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印 刷 電 路 板 製 作 流 程 簡 介 育 富 電 子 股 份 有 限 公 司 流 程 說 明 提供 磁片、底片、機構圖、規範 ...等

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1 印 刷 電 路 板 製 作 流 程 簡 介 育 富 電 子 股 份 有 限 公 司 流 程 說 明 提供 磁片、底片、機構圖、規範 ...等
流 程 說 明 客戶資料 提供 磁片、底片、機構圖、規範 ...等 業 務 確認客戶資料、訂單 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 工 程 生 產 生管接獲訂單 → 發料 → 安排生產進度

2 目錄 P2 A. PCB 製作流程簡介 P. 2 B. 各項製程圖解 P. 3 ~ P.29

3 PCB製作流程圖 P3

4 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 36 in 42 in 40 in 48 in 48 in
流 程 說 明 P4 依工程設計基板規格及排版圖裁切生產工作尺寸 內 層 裁 切 48 in 48 in 36 in 42 in 48 in 40 in

5 流 程 說 明 基 板 銅箔 Copper 玻璃纖維布加樹脂 1/2oz1/1oz 0.1 mm 2.5mm
流 程 說 明 P5 基 板 銅箔 Copper 玻璃纖維布加樹脂 1/2oz1/1oz 0.1 mm 2.5mm 銅箔(Copper)的厚度 P.P(Preprge)種類 A (PP) mil B (PP) mil C (PP) mil D (PP) mil A OZ mil B OZ mil C OZ mil 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。

6 流 程 說 明 內層影像轉移 將內層底片圖案以影像轉移到感光乾膜上 壓膜 感光乾膜 Dry Film P6 乾膜(Dry Film):是一種
流 程 說 明 P6 將內層底片圖案以影像轉移到感光乾膜上 感光乾膜 Dry Film 內層影像轉移 乾膜(Dry Film):是一種 能感光,顯像,抗電鍍,抗蝕刻 之阻劑 壓膜 內層 Inner Layer 壓膜:是將光阻劑以熱壓方式貼附在清潔的板面上 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(Dry Film)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(oxidixed layer),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(pen etreating)和側蝕。

7 流 程 說 明 曝 光 Exposure UV光線 曝光 曝 光 後 內層底片 感光乾膜 內 層 感光乾膜 內 層 P7
流 程 說 明 P7 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(pensity step tablet)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。 UV光線 曝 光 Exposure 內層底片 感光乾膜 曝光 內 層 感光乾膜 曝 光 後 內 層

8 將未受光乾膜以顯影藥水去掉留已曝光乾膜圖案
流 程 說 明 P8 內層影像顯影 Developing 感光乾膜 內層 Inner Layer 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。

9 將裸露銅面以蝕刻藥水去掉留己曝光乾膜圖案
流 程 說 明 P9 蝕刻 Copper Etching 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 將裸露銅面以蝕刻藥水去掉留己曝光乾膜圖案 內層線路 內 層 內 層 去 膜 將己曝光圖案上的乾膜以去膜藥水去掉 內層線路 Inner Layer Trace 內 層

10 (Auto Optical Inspection )
流 程 說 明 P10 內 層 沖 孔 內層鑽孔對位孔及鉚合孔以光學校位沖出 內層線路 內 層 內層影像以光學掃描檢測(AOI) (Auto Optical Inspection ) 內層檢測Inspection 內層線路 內 層

11 內層圖案做黑化處理防止氧化及增加表面粗糙
流 程 說 明 P11 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 內 層 內層線路 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(pink ring) ,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pink ring 。

12 將內層板及P.P膠片覆蓋銅皮經預疊熱壓完成
流 程 說 明 P12 壓 合(1) Lamination 將內層板及P.P膠片覆蓋銅皮經預疊熱壓完成 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 脫膜紙漿(牛皮紙) 上 鋼 板 銅 箔 膠 片 內 層 膠 片 牛皮紙(Kroft Paper) : 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 銅 箔 下 鋼 板 脫膜紙漿(牛皮紙)

13 將內層板及P.P膠片覆蓋銅皮經預疊熱壓完成
流 程 說 明 P13 將內層板及P.P膠片覆蓋銅皮經預疊熱壓完成 壓 合(2) Lamination 銅 箔 內 層 膠 片 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5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

14 流 程 說 明 壓 合(3) Lamination 洗靶孔 將內層定位孔以大孔徑鑽出裸露定位孔圖形 鑽定位孔
流 程 說 明 P14 壓 合(3) Lamination 洗靶孔 將內層定位孔以大孔徑鑽出裸露定位孔圖形 靶 孔 鑽定位孔 將內層定位孔圖形以光學校位方式鑽出 定位孔

15 以內層定位孔為基準座標鑽出外層相對位置的各種孔徑 (Outer Layer Drilling)
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(1) (Outer Layer Drilling) 外層鑽孔 目前廠內鑽孔機 7軸X4台,5軸X3台 製程能力:孔徑尺寸誤差 + 3 mil ,目前廠內最小成品孔徑 10 mil。 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(Hole wall quality) 3.生產力 (Productivity) 指每次疊高(Stack High)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Hole Counter 或檢孔機Hole Inspecter)。

16 以內層定位孔為基準座標鑽出外層相對位置的各種孔徑 (Outer Layer Drilling)
流 程 說 明 P16 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) (Outer Layer Drilling) 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 62 mil的四層板而言,本身上下每片之間即可差到 0.5 mil。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 (Entry and Back-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%,,但多層板則一定要用。

17 流 程 說 明 鍍通孔 (1)(黑孔) 鍍 通 孔 將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜 (Plated Through Hole)
流 程 說 明 P17 鍍通孔 (1)(黑孔) (Plated Through Hole) 將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜 鍍 通 孔 黑孔(Black Hole)製程最最早於美國HUNT CHEMICAL,以碳粉懸濁液(TONER)對孔壁試做導電塗佈而發明。 BLACK HOLE 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,槽液可連續使用一年不易更新,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BLACK HOLE後的烘烤能徹底硬化,以免孔壁黑墨被蝕刻沖掉。 優點:1.流程縮短時間 2.廢水污染低。 缺點:1.對於小孔的板子,尤其縱橫比5:1深孔較容易孔破,須多走一次。

18 流 程 說 明 鍍通孔(2)(黑孔) (Plated Through Hole) 鍍 通 孔 將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜 P18
流 程 說 明 P18 將外層孔以化學及物理方式塗附一層導電膜 鍍通孔(2)(黑孔) (Plated Through Hole) 鍍 通 孔 澎鬆 → 去膠渣 → → 整孔 → BLACK HOLE → 微蝕 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-Smear or Etch back): 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Tg 1200C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”(Pull away),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(Bond Strength)故不可不慎。

19 流 程 說 明 外層影像轉移 將外層底片圖案以影像轉移到感光乾膜上 乾膜 Dry Film 壓 膜 曝 光 Exposure UV光線
流 程 說 明 P19 外層影像轉移 乾膜 Dry Film 壓 膜 將外層底片圖案以影像轉移到感光乾膜上 曝 光 Exposure UV光線 乾膜(Dry Film): 是一種能感光、顯像 、抗電鍍、抗蝕刻之 阻劑 透 明 區 底片圖案 已曝光區 曝 光 後 未曝光影像

20 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 將裸露銅面及孔內鍍上厚度 1 mil的銅層 裸露圖案 孔銅
流 程 說 明 P20 將乾膜上未曝光影像以顯影液洗出裸露銅面 外層影像顯影 裸露圖案 將裸露銅面及孔內鍍上厚度 1 mil的銅層 電鍍厚銅 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(dog boning)

21 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 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 電鍍純錫 將已鍍上厚銅銅面再鍍上一層 0.3 mil的錫層 錫面

22 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 P22 將已曝光乾膜部份以去膜液去掉裸露銅面 外 層 去 膜 裸露銅面 外 層 蝕 刻 Copper Etching 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 外 層 剝 錫 線路圖案

23 Outer Layer Inspection
流 程 說 明 P23 以目視或測試治具檢測線路有無不良 外層檢修測試 Outer Layer Inspection 測 試 針 將線路圖案區塗附一層防焊油墨 防 焊 印 刷 Solder Mask 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 0.5mil以上。 Class3:為高信賴度長時間操作之設備,厚度至少要 1mil以上。

24 流 程 說 明 防 焊 曝 光 以防焊底片圖案對位線路圖案 UV光線 防焊圖案
流 程 說 明 P24 防 焊 曝 光 UV光線 以防焊底片圖案對位線路圖案 防焊圖案 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。 目前公司使用油墨:台祐YG-5(金黃色)、GF-2(綠色) 、Z-100(綠色)、C8M(綠色) 。 後烘烤時間:800C 30分 / 1200C 30分 / 1500C 120分

25 將防焊非曝光區以顯影液去掉防焊油墨裸露圖案後烘烤 Hot Air Solder Leveling
流 程 說 明 P25 將防焊非曝光區以顯影液去掉防焊油墨裸露圖案後烘烤 防焊顯影烘烤 防焊圖案 化金、鍍金手指 Gold Finger 噴 錫 Hot Air Solder Leveling 將裸露銅面及孔內以噴錫著附一層錫面 錫 面

26 流 程 說 明 印 文 字 Print 以印刷方式將文字字體印在相對位對區 文 字 Silk Legend 文字印刷 :
流 程 說 明 P26 印 文 字 Print 以印刷方式將文字字體印在相對位對區 C1 C11 文 字 Silk Legend 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 , 再以紫外線照射的方式曝光在板面上。 文 字(Silk Legend) OR 商標 (Logo) C1 C11 R216 B336 網 板

27 流 程 說 明 成型(Router) 依成品板尺寸將板邊定位孔區去掉 成品板邊 成品板邊
流 程 說 明 P27 依成品板尺寸將板邊定位孔區去掉 成型(Router) C11 C1 成品板邊 R D345 R D345 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尺寸,切割時用插梢透過先前鑽出的定位孔,將電路板固定於床臺或模具上成型,切割後金手指的部份再進行磨斜邊加工,以方便電路板插接使用。對於多連片成型的電路都須要做V-CUT,做折斷線以方便客戶插件後分割拆解,最後再將電路板上的粉屑及表面的離子污染物洗淨。

28 流 程 說 明 成型(Router) 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尺寸。 P28
流 程 說 明 P28 成型(Router) R D345 R D345 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尺寸。 R D345 R D345

29 流 程 說 明 測試 Open/Short Test 總 檢 Final Inspection 檢 驗 OQC 包裝出貨
流 程 說 明 P29 測試 Open/Short Test 以測試治具檢測線路有無不良 C1 C11 總 檢 Final Inspection 測試針 檢 驗 OQC 外觀及最後總檢查及包裝出貨 電子股份有限公司 批號 :86519 包裝出貨 Packing/Shipping


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