PCB各制程细部流程简介

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PCB各製程細部流程簡介內層壓板鑽孔一銅外層二銅蝕刻防焊噴錫化金OSP內層流程說明流程作用與目的應注意事項微蝕*微蝕液採用雙氧水、硫酸的混合液,以噴嘴噴灑在基板表面*使基板表面粗化,增加與乾膜間之附著力*微蝕藥液的自動添加系統須保持一定濃度,以確保粗化程度均勻*清潔基板表面*微蝕速率之控制(40~60microinches),需定期檢測微蝕量*因內層板較薄有卡板之虞,無法使用傳統尼龍刷前處理,故采化學前處理,而不用效果較佳之磨刷與噴砂前處理*應定期檢查噴嘴是否堵塞*粗糙程度之要求(以水破時間衡量,時間愈長效果愈好)觀音廠>30seconds酸洗*以稀硫酸沖洗*洗去基板表面之銅鹽*確保銅面上無氧化烘乾*烘乾後送入無塵室*避免洗液、水滴殘留*應表面完全乾燥壓膜*在無塵室以熱壓方式將光阻乾膜(內層乾膜厚1.2mil)*藉由平貼在基板板面的光阻劑,客戶所需之線路可藉由*檢查壓膜是否有皺折、氣泡、上下不貼膜、偏斜等缺陷*需確認壓膜滾輪之溫度與速度,並檢查切膜刀是否銳利貼附于清潔銅面下階段曝光而轉移影像在板面上*爲確保流程之清潔度,以粘塵滾輪清潔板面,避免雜質影響壓膜後之制程,造成線路的短路、斷路*完成後須冷卻靜置五分鐘曝光*在無塵室照射UV光*UV光穿過透明底片線路後,光阻劑遇光聚合,保護線路不受酸蝕;非線路銅區因不透光可藉酸蝕去除*燈管會持續老化,爲穩定曝光能量,應定期以曝光計測量,並再一段時間後即需做曝光機曝光均勻性檢測*曝光完成後須靜置五分鐘以上,以利光阻劑充分反應*定期清潔臺面、底片、基材,確保無干膜碎屑、灰塵等殘留,並定期更換粘塵紙卷撕保護膜*撕去幹膜表層的保護膜*使顯像劑能與幹膜直接反應*人工撕膜時應小心保護膜未完全撕下而殘留流程說明流程作用與目的應注意事項顯像*幹膜抗酸不抗堿,故以濃度1%碳酸鈉或碳酸鉀(弱鹼)爲顯像劑,去除未聚合部份的幹膜*使完成曝光的板子影像顯現出來,區分出線路與非線路部份,以便下一步驟蝕刻的進行*PH值應控制在10.6以上,並每天進行PH計之校正*碳酸根離子濃度>0.8,以保持穩定之顯像效果*水洗槽之清潔程度應維持PH<8.5,以免過度顯像蝕刻*蝕刻液爲鹽酸、雙氧水、氯化銅*將非線路之銅區去除,留下浮凸部份即爲所需線路,但線路表面還覆有一層幹膜聚合物*鹽酸及雙氧水之濃度、氯化銅比重*控制蝕刻的比重(以5克砝碼每周校正)、溫度*屬酸性蝕刻,溶蝕已無干膜覆蓋之裸銅*須注意表面水洗清潔度狀況,因氯離子的殘留,會影響到線路的附著力去膜*以氫氧化鈉去除仍覆蓋於線路上的幹膜(此時幹膜是遇UV光形成之聚合物)*將保護線路銅之聚合物去除,所需線路即可露出*可於此流程中點設控制點,以便檢視去膜效果*檢查重點在板面剝膜的清潔度與槽液的濃度*去膜效果不佳可重工烘乾*板子經水洗後烘乾,待進行打靶與AOI光學檢測*避免水分殘留*注意板面氧化狀況打靶*鑽出鉚釘用孔位*利用內層板上之靶位元圖像沖出各層內層之定位孔*鉚釘孔的准度非常重要,精准度不良容易造成致命的層偏AOI光學檢測*使用光學檢查儀器確認品質*利用光學折射原理,檢出不良區域並將不良區域標示出*因其是利用光學方式檢出銅面缺點,故銅面均需保持乾淨,否則將會造成點多現象(假性缺點)*AOI參數條件最好是不要隨意調整以免問題板大量外流至下站VRS檢修*查找AOI測出之不良座標*找尋不良點位置,並將不良排除或標示出*注意螢幕解析需清晰,檢修好的板子與不良板需分類清楚避免混料,並定期進行複測,以確認檢修品質補線*將斷掉的線路接上*將金線或金包銅線,使用點焊補線機焊在線路斷路點兩端*點焊時,須注意是否焊著牢靠補線偏移量不可超過20%補膠*加強固定線材用*除了加強固著用外,還有爲了外觀而使用的黑膠*補膠時須注意,勿在銅面上塗抹太厚,儘量做到小而薄,以免造成層間短路不良等問題壓板流程說明流程作用與目的應注意事項脫脂*以鹼性之介面活性劑清洗經蝕刻處理之內層板*清除油污、指紋、灰土等雜質*此流程使用鹼性清潔劑脫脂清潔效果較佳*在70℃下浸泡約五分鐘*除去些微殘留之scum微蝕*以H2SO4、H2O2作爲微蝕液*使清潔的銅面上先能足夠地粗化以增加表面積,增進後續黑化之效果*速率控制在20~40microinches*微蝕液採用SPS(過硫酸鈉)時容易有顆粒殘留之問題(鈉鹽殘存)*重工時必須善加控制以免産生線路過細、過薄的問題預化*浸入50~60℃的NaOH溶液(黑化B液)*藉此穩定黑化槽B液濃度,並中和殘留微蝕液的酸性,避免所生成鹽類污染黑化槽*一樣需保持一定之藥液濃度黑化*主要配方爲亞氯酸鈉、氫氧化鈉、正磷酸鈉*形成細緻絨毛狀之鈍化層,防止壓合時銅與樹脂發生化學反應,生成水氣、胺鹽、氨氣導致爆板*因亞氯酸鈉較不穩定,須善加控制槽液之濃度、槽內攪拌迴圈,使絨毛生成均勻*在70℃~80℃下浸泡三至五分鐘*黑化時間太長絨毛會容易析出形成雜質,容易造成內層短路*增加與樹脂接觸的表面積,以強化彼此間之結合力*業界所發展之氧化技術如棕化、水平棕化等,附著效果均不亞于黑化*增加銅面之濕潤性,絨毛能導引樹脂深入氧化皮膜各死角*若黑化品質不良,容易遭後制程藥液侵蝕形成粉紅圈*黑化層若太厚,壓合時易折斷黑化絨毛造成附著力不良流程說明流程作用與目的應注意事項還原*還原槽內溶液主要成分爲二甲銨硼烷與硫酸,其中前者系手動添加,後者爲自動添加*二甲銨硼烷將絨毛表面的的氧化銅還原爲氧化亞銅(即所謂的砍絨毛),以免附著力變差影響附著力*還原反應激烈,故藥水濃度必須控制得宜,否則可能除去所欲保留之絨毛,且浪費成本高昂的還原劑*PH值不能太低,且反應槽不可打氣,否則會導致還原劑消耗量增大*黑化、還原槽所設過濾機可篩掉溶液中所含之析出絨毛與片狀雜質,應經常更換抗氧化*浸入抗氧化劑,使在黑化層表面披覆一層抗氧化保護層*防止氧化亞銅進一步氧化爲氧化銅,因氧化銅抗撕能力較差,易導致粉紅圈形成*PH值不能太低(>9),否則抗氧化藥液易失效導致coating不佳*善加控制藥液濃度;濃度太高會致使抗撕能力下降,濃度太低則影響coating效果純水洗*以熱純水加以清洗*清除沾附在絨毛上的雜質*使用純水以避免水中所懸浮鹽類沾附於絨毛上烤箱烘烤*以100±10℃烘烤40至60分鐘*絨毛若吸水不僅抗撕力變差,容易發生爆板的現象*溫度太高(>130℃)會加速老化;溫度不足(<90℃)則可能殘留水氣,故應定期進行烤箱校溫*留意烤箱內各區域受熱是否均勻*板子烘乾後不能放太久(會吸收水氣)流程說明流程作用與目的應注意事項鉚合*內層板間置入膠片後,打入鉚釘固定;再於內層板上下各放置膠片,以耐熱膠帶固定*使內層板、PP能固定對齊*膠片之鉚釘孔孔隙較大,以便於鉚合搭疊;而最外層膠片利用耐熱膠帶將內層板與膠片加以固定*依板面大小,會排定鉚釘孔6~8個,更有製作至10個疊合*依指定順序加以疊合,由下而上分別爲:下鋁合金模板、牛皮紙、《鏡面鋼板、銅皮、鉚合之內層板、銅皮、鏡面鋼板》(可再重復)、牛皮紙、上鋁合金模板*依據客戶要求之排列先行疊合,以利後續壓合程式之順利進行*避免灰塵落入影響壓合品質,疊合須在無塵室進行*利用雷射燈之標線校正疊合之對準度*務必檢查所使用之PP規格是否正確,並依照「經對經、緯對緯」之原則疊合,以避免板彎板翹*檢查所使用牛皮紙之厚度、密度的均勻性,以確保其緩熱緩壓之功用*內層板上下所疊之膠片必須對稱,以平衡所産生內應力,避免板彎板翹*疊合時應使用板面較大之銅皮(約大一英吋),以防流膠污染鏡面鋼板熱壓合*大園→蒸汽式壓合機觀音→熱煤油式壓合機進行二段式分段加溫加壓*使PP內所含之環氧樹脂先融化進行填膠,經熱壓流膠後固化,以有效粘合內層各板與外層銅箔,並成爲層與層間之介質層*加溫點、加壓點之設定非常重要,應依據料溫升溫曲線圖所揭示之內涵選擇適當的加溫梯度與上壓點,並選擇最具效率的壓合時間與適當的升溫速率*一鍋有5opens*爲避免壓合時發生滑板,應留意所使用PP的結構,疊板也不宜太高*溶膠前即抽真空直至聚合完全,以抽出水氣,並藉此吸力幫助流膠填隙*鋼板檢查重點:硬度、熱膨脹係數、平坦度*熱壓合機檢查重點:每半年檢查熱盤之水平度與溫度、壓力分佈;加熱管應每年進行清潔避免堵塞壓合流程流程作用與目的應注意事項冷壓合*將熱壓後之多層板隨即移至冷壓機上進行冷壓降溫*消除應力,避免降溫過程熱應力造成板彎板翹*此流程系在定壓下控制水流量(使用常溫下之自來水即可,因其他冷媒成本過高)裁切*分離壓合後基板*使其形成pnlsize方便作業*分離裁切時,需小心刮傷打靶*X-ray打靶*除鑽出鑽孔定位靶,同時亦可量測漲縮值與層間偏移量*需定期檢測量測精度並校正CNC外框*用CNC工具機做邊緣的整修*外框修齊後,需使用磨邊機進行板邊研磨*修邊須注意邊緣平整性(檢視毛頭),最好再加一道磨邊處理鑽孔制程說明流程作用與目的應注意事項半撈*于壓合制程完成後,以成型機整修電路板之邊緣*因壓合時爲免內層板流膠而使用面積較大之銅皮疊合,故壓合完成後先將電路板外框邊緣予以初步整理修齊**注意半撈後首片檢查,外型PNL尺寸確認板邊的毛邊狀況確認,有不良時需換撈針鑽孔*依據工單料號將程式輸入,並先鑽出靶孔孔位上pin,確認後電路板上pin即可鑽孔*鑽孔後鍍通孔等制程會將孔壁鍍銅,如此即可將多層電路板之各層線路導通*鑽針之主要材料爲碳化鎢,使用一定期間後可經研磨再使用,惟必須對研磨後之鑽針善加控管,避免混用而影響生産品質與效率*鑽孔時必須於電路板上下加上蓋板與墊板;‧蓋板目的:防止壓力腳壓傷銅面,減少進孔性毛頭,減少鑽頭搖擺使鑽尖容易定位、散熱‧墊板目的:防止鑽針刺透而傷及鑽針臺面,防止出孔口之毛頭,並降低鑽尖處溫度,避免鑽頭扭斷鑽孔後應以磨刷、超音波水洗、高壓水洗去除鑽孔後之毛頭*鑽孔時蓋板用鋁板,墊板用甘蔗板*鑽孔作業緊接在半撈作業後*成品撈型*將製成品以銑刀依據藍圖之規格撈去邊框*在成品撈型前之制程,基於操作方便、保護線路的考量,電路板週邊皆預留邊框,故最後必須將邊框切*銑刀多採用碳化鎢粉末燒結壓合而成*另一種成品成型方式是沖型,利用預鑄之模具衝壓以得到最後成品的尺寸。*沖型鑄造模具成本甚高,適合大規模生産,速度快,但外緣切割除,才能得到符合藍圖尺寸的電路板面之切削品質差撈型較無成本方面之顧慮,生産規模不受限,速度慢,外緣切割面平滑,惟作業時粉塵問題較嚴重一銅流程說明流程作用與目的應注意事項膨松*在高溫下利用膨松劑軟化孔壁表面上之樹脂(smear)*膨松劑會滲入樹脂,使其分子間距加大而膨鬆軟化,膠渣便較爲容易去除*本公司整個PTH制程均以天車吊挂、電腦儀控之方式操作,自膨松至中和爲去膠渣段,其功能即在除去孔內殘留之膠渣*膨松劑之使用可大幅減少高錳酸鉀之浸泡時間*膠渣之形成肇因於鑽孔,因鑽針高速旋轉與玻纖環氧樹脂底材劇烈摩擦,在兩者都傳熱不良之情形下,造成孔壁溫度超過樹脂的Tg點,使部份樹脂被熔化爲膠糊狀,並隨鑽針轉動而塗滿孔壁,冷卻後就成爲附在孔壁表面的膠渣高錳酸鉀(去膠渣)*以高錳酸鉀爲氧化劑(提供Mn7+離子),使樹脂分解爲H2O與CO2等較小分子*去膠渣,同時可粗化孔壁之樹脂面,有利後續化學銅之附著沈積*經還原之Mn6+可用再生機再氧化爲Mn7+,避免繼續氧化生成MnO2沈澱,並降低氧化劑之損耗*再生機效能降低時,Mn6+會持續提高,當Mn6+:20g/l↑時,需清洗再生機,以提高再生機效率*槽中裝置高錳酸鉀再生機,以保持槽液之長效中和*中和清洗用*去除前槽所生成之錳鹽,尤其是殘留在孔內的錳鹽*去膠渣流程完成後將板子移至自整孔開始的第二段PTH制程*爲增加中和槽壽命,故在中和槽前會增設一道酸洗槽整孔*使用陽離子介面活性劑*清潔板面,並使孔壁帶正電荷,以利活化之進行*注意切片背光狀況,及銅含量狀況微蝕*H2O2、H2SO4與安定劑*除去附著於銅面之氧化物,並粗化銅面以利化學銅反應*粗化銅面之目的,在強化後續附著在表銅上之化學銅的附著能力,以免電鍍一次銅時造成peeling*除去留於銅面之整孔劑,以免浪費昂貴之活化劑流程說明流程作用與目的應注意事項預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