PCB制程简介

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48in36in42in48in基板種類組成及用途FR-3紙基，環氧樹脂，難燃G-10玻璃布，環氧樹脂，一般用途FR-4玻璃布，環氧樹脂，難燃G-11玻璃布，環氧樹脂，高溫用途FR-5玻璃布，環氧樹脂，高溫並難燃FR-6玻璃蓆，聚脂類，難燃CEM-1兩外層是玻璃布，中間是木漿紙纖維，環氧樹脂，難燃CEM-3兩外層是玻璃布，中間是玻璃短纖所組成的蓆，環氧樹脂，難燃40in48in基板銅箔Copperfoil玻璃纖維布加樹脂1/2oz1/1oz0.1mm~2.5mmA.1080(PP)2.6milB.7628(PP)7.0milC.7630(PP)8.0milD.2116(PP)4.1milA.0.5OZ0.7milB.1.0OZ1.4milC.2.0OZ2.8mil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。1OZ即指1ft2(單面1平方英尺)含銅重(1OZ=28.35g)1mil=1/1000英寸，1英寸=25.4mm，1mil=0.0254mm內層影像轉移壓膜/塗佈感光膜DryorWetFilm內層InnerLayer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：不管原底裁銅薄或一次鍍銅板都要仔細做清潔處理及粗化，對乾膜(DryFilm)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(oxidixedlayer)，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(penetreating)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(DryFilm)：是一種能感光,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(densitysteptablet)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InnerLayer將未受光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InnerLayerTrace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CopperEtching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)(AutoOpticalInspection)流程說明內層內層線路內層黑(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(pinkring)，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pinkring。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(KroftPaper):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2~3小時；冷壓須要1小時。一個鍋可放8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)(OuterLayerDrilling)外層鑽孔以內層定位孔為基準座標鑽出外層相對位置的各種孔徑鑽孔管理應有四方面1.準確度(Acuracy)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(Holewallquality)3.生產力(Productivity)指每次疊高(StackHigh)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HoleCounter或檢孔機HoleInspecter)。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)(OuterLayerDrilling)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62mil的四層板而言，本身上下每片之間即可差到0.5mil。故為了減少孔位偏差，其總厚度不宜超過孔徑的2~3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(EntryandBack-up)“墊板”是為了防止鑽針刺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)(PlatedThroughHole)鍍通孔將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜黑孔(BlackHole)製程最最早於美國HUNTCHEMICAL，以碳粉懸濁液(TONER)對孔壁試做導電塗佈而發明。BLACKHOLE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BLACKHOLE後的烘烤能徹底硬化，以免孔壁黑墨被蝕刻沖掉。流程說明整孔(HoleConditioning)：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)刷磨→膨鬆→去膠渣→中和→整孔→BLACKHOLE→微蝕→抗氧化→出料鍍通孔(2)(黑孔)(PlatedThroughHole)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TG1200C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”(Pullaway)，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(BondStrength)，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像轉移到感光乾膜上乾膜DryFilm底片圖案未曝光影像透明區已曝光區流程說明乾膜(DryFilm)：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1mil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(dogboning)。電鍍純錫將已鍍上厚銅銅面再鍍上一層0.3mil的錫層錫面流程說明鍍錫的目的：保護其下所覆蓋的銅導體，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CopperEtching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OuterLayerInspection防焊印刷SolderMask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0.4mil以上。Class3：為高信賴度長時間操作之設備，厚度至少要0.7mil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。流程說明噴錫HotAirSolderLeveling防焊顯影烘烤化金、鍍金手指GoldFinger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C1C11印文字Print以印刷方式將文字字體印在相對位對區文字SilkLegend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，再以烤箱烘烤之。網板C1C11R216B336文字(SilkLegend)OR商標(Logo)流程說明流程說明C1C11成型(Router)依成品板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