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P02019/8/31聯能科技有限公司WORLDWISERTECHNOLOGYINCPWB製造流程簡介講師:黃志明多次埋孔MultipleBlindedVia徐振連JOHNNYHSU流程圖PWBMfg.FLOWCHARTUPDATED:1999,04,16顧客(CUSTOMER)工程製前(FRONT-ENDDEP.)裁板(LAMINATESHEAR)內層乾膜(INNERLAYERIMAGE)預疊板及疊板(LAY-UP)通孔電鍍(P.T.H.)液態防焊(LIQUIDS/M)外觀檢查(VISUALINSPECTION)成型(FINALSHAPING)業務(SALESDEPARTMENT)生產管理(P&MCONTROL)蝕銅(I/LETCHING)鑽孔(PTHDRILLING)壓合(LAMINATION)外層乾膜(OUTERLAYERIMAGE)二次銅及錫鉛電鍍(PATTERNPLATING)蝕銅(O/LETCHING)檢查(INSPECTION)噴錫(HOTAIRLEVELING)電測(ELECTRICALTEST)出貨前檢查(OQC)包裝出貨(PACKING&SHIPPING)曝光(EXPOSURE)壓膜(LAMINATION)前處理(PRELIMINARYTREATMENT)顯影(DEVELOPIG)蝕銅(ETCHING)去膜(STRIPPING)黑化處理(BLACKOXIDE)烘烤(BAKING)預疊板及疊板(LAY-UP)壓合(LAMINATION)後處理(POSTTREATMENT)曝光(EXPOSURE)壓膜(LAMINATION)二次銅電鍍(PATTERNPLATING)錫鉛電鍍(T/LPLATING)去膜(STRIPPING)蝕銅(ETCHING)剝錫鉛(T/LSTRIPPING)塗佈印刷(S/MCOATING)預乾燥(PRE-CURE)曝光(EXPOSURE)顯影(DEVELOPING)後烘烤(POSTCURE)MLB全板電鍍(PANELPLATING)銅面防氧化處理(OSP(EntekCu106A)外層製作(OUTER-LAYER)TENTINGPROCESS鍍金手指(G/FPLATING)鍍化學鎳金(E-lessNi/Au)ForO.S.P.選擇性鍍鎳鍍金(SELECTIVEGOLD)印文字(SCREENLEGEND)網版製作(STENCIL)圖面(DRAWING)工作底片(WORKINGA/W)製作規範(RUNCARD)程式帶(PROGRAM)鑽孔,成型機(D.N.C.)底片(MASTERA/W)磁片,磁帶(DISK,M/T)藍圖(DRAWING)資料傳送(MODEM,FTP)AOI檢查(AOIINSPECTION)除膠渣(DESMER)通孔電鍍(E-LESSCU)DOUBLESIDE前處理(PRELIMINARYTREATMENT)前處理(PRELIMINARYTREATMENT)前處理(PRELIMINARYTREATMENT)全面鍍鎳金(S/GPLATING)雷射鑽孔(LASERABLATION)BlindedVia埋孔鑽孔(IVHDRILLING)埋孔電鍍(IVHPLATING)埋孔多層板內層流程(INNERLAYERPRODUCT)P22019/8/31一.前言1.1PWB扮演的角色PWB的功能為提供完成第一層級構裝的元件與其它必須的電子電路零件接合的基地，以組成一個具特定功能的模組或成品。所以PWB在整個電子產品中，扮演了整合連結總其成所有功能的角色。圖1.1是電子構裝層級區分示意。圖1.1晶圓第0層次第1層次(Module)第2層次(Card)第3層次(Board)第4層次(Gate)P32019/8/311.2PWB種類及製法依材料、層次、製程上的不同歸納一些通用的區別辦法,來簡單介紹PWB的分類以及它的製造方法。1.2.1PWB種類A.以材質分類a.有機材質酚醛樹脂、玻璃纖維/環氧樹脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆屬之。b.無機材質鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能P42019/8/31圖1.3圖1.4B.以成品軟硬區分a.硬板RigidPWBb.軟板FlexiblePWB見圖1.3c.軟硬板Rigid-FlexPWB見圖1.4C.以結構分a.單面板見圖1.5b.雙面板見圖1.6c.多層板見圖1.7圖1.5圖1.6圖1.7P52019/8/31D.依用途分：通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導體/電測板…,見圖1.8BGASubstrate.1.2.2製造方法介紹A.減除法，其流程見圖1.9B.加成法，又可分半加成與全加成法，見圖1.101.11C.尚有其它因應IC封裝的變革延伸而出的一些先進製程，圖1.8P62019/8/31圖1.9減除法銅箔基板鑽孔化銅+鍍銅影像轉移蝕刻防焊圖1.11銅箔基板鑽孔化銅+鍍銅影像轉移蝕刻鍍銅,錫鉛防焊圖1.10全加成法樹脂積層板(不含銅箔)鑽孔樹脂表面活化印阻劑(抗鍍也抗焊)化學銅析鍍防焊半加成法P72019/8/31二.製前準備2.1.前言近年由於電子產品日趨輕薄短小，PWB的製造面臨了幾個挑戰:（1）薄板（2）高密度（3）高性能（4）高速(5)產品週期縮短（6）降低成本等。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機做為製前工具，現在己被電腦、工作軟體及鐳射繪圖機所取代。過去，以手工排版，或者還需要Micro-Modifier來修正尺寸等費時耗工的作業，今天只要在CAM(ComputerAidedManufacturing)工作人員取得客戶的設計資料，可能幾小時內，就可以依設計規則或DFM(DesignForManufacturing)自動排版並變化不同的生產條件。同時可以output如鑽孔、成型、測試治具等資料。P82019/8/312.2.製前設計流程：2.2.1客戶必須提供的資料：電子廠或裝配工廠，委託PWBSHOP生產空板（BareBoard）時，必須提供下列資料以供製作。見表料號資料表-供製前設計使用.上表資料是必備項目，有時客戶會提供一片樣品,一份零件圖，一份保證書（保證製程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物質）等。P92019/8/31料號資料表項目內容格式1.料號資料(PartNumber)包含此料號的版別,更改歷史,日期以及發行資訊.和Drawing一起或另有一Text檔.2.工程圖(Drawing)A.料號工程圖:包括一些特殊需求,如原物料需求,特性阻抗控制,防焊,文字種類,顏色,尺寸容差,層次等.HPGL及PostScript.B.鑽孔圖:此圖通常標示孔位及孔號.HPGL及PostScript.HPGL及PostScript.HPGL及PostScript.C.連片工程圖:包含每一小片的位置,尺寸,折斷邊,工具孔相關規格,特殊符號以及特定製作流程和容差.D.疊合結構圖:包含各導體層,絕緣層厚度,阻抗要求,總厚度等.3.底片資料(ArtworkData)A:線路層B:防焊層C:文字層Gerber(RS-274D,X),ODB++4.ApertureList定義:各種pad的形狀,一些特別的如thermalpad並須特別定義construction方法.Textfile文字檔5.鑽孔資料ExcellonFormat定義:A:孔位置,B:孔號,C:PTH&NPTHD:盲孔或埋孔層6.鑽孔工具檔定義:A:孔徑,B:電鍍狀態,C:盲埋孔D:檔名Textfile文字檔7.Netlist資料定義線路的連通IPC-356or其它從CAD輸出之各種格式(Mentor……)8.製作規範1.指明依據之國際規格,如IPC,MIL2.客戶自己PWB進料規範3.特殊產品必須meet的規格如PCMCIATextfile文字檔P102019/8/312.2.2.資料審查面對這麼多的資料，製前設計工程師接下來所要進行的工作程序與重點，如下所述。A.審查客戶的產品規格，是否PWB廠製程能力可及.B.CAD/CAM作業a.將GerberData輸入所使用的CAM系統，此時須將apertures和shapes定義好。目前，己有很多PWBCAM系統可接受IPC-350的格式或是ODB++格式。配合CAM系統可產生外型NCRouting檔,可設定參數直接輸出程式.Shapes種類有圓、正方、長方,亦有較複雜形狀，如內層之thermalpad等。著手設計時，Aperturecode和shapes的關連要先定義清楚，否則無法進行後面一系列的設計。但如果是提供ODB++格式,就不需提供Aperturefiles.P112019/8/31ODB++格式(Prefered)ODB++是一種可擴充的ASCII格式，它可在單一數據庫中保存PCB生產和裝配所必需的全部工程數據。單一文件即可包含圖形、鑽孔資訊、佈線、元件、網表、規格、繪圖、工程處理定義、報表功能、ECO和DFM結果等。作業人員可改進和改正DFM來更新他們的原始CAD數據庫，並設法在設計達到裝配階段之前識別出所有的佈線問題。ODB++是一種雙向格式，允許數據上行和下傳。數據庫類似於大多數CAD系統的數據庫。一旦數據以ASCII形式到達電路板車間，生產者就可實施增值的流程作業，如蝕刻補償、面板成像及輸出鑽孔、佈線和照相等。P122019/8/31b.設計時的Checklist依據checklist審查後，當可知道該製作料號可能的良率以及成本的預估。c.WorkingPanel排版注意事項：－排版的尺寸選擇將影響該料號的獲利率。因為基板是主要原料成本（排版最佳化，可減少板材浪費）；而適當排版可提高生產力並降低不良率。一般製作成本，直、間接原物料約佔總成本30~60%，包含了基板、膠片、銅箔、防焊、乾膜、鑽頭、重金屬（銅、鍚、鉛、金），化學耗品等。而這些原物料的耗用，直接和排版尺寸恰當與否有關係。大部份電子廠做線路Layout時，會做連片設計，以使裝配時能有最高的生產力。因此，PWB工廠之製前設計人員，應和客戶密切溝通，以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時可有最佳的利用率。要計算最恰當的排版，須考慮以下幾個因素。P132019/8/311.基材裁切最少刀數與最大使用率（裁切方式與磨邊處理須考慮進去）。2.銅箔、膠片與乾膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好,以免浪費。3.連片時，piece間最小尺寸，以及板邊留做工具或對位系統的最小尺寸。4.各製程可能的最大尺寸限制或有效工作區尺寸.5.不同產品結構有不同製作流程，及不同的排版限制，例如，金手指板，其排版間距須較大且有方向的考量，其測試治具或測試次序規定也不一樣。原物料基板尺寸36“×48”(實際上為36.5“×48.5”)40“×48”(實際上為40.5“×48.5”)42×48(實際上為42.5×48.5)P142019/8/31d.底片與程式：－底片Artwork在CAM系統編輯排版完成後，配合D-Code檔案，而由雷射繪圖機（LaserPlotter）繪出底片。所須繪製的底片有內外層之線路，外層之防焊，以及文字底片。由於線路密度愈來愈高，容差要求越來越嚴謹，因此底片尺寸控制，是目前很多PWB廠的一大課題。目前已經有LDI(LaserDirectImaging)設備,所以只要Download資料到LDI設備即可生產.P152019/8/31基本材料與阻抗控制要做阻抗控制的產品時，必需要注意且需解決的問題。其中影響出貨板子阻抗值最大的幾項因素有：介質的厚度，DielectricThickness。蝕刻後線路本身的寬度，EtchedLineWidth。銅的厚度(含銅皮及電鍍銅),CopperThickness底材的介質常數，DielectricConstant。防焊厚度,SolderMaskThickness工作頻率(影響risetime)傳輸線之長度(造成propagationdelay)所以工作頻率越高,傳輸線過長需考慮作阻抗控制.所以工作頻率越高,傳輸線過長需考慮