PWB工艺流程介绍

2009-10-24PWB工艺流程1PWB工艺流程介绍2009-10-24PWB工艺流程22009-10-24PWB工艺流程3基板写真2009-10-24PWB工艺流程4基板名称FramePiece3连接2009-10-24PWB工艺流程5生产单位Sheet(枚)基板在实际生产过程中实际是按照“sheet”为基本单位，一般量产情况下32Sheets为1lot(试验品存在16s/lot的情况)，产品的管理和流动是以lot为单位。LotWorksize(mm)：一厂:415*510、515*510；二厂:410*614、424*614、510*614；2009-10-24PWB工艺流程6基板的层构成PWB板实际上就是一个电路，一个复杂的立体电路：1，有多层线路图形；每层线路图形都很复杂；线路图的厚度有要求；2，各层间线路间需要有介电材料(绝缘材料)隔开；介电层也有厚度要求；3，层与层间的线路设计需要连通，连通是通过镀铜的孔来实现的；孔有机械加工的孔，也有激光脉冲加工的孔；镀铜孔有填满的镀铜孔，也有只在孔壁上镀一层的孔，镀铜条件是不同的。4，结构对称：基板上下层的构成是对称的，基板生产时由内向外；5，对位：孔与相关层连接要求孔与相应图形要对应，即对位要好。否则错位会导致断路(开路)。6，收缩率：由于基板介电材料是高分子材料，基板存在一定的收缩率，且各层收缩率不同；尽管收缩率不大，但对产品对位影响非常大。理论各层尺寸设计的比例为1，而实际上各层尺寸(Scale)不为1。另外，设备精度线体的波动等也会对Scale产生影响。某产品基板的截面示意图：2009-10-24PWB工艺流程77，基板外表面需要做表面处理：镀Ni/Au(印刷碳油墨)：降低接触电阻，抗腐蚀性，耐磨性，焊接辅助；抗氧化处理：封装元器件的位置，为铜表面，高温下可以封装；阻焊剂：不需要封装的位置，保护基板(A.防焊：留出板上待焊的通孔及其pad，将所有线路及铜面都覆盖住，防止波焊时造成的短路,并节省焊锡之用量。B.护板：防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性质，并防止外来的机械伤害以维持板面良好的绝缘。C.绝缘：由于板子愈来愈薄,线宽距愈来愈细,故导体间的绝缘问题日形突显,也增加防焊漆绝缘性质的重要性。)。2009-10-24PWB工艺流程8相关概念LaserViaHole(unfilled)LaserViaHole(filled)InnerViaHoleNonPlatedThoughHole导体层介电层(绝缘层)碳层OSP层SR层线路板实际是多层线路图形通过导通孔形成的网络立体电路。导体层：即铜形成的线幅图形，其厚度称为导体厚，图中产品为8层板；介电层(绝缘层)：导体层间部分，起到绝缘作用，其厚度成为层间厚;一般由环氧树脂构成。Innerviahole:简称IVH孔，使用机械设备加工(机械钻孔)，在孔壁上镀上一层铜，一般产品内层间连接导通作用。Laserviahole:简称LVH孔(激光孔)，使用激光(CO2)脉冲加工。一般产品内层激光孔使用填孔镀铜工艺，外层为非填孔镀铜工艺(孔壁镀铜)。NPTH孔:非镀铜通孔,作用是基板机械加工和封装时起定位作用。部分产品有PTH孔(PlatedThoughHole),一般是散热作用。表面：solderresist层：简称SR层，阻焊层。作用是手机做表面封装时防止锡焊连接不需要封装的图形上导致短路;碳层、Ni/Au层：产品外层图形部分图形需要做碳表面处理或镀Ni/Au处理，以增强其线路导体能力。OSP层：OrganicSolderablePreservative（有机可焊性保护剂）：基板完成后，封装部位外层铜图形很容易氧化,需要做抗氧化处理,OSP就起到抗氧化的作用。2009-10-24PWB工艺流程9Layer1Layer5基板各层图形(例)目前Ibiden量产品线幅宽度和间隙规格能达到60/60um，正在准备评价50/50um规格；2009-10-24PWB工艺流程10概念PWB：PrintedWiringBoard(印刷线路板)PCB：PrintedCircuitBoard(印刷电路板)HDI：HighDensityInterconnection(高密度互联技术).FVSS：FreeViaStackedupStructure(任意叠孔互连技术)FV1：PWBtechnologywithtwoormorebuild-uplayerswithstackedandfilledmicroviasontopofmechanicallydrilledcore.FV3：Anylayermicroviastructurewithstackedandfilledmicrovia.（01年----现在）（05年----现在）（未来）HDIFVSS-1FVSS-32009-10-24PWB工艺流程11常见的层构成(HDI)1+2+11+4+11+6+1该类产品一般层构成较简单，外层有一次激光孔加工，除外层外其他层通过IVH孔导通。目前产品原则上在一工厂量产。另外，目前产品还有1+8+1,1+10+1结构(I社)。2009-10-24PWB工艺流程12常见的层构成(FV1)3+2+32+4+24+2+43+4+3该类产品一般层构成相对复杂，图形规格要求更加严格，一般在二工厂量产，部分2+4+2可以在第一工厂量产，二工厂生产效率高一点儿。2009-10-24PWB工艺流程13原材料NameStructurePhotoCCL:CopperCladLaminate(Core，两面附铜板)PP:Prepreg(半固化片)RCF:ResincoatedCopperFoil(单面附铜板)CopperFoil(铜箔)～～～～～～～～～～～GlassFiber（玻璃布）CopperFoil(铜箔)CopperFoilResin(树脂)～～～～～～～～～～～ResinGlassFiberResinCopperFoil～～～～～～～～～～～GlassFiber2009-10-24PWB工艺流程14FilledVia(withCopper)填充孔连接L2-L3/L6-L7L6L5L4L3L7L2L8L1IVH(InnerViaHole)内层孔/埋孔连接L3-6CCLRCFPrepregPrepregPrepregPrepregRCFFVSS-1PWB2+4+2截面图(crosssectionofPWB)LVH(LaserViaHole)激光孔连接L1-2/L7-8以2+4+2结构产品为例，介绍产品流动工艺：2009-10-24PWB工艺流程151）CCLpreparation(CCL:CopperCladLaminate)（取板）CopperfoilGlassfiberandepoxyresin~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~Makingtoolingholes.（钻孔）取板后基板的状态设备照片Layer4,5（H11）注意：不同层结构产品取板打孔程序不同；一、二工厂取板打孔程序不同；CCL尺寸要比worksize大；二工厂CCL材料尺寸为大板(1047*1255;932*1255)，需要切割；2009-10-24PWB工艺流程162)DFRlaminationafterpretreatment.(贴膜)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~DFR（DryFilmResist）首先，基板表面的清洁和粗糙，然后是贴膜。Layer4,5（H11）前处理设备贴膜设备2009-10-24PWB工艺流程17Layer4,5（H11）3)Exposure（露光）UltraViolet~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~←掩膜使用紫外线（UltraViolet）露光（exposure），露光的位置抗蚀干膜（DFR）变硬。玻璃干板露光后基板露光机2009-10-24PWB工艺流程18Layer4,5（H11）4)DFRdevelop（显影）SprayaqueousNa2CO3使用Na2CO3把没有露光（non-exposure）的干膜去除掉;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~显影后照片2009-10-24PWB工艺流程195)Etching（蚀刻）SprayaqueousCuCl2~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~没有被干膜覆盖区域的铜将被CuCl2溶液蚀刻掉Layer4,5（H11）蚀刻后基板照片2009-10-24PWB工艺流程206)DFRStriping（剥膜）~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~SprayaqueousNaOH将剩余的干膜使用NaOH溶液去除掉。Layer4,5（H11）剥膜后基板照片注意：1，从前处理到剥膜后的这段工序整体称为PT图形形成工序(简称PT工序)，是线路板生产的核心工序—”心脏”。2，前处理和贴膜工序是一条流水线；显影、蚀刻、剥膜三个工序是在一起的一条流水线；3，实际上贴膜时干膜表面还有一层塑料保护膜，在显影前，有一个剥膜工序将塑料保护膜剥除。2009-10-24PWB工艺流程217)inspection（图形检查）CCDCameraShortandOpendefect使用AOI检查机(AutomaticOpticalInspection)检查基板的缺陷Layer4,5（H11）缺口针孔断线2009-10-24PWB工艺流程22SurfaceafterBO.（显微照片）8)Blackoxide（黒化/粗化）Layer4,5（H11）黒化/粗化的目的：使铜的表面变得粗糙，增加树脂与铜箔的结合力，使之结合的更牢固黒化后基板照片粗化后基板照片黑化和粗化的目的是相同的，工艺方面存在一些差别，之前产品都使用黑化工艺，为降低成本，近期刚切换为粗化工艺。2009-10-24PWB工艺流程23预叠机照片9)Layup（预叠）如上图，叠加过程一直继续，直到达到一定的高度。预叠结束后的照片Layer4,5（H11）一次层压的叠加数量称为一垛，一般一垛有5-6lot；~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~铜箔PP基板PPLay3Lay4Lay5Lay6铜箔~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~铜箔PP基板PPLay3Lay4Lay5Lay6铜箔隔离板隔离板(中间板)隔离板2009-10-24PWB工艺流程241)Laminationpress（层压）~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~铜箔PP基板PPLay3Lay4Lay5Lay6铜箔~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~铜箔PP基板PPLay3Lay4Lay5Lay6铜箔隔离板压力压力代表热代表压力层压机、冷却机照片为了保证层压的质量和提高生产率，必须对冷却过程进行控制。注意冷却时仍然需要加压；冷却后解体；注意：热量的提供和压力的提供方式的区别。Layer3,6（H10）2009-10-24PWB工艺流程25定位孔2)4-HoleXRay(2-HoleXRay)（X线定位打孔）层压后留下的毛边3)EdgeRouting（切边）切边后的照片切边前的照片注意毛边注意基板边，整齐干净目的：为切边和机械打孔提供定位孔Layer3,6（H10）切边的目的：将基板加工至所需尺寸（根据板型确定加工条件），完工确认时检查毛边。孔径：一厂Φ5.0mm(4孔,)二厂Φ3.15mm(2孔,中心定位)4)HalfEtching(半蚀刻)目的:调整铜箔厚度,以达到客户要求导体厚。一般蚀刻量为4.5+/-1.0mm(全面蚀刻);2009-10-24PWB工艺流程265)IVH-Drill（机械钻孔）Lay3Lay4Lay5Lay6树脂残留~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~IVH：InnerViaHole钻孔的目的：层与层之间导通机械钻孔设备照片Laye