PCB流程与图解

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P2A.PCB製作流程簡介------------------------------------------------------P.2B.各項製程圖解-----------------------------------------------------------P.3~P.29C.品質管制表--------------------------------------------------------------P.32~P.34D.PCB常見客訴問題-------------------------------------------------------P.35~P.63E.PCB常見客訴問題圖解--------------------------------------------------P.64~P.93InnerLayerDrillingInnerLayerTraceInnerLayerEtchingInnerlayerInspectionInnerLayerTest發料內層鑽孔內層線路內層蝕刻內層檢修內層測試裁基板規格固定孔用副片,壓膜,曝光,顯影框架,去膜O/SA.O.IBlackOxideLaminationOuterLayerDrillingBlackholeP.T.HDryFilmTrace棕化(黑化)壓合外層鑽孔黑孔一次銅(X)乾膜路線防止氧化PP.基板.銅箔組合以固定孔鑽外層孔將孔圖附一層導電膜層與層導通用正片,壓膜,曝光InspectionP.T.R.SSolderMask一修二次銅去膜蝕刻剝錫鉛中檢半成品測試防焊印刷增加導電性UV光線目視法以治具測試之用棕片,印綠漆GoldPlatingH.A.S.LSilkLegendRouterTestO/SFinalInspection鍍金手指噴錫文字成型測試總檢金粉將孔附著錫將文字印上客戶插件位置依成型板將定位孔去除以治具測試之ShippingPackingO.Q.C出貨包裝電路板製造作業流程P3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40in48inP4基板銅箔Copper玻璃纖維布加樹脂1/2oz1/1oz0.1mm2.5mmA.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P5PP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。內層影像轉移壓膜感光乾膜DryFilm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P6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(pensitysteptablet)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P7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P8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P9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P10內層內層線路內層黑化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P11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P12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P13靶孔洗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P14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)。目前廠內鑽孔機6軸X10台製程能力：孔徑尺寸誤差+3mil，目前廠內最小成品孔徑10mil。流程說明P15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%，雙面板在考慮成本下可不用蓋板，但多層板則一定要用。流程說明P16鍍通孔(1)(PlatedThroughHole)鍍通孔將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜PTH流程說明P17微蝕→沖洗→去膠渣→澎鬆→整孔→BLACKHOLE→微蝕鍍通孔(2)(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，連同所附著的整孔適況的界面活化劑一起剝掉，使非導體金屬化製程中昂貴的鈀及銅儘量鍍在孔中，而不浪費在廣大面積的銅面上。去膠渣或蝕回(De-SmearorEtchback):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P18UV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P19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P20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，尤以對pth而言孔中鍍液的快速流通才能有效建立孔壁規範，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P21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P22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SolderMaskP23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