內(nèi)層檢驗:目的:對內(nèi)層生產(chǎn)板進(jìn)行檢查,挑出異常板并進(jìn)行處理收集品質(zhì)資訊,及時反饋處理,避免重大異常發(fā)生CCD沖孔AOI檢驗VRS確認(rèn)CCD沖孔:目的:利用CCD對位沖出檢驗作業(yè)之定位孔及鉚釘孔主要原物料:沖頭注意事項:CCD沖孔精度直接影響鉚合對準(zhǔn)度,故機臺精度定期確認(rèn)非常重要AOI檢驗:全稱為AutomaticOpticalInspection，自動光學(xué)檢測目的：通過光學(xué)反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找出缺點位置注意事項：由于AOI所用的測試方式為邏輯比較，一定會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確認(rèn)VRS確認(rèn):全稱為VerifyRepairStation，確認(rèn)系統(tǒng)目的：通過與AOI連線，將每片板子的測試資料傳給V.R.S，并由人工對AOI的測試缺點進(jìn)行確認(rèn)注意事項：VRS的確認(rèn)人員不光要對測試缺點進(jìn)行確認(rèn)，另外就是對一些可以直接修補的確認(rèn)缺點進(jìn)行修補壓板目的：將銅箔（Copper)、膠片（Prepreg)與氧化處理后的內(nèi)層線路板壓合成多層板棕化鉚合疊板壓合后處理棕化:目的:

(1)粗化銅面,增加與樹脂接觸表面積(2)增加銅面對流動樹脂之濕潤性(3)使銅面鈍化,避免發(fā)生不良反應(yīng)

主要愿物料:棕花藥液注意事項:棕化膜很薄,極易發(fā)生擦花問題,操作時需注意操作手勢鉚合:(鉚合;預(yù)疊)目的:(四層板不需鉚釘)利用鉚釘將多張內(nèi)層板釘在一起,以避免后續(xù)加工時產(chǎn)生層間滑移主要原物料:鉚釘;P/PP/P(PREPREG):由樹脂和玻璃纖維布組成,據(jù)玻璃布種類可分為1060;1080;2116;7628等幾種樹脂據(jù)交聯(lián)狀況可分為:A階(完全未固化);B階(半固化);C階(完全固化)三類,生產(chǎn)中使用的全為B階狀態(tài)的P/P2L3L4L5L2L3L4L5L鉚釘疊板:目的:將預(yù)疊合好之板疊成待壓多層板形式主要原物料:銅皮電鍍銅皮;按厚度可分為1/3OZ(代號T)1/2OZ(代號H)1OZ(代號1)RCC(覆樹脂銅皮)等Layer1Layer2Layer3Layer4Layer5Layer6壓合:目的:通過熱壓方式將疊合板壓成多層板主要原物料:牛皮紙;鋼板鋼板壓力牛皮紙承載盤熱板可疊很多層后處理:目的:經(jīng)割剖;打靶;撈邊;磨邊等工序?qū)汉现鄬影暹M(jìn)行初步外形處理以便后工序生產(chǎn)品質(zhì)控制要求及提供后工序加工之工具孔主要原物料:鉆頭;銑刀鉆孔目的:在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔上PIN鉆孔下PIN上PIN:目的:對于非單片鉆之板,預(yù)先按STACK(堆棧）之要求釘在一起,便于鉆孔,依板厚和工藝要求每個STACK可兩片鉆,三片鉆或多片鉆主要原物料:PIN針注意事項:上PIN時需開防呆檢查,避免因前制程混料造成鉆孔報廢鉆孔:目的:在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔主要原物料:鉆頭;蓋板;墊板鉆頭:碳化鎢,鈷及有機黏著劑組合而成蓋板:主要為鋁片,在制程中起鉆頭定位;散熱;減少毛頭;防壓力腳壓傷作用墊板:主要為復(fù)合板,在制程中起保護(hù)鉆機臺面;防出口性毛頭;降低鉆針溫度及清潔鉆針溝槽膠渣作用鉆孔鋁蓋板墊板鉆頭下PIN:目的:將鉆好孔之板上的PIN針下掉,將板子分出

外層介紹

電鍍：

水平PTH連線;一次銅線;

外層

:前處理壓膜連線;自動手動曝光;顯影

二次電鍍:二次銅電鍍;外層蝕刻

外層檢驗課：A.Q.I/VRS/阻抗測試/銅厚量測/電性測試電鍍鑽孔去毛頭(Deburr)去膠渣(Desmear)化學(xué)銅(PTH)一次銅Panelplating

目的:

使孔璧上的非導(dǎo)體部分之樹脂及玻璃纖維進(jìn)行金屬化方便進(jìn)行後面之電鍍銅制程,完成足夠?qū)щ娂昂附又饘倏阻?/p>

去毛頭(Deburr):

毛頭形成原因:鑽孔後孔邊緣的未切斷的銅絲及未切斷

的玻璃布

Deburr之目的:去除孔邊緣的巴厘,防止鍍孔不良

重要的原物料：刷輪

去膠渣(Desmear):smear形成原因:鑽孔時造成的高溫超過玻璃化轉(zhuǎn)移溫度(Tg值),而形成融熔狀,產(chǎn)生膠渣

Desmear之目的:裸露出各層需互連的銅環(huán)，另膨松劑可改善孔壁結(jié)構(gòu)，增強電鍍銅附著力。

重要的原物料：KMnO4(除膠劑)化學(xué)銅(PTH)

化學(xué)銅之目的:通過化學(xué)沉積的方式時表面沉積上厚度為20-40microinch的化學(xué)銅。

重要原物料：活化鈀，鍍銅液PTH一次銅

一次銅之目的:鍍上200-500microinch的厚度的銅以保護(hù)僅有20-40microinch厚度的化學(xué)銅不被後制程破壞造成孔破。

重要原物料:銅球一次銅外層前處理壓膜曝光顯影目的:

經(jīng)過鑽孔及通孔電鍍後,內(nèi)外層已經(jīng)連通,本制程製作外層線路,以達(dá)電性的完整

前處理:

目的:去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度,以利於後續(xù)

的壓膜制程

重要原物料：刷輪壓膜(Lamination):

製程目的:通過熱壓法使幹膜緊密附著在銅面上.

重要原物料：乾膜(Dryfilm)溶劑顯像型半水溶液顯像型

鹼水溶液顯像型

水溶性乾膜主要是由於其組成中含有機酸根，會與強鹼

反應(yīng)使成為有機酸的鹽類，可被水溶掉。

曝光(Exposure):

製程目的:通過imagetransfer技術(shù)在幹膜上曝出客戶所需的線路

重要的原物料：底片外層所用底片與內(nèi)層相反，為正片，底片黑色為綫路白色為底板(白底黑綫)—（與page9內(nèi)層比對）白色的部分紫外光透射過去，乾膜發(fā)生聚合反應(yīng)，不能被顯影液洗掉乾膜底片UV光顯影(Developing):

製程目的:把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域用顯像液將之沖洗掉,已感光部分則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗不掉而留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜.

重要原物料：弱堿(Na2CO3)一次銅乾膜

二次電鍍二次鍍銅剝膜線路蝕刻剝錫目的:

將銅厚度鍍至客戶所需求的厚度完成客戶所需求的線路外形鍍錫

二次鍍銅:

目的:將顯影后的裸露銅面的厚度加後,以達(dá)到客戶所要求的銅厚

重要原物料：銅球乾膜二次銅

鍍錫:

目的:在鍍完二次銅的表面鍍上一層錫保護(hù)，做為蝕刻時的保護(hù)劑

重要原物料：錫球乾膜二次銅保護(hù)錫層剝膜:

目的:將抗電鍍用途之幹膜以藥水剝除

重要原物料：剝膜液(KOH)線路蝕刻:

目的:將非導(dǎo)體部分的銅蝕掉

重要原物料：蝕刻液(氨水)二次銅保護(hù)錫層二次銅保護(hù)錫層底板剝錫:

目的:將導(dǎo)體部分的起保護(hù)作用之錫剝除

重要原物料:HNO3+H2O2兩液型剝錫液二次銅底板外層檢驗

流程説明：虛綫框代表該制程將根據(jù)客戶或厰內(nèi)需要決定是否走該流程，阻抗量測及綫寬量測本課程暫不介紹

制程目的：

通過檢驗的方式，將一些不良品挑出，降低製造成本收集品質(zhì)資訊，及時反饋，避免大量的異常產(chǎn)生A.O.I:

全稱爲(wèi)AutomaticOpticalInspection，自動光學(xué)檢測目的：通過光學(xué)原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找去缺點位置。需注意的事項：由於AOI說用的測試方式為邏輯比較，一定

會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確認(rèn)V.R.S:

全稱爲(wèi)VerifyRepairStation，確認(rèn)系統(tǒng)目的：通過與A.O.I連綫，將每片板子的測試資料傳給V.R.S，並由人工對A.O.I的測試缺點進(jìn)行確認(rèn)。需注意的事項：V.R.S的確認(rèn)人員不光要對測試缺點進(jìn)行確認(rèn)，另外有一個很重要的function就是對一些可以直接修補的缺點進(jìn)行修補O/S電性測試:

目的：通過固定制具，在板子上建立電性回路，加電壓測試后與設(shè)計的回路資料比對，確定板子的電性狀況。所用的工具：固定模具找O/S:

目的：在O/S測試完成后，對缺點板將打出票據(jù)，並標(biāo)示缺點的點數(shù)位置代碼，由找O/S人員通過電腦找出該位置，並通過蜂鳴器量測該點，以確定是否為真缺點所需的工具：設(shè)計提供的找點資料，電腦MRX銅厚量測:

目的：通過檢驗的方式確定板子在經(jīng)過二次銅后，其銅厚是否能滿足客戶的要求需注意的事項：銅厚的要求是每個客戶在給規(guī)格書時都會給出的，故該站別是所有產(chǎn)品都必須經(jīng)過的，另外，量測的數(shù)量一般是通過抽樣計劃得出SolderMask防焊SurfaceTreatmentProcess加工Routing成型FinalInspection&Testing終檢PCB表面處理防焊(SolderMask)目的：

A.防焊：防止波焊時造成的短路，并節(jié)省焊錫之用量

B.護(hù)板：防止線路被濕氣、各種電解質(zhì)及外來的機械力所傷害

C.絕緣：由于板子愈來愈小，線路間距愈來愈窄，所以對防焊漆絕緣性質(zhì)的要求也越來越高原理：影像轉(zhuǎn)移主要原物料：油墨油墨之分類主要有：IR烘烤型UV硬化型SoldmaskFlowChart預(yù)烘烤印刷前處理曝光顯影烘烤S/M前處理目的：去除表面氧化物，增加板面粗糙度，加強板面油墨附著力。主要原物料：SPS印刷目的：利用絲網(wǎng)上圖案，將防焊油墨準(zhǔn)確的印寫在板子上。主要原物料：油墨常用的印刷方式：

A印刷型（ScreenPrinting)B淋幕型(CurtainCoating)C噴涂型(SprayCoating)D滾涂型(RollerCoating)制程主要控制點油墨厚度：一般為1-2mil,獨立線拐角處0.3mil/min.預(yù)烤目的:趕走油墨內(nèi)的溶劑，使油墨部分硬化，不致在進(jìn)行曝光時粘底片。制程要點溫度與時間的設(shè)定，須參照供應(yīng)商提供的條件雙面印與單面印的預(yù)烤條件是不一樣的?？鞠涞倪x擇須注意通風(fēng)及過濾系統(tǒng)以防異物沾粘。溫度的設(shè)定，必須有警報器，時間一到必須馬上拿出，否則overcuring會造成顯影不盡。隧道式烤箱其產(chǎn)能及品質(zhì)都較佳，唯空間及成本須考量。

曝光目的：影像轉(zhuǎn)移主要設(shè)備：曝光機制程要點：

A曝光機的選擇

B能量管理

C抽真空良好

顯影目的：將未聚合之感光油墨利用濃度為1％的碳酸鈉溶液去除掉。制程要點：

A藥液濃度、溫度及噴壓的控制

B顯影時間（即線速）與油墨厚度的關(guān)系

后烤目的：主要讓油墨之環(huán)氧樹脂徹底硬化。印文字目的：利于維修和識別原理：印刷及烘烤主要原物料：文字油墨ScreenPrintingFlowChart烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字

文字加工(SurfaceTreatmentProcess)主要流程：

A化金(ImmersionGold)IMGB金手指（GoldFinger)G/FC噴錫(HotAirSolderLeveling)HAL化學(xué)鎳金(EMG)目的：1.平坦的焊接面

2.優(yōu)越的導(dǎo)電性、抗氧化性原理：置換反應(yīng)主要原物料：金鹽流程：前處理

化鎳金段

后處理

前處理目的:去除銅面過度氧化及去除輕微的Scum主要原物料：SPS制程要點：

A刷壓

BSPS濃度

C線速化鎳金段目的：在銅面上利用置換反應(yīng)形成一層很薄的鎳金層（厚度一般為2-4um)主要原物料：金鹽（金氰化鉀PotassiumGoldCyanide簡稱PGC)制程要點：

A藥水濃度、溫度的控制

B水洗循環(huán)量的大小

C自動添加系統(tǒng)的穩(wěn)定性

后處理目的：洗去金面上殘留的藥水，避免金面氧化主要用料：DI水制程要點：

A水質(zhì)

B線速

C烘干溫度ENTEK目的：1.抗氧化性

2.低廉的成本原理：金屬有機化合物與金屬離子間的化學(xué)鍵作用力主要原物料：護(hù)銅劑SurfacetreatmentFlowChartO.S.P.化學(xué)鎳金噴錫錫鉛、鎳金、Entek

金手指（G/F)目的：優(yōu)越的導(dǎo)電性、抗氧化性、耐磨性原理：氧化還原主要原物料：金鹽GoldFingerFlowChart鍍金前處理鍍金前后處理鍍金前

鍍金后流程:

目的：讓板子僅露出欲鍍金手指之部分線路，其他則以膠帶貼住防鍍。主要物料：鍍金保護(hù)膠帶（藍(lán)膠、小紅膠）制程要點：此制程是最耗人力的，作業(yè)人員的熟練度異常的重要，不熟練的作業(yè)人員可能割傷板材，現(xiàn)有自動貼、割膠機上市，但仍不成熟，還須注意殘膠的問題，

鍍鎳金目的：在金和銅之間鍍上一層鎳作為屏障，避因長期使用，所導(dǎo)致金和銅會有原子互相漂移的現(xiàn)象，使銅層露出影響到接觸的性質(zhì)；鍍金的主要目的是保護(hù)銅面避免在空氣中氧化。主要原物料：金鹽制程要點：A藥水的濃度、溫度的控制

B線速的控制

C金屬污染撕膠目的：將貼住防鍍部分的膠帶撕掉，便于后序作業(yè)。制程要點：撕膠時應(yīng)注意一定要撕凈，否則將會造成報廢。成型流程簡介目的：讓板子裁切成客戶所需規(guī)格尺寸原理：數(shù)位機床機械切割主要原物料：銑刀CNCFlowChart成型后成型成型前終檢流程簡介目的：確保出貨的品質(zhì)流程：

A測試

B檢驗測試目的：并非所有制程中的板子都是好的，若未將不良板區(qū)分出來，任其流入下制程，則勢必增加許多不必要的成本。電測的種類：

A專用型（dedicated)測試專用型的測試方式之所以取為專用型，是因其所使用的治具（Fixture)僅適用一種料號，不同料號的板子就不能測試，而且也不能回收使用。（測試針除外）

優(yōu)點：aRunningcost低

b產(chǎn)速快缺點：a治具貴

bsetup慢

c技術(shù)受限B泛用型（UniversalonGrid)測試其治具的制作簡易快速，其針且可重復(fù)使用優(yōu)點：a治具成本較低

bset-up時間短，樣品、小量產(chǎn)適合缺點：a設(shè)備成倍高

b較不適合大量產(chǎn)C飛針測試（Movingprobe)

不需制做昂貴的治具，用兩根探針做x、y、

z的移動來逐一測試各線路的兩端點。優(yōu)點：a極高密度板的測試皆無問題

b不需治具，所以最適合樣品及小量產(chǎn)。缺點：a設(shè)備昂貴

b產(chǎn)速極慢檢驗?zāi)康模簷z驗是制程中進(jìn)行的最后的品質(zhì)查核，檢驗的主要項目：

A尺寸的檢查項目(Dimension)外形尺寸OutlineDimension各尺寸與板邊HoletoEdge板厚BoardThickness孔徑HolesDiameter線寬Linewidth/space孔環(huán)大小AnnularRing板彎翹BowandTwist各鍍層厚度PlatingThicknessB外觀檢查項目(SurfaceInspection)孔破Void孔塞HolePlug露銅CopperExposure異物Foreignparticle多孔/少孔Extra/MissingHole金手指缺點GoldFingerDefect文字缺點Legend(Markings)

C信賴性(Reliability)焊錫性Solderability線路抗撕拉強度Peelstrength切片MicroSectionS/M附著力S/MAdhesionGold附著力GoldAdhesion熱沖擊ThermalShock阻抗Impedance離子污染度IonicContamination

各種表面處理的比較1.噴錫:將PCB熔於錫爐中2~3秒,迅速提起,再用210-260oC的高壓熱風(fēng)吹淨(jìng)孔內(nèi)殘錫.容易產(chǎn)生板彎板翹,焊墊不平整.2.化金:發(fā)生多步化學(xué)方法,使銅面沉積鎳和金.成本較噴錫高,但焊墊平整.導(dǎo)電性能良好.PCB相關(guān)基礎(chǔ)知識介紹3.金手指:

導(dǎo)電性能和抗氧化性能比化金強,但成本較高4.OSP(Entek):

有機保焊膜,保護(hù)銅不被氧化,厚度0.4um,成本低,但是表面透明不易檢驗,重工性差.

PCB的單位常識銅箔厚度一般以O(shè)Z(盎司)為單位.單位換算:1OZ=35μm1inch=25.4mm=103mil1mil=0.025mm為甚麼要塞孔:

1.導(dǎo)通孔塞孔阻止波峰焊時錫不會從導(dǎo)通孔貫穿到元件面上引起短路;2.避免元件安裝后焊劑殘留在導(dǎo)通孔內(nèi);3.電子工廠電路板,在測試面上要求吸真空時能形成負(fù)壓才可進(jìn)行調(diào)試檢測.

鍍層厚度要求一.金(Gold)(金手指部分)0.015mil以上,純度99%以上;