PCB流程讲解.pdf

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1、2006-5-201主辦主辦:品保部品保部制作制作:朱付杰朱付杰（內層壓合鑽孔、厚銅）（內層壓合鑽孔、厚銅）PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-202什麼是PCBPCB用在那裡PCB生產流程PCB發展趨勢及未來走向PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-203PCB乃為印刷電路板乃為印刷電路板(PRINT CIRCUIT BOARD)之縮寫，顧名思義就是用印刷方式將線路圖案印在金之縮寫，顧名思義就是用印刷方式將線路圖案印在金屬板屬板(銅膜板銅膜板)上，經過化學

2、蝕刻後產生圖案上，經過化學蝕刻後產生圖案(線路線路)，它，它取代取代1940年代前年代前(通信機器或收音機通信機器或收音機)的以銅線將露出兩的以銅線將露出兩端細銅線一處一處焊接於端子的配電方式，不但縮小端細銅線一處一處焊接於端子的配電方式，不但縮小體積，同時也增加處理速度及方便性。體積，同時也增加處理速度及方便性。早期的製作是將金屬熔融噴設覆蓋在絕緣金屬上早期的製作是將金屬熔融噴設覆蓋在絕緣金屬上作成線路，作成線路，1936年以後研年以後研發發成覆蓋金屬之絕緣成覆蓋金屬之絕緣基基板，板，塗塗上上耐耐蝕刻蝕刻油墨油墨，再再將不將不要要金屬金屬部份部份蝕刻蝕刻掉掉的製的製造技造技術術。PCB的的應

3、應用及生產用及生產技術技術，在，在1960年以後年以後才開始陸才開始陸續進軍續進軍電電唱唱機，機，錄錄音機，音機，錄影錄影機機等市場等市場，為，為了了製製造雙造雙面貫孔鍍面貫孔鍍銅製銅製造技術造技術，於是，於是耐熱耐熱及及尺寸安定尺寸安定之之玻璃環玻璃環氧樹脂基氧樹脂基板板大量被應大量被應用用至今至今。什麼什麼是是PCBPDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-204隨著隨著電電計算計算機機工業工業的的急急速速發展發展，刺激了刺激了PCB 的的大量量大量量產化，產化，由由早期的收音機早期的收音機、電電視視機機、電電唱唱機，代之機，

4、代之而起有隨身聽、而起有隨身聽、電電子子計算計算機機、電電腦、筆記型腦、筆記型電電腦、腦、電子電子交換交換機機、手、手機機等等產產品品接接踵踵而至而至。PCB用在用在那裏那裏PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-205PCB 用在用在商品商品上上大致可分大致可分成成三大類三大類:1.資訊類資訊類:(50%)NETWORK COMMUNICATION、MICROCOMPUTER、CAM/CAD SYSTEM、筆記型、筆記型電電腦腦(NOTEBOOK)、桌、桌上上型型電電腦腦(DESKTOP)、汽車控制系統、汽車控制系統2.通通訊

5、類訊類:(34%)手手機機、通通訊訊網網路路系統、系統、lNTERNET、lNTRANET、MODEM.3.消費消費性性:(16%)電電動玩具動玩具、電電視視機機、收收錄錄音機音機、錄、錄放放影影機機、印印表表機機、影、影印機印機PCB用在用在那裏那裏PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-206PCB 的的分類分類1.1 從層數從層數上上來來分分單單面面板板、雙面、雙面板板、多多面面(層層)板板(四層四層以上以上)1.2 從從制制作作工工藝來藝來分分(表表面面處理處理工工藝藝)噴噴錫錫板板、化金板化金板、ENTEK板板、全全面

6、面金板金板、化化銀銀板板、金金手手指指+噴噴錫錫板板 1.3 從從用用途途上上分分普普通電子產通電子產品品用板用板、高高性性能高能高速度用板速度用板、軍軍事事用板用板、醫醫用板用板 PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-207PCB的的制制作作工工藝流程藝流程1 層數層數1.1 單單面面板板裁裁板板鑽鑽孔孔線路蝕刻線路蝕刻防防焊焊文字文字噴噴錫錫(ENTEK(OSP)抗抗氧氧化化)成成型型電電側側成成品品檢驗檢驗出出貨檢驗包裝入庫貨檢驗包裝入庫(出出貨貨)1.2 雙面雙面板板裁裁板板鑽鑽孔孔PTH(一銅一銅)線路線路二次二次鍍

7、鍍銅蝕刻銅蝕刻防防焊焊文字文字噴噴錫錫(ENTEK(OSP)抗抗氧氧化化)成成型型電電側側成成品品檢驗檢驗出出貨貨檢驗包裝入庫檢驗包裝入庫(出出貨貨)PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2081.3 多多面面(層層)板板裁裁板板內層內層線路線路黑黑(棕棕)化化疊合壓合疊合壓合鑽鑽孔孔PTH(一銅一銅)線路線路二次二次鍍鍍銅蝕銅蝕刻刻防防焊焊文字文字噴噴錫錫(ENTEK(OSP)抗抗氧氧化化)成成型型電電側側成成品品檢驗檢驗出出貨檢驗包裝貨檢驗包裝入庫入庫(出出貨貨)PDF created with pdfFactory Pr

8、o trial version 2006-5-209這幾這幾年年來來由由於電子產於電子產業業變變化化急急遽遽，產，產品等品等級走向輕級走向輕、薄薄、短短、小小趨勢趨勢，如如桌桌上上型型電電腦腦變變成成易攜易攜式的式的筆記筆記型型電電腦腦，大大電電腦控制腦控制變變成成微微電電腦腦整合整合系統系統，有有線式線式電電話走向無話走向無線式及線式及手手機式電機式電話話等等，主主要要的的改變都改變都是是由由於於半導半導體的體的高高積體積體技術技術及及高密高密度度、高精高精度度安安裝裝技術技術的的進進步所步所致致，因此因此PCB的的要要求求也就也就應應運運而而變變了了。一一般般而而言言，我們把封裝我們把封裝

9、分分成成三三階階，由由WAFER作成作成CHIP暫稱暫稱為為零階零階，PCB及及CARD類類稱稱之之第二階段封裝第二階段封裝(SECOND LEVEL PACKAGE)，而而組合組合在在主主機板上的機板上的MOTHER BOARD 稱稱為為第第三三階封裝階封裝(THIRD LEVEL PACKAGE)。因此因此PCB的的因因應應趨勢趨勢由由 CHIP SIZE變變化化而而產生產生FINE PITCH、SMALL HOLE，多層多層板板耐熱耐熱等等。PCB發展發展趨勢趨勢及及未未來走向來走向PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-

10、2010例例:a.材料材料由由酚醛酚醛樹脂樹脂環氧樹脂環氧樹脂BT RESIN聚醯亞胺聚醯亞胺樹脂樹脂b.線線寬寬由由8mil5mil3mil1milc.板板層層由雙面由雙面板板4層層板板8層層板板12層層板板d.鑽鑽孔孔孔孔徑徑由由2lmil13.8millOmil6mile.尺寸由尺寸由10*86*41.5*3甚甚至至更更小小f.板板厚厚由由125mil62mil30mil16mil8milg.表表面面處理處理計有計有噴噴錫錫、浸浸(鍍鍍)金金、浸浸(鍍鍍)銀銀、有、有機機塗塗布布.等等。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-

11、5-2011yP.C.B FLOW CHARTp內層裁切INNER LAYER SHARING內層印刷INNER LAYER PATTERN黑化BLACK OXIDE鍍一次銅PTH/PANEL PLATING鑽孔DRILLING電 鍍IMAGE TRANSFER鍍金手指 GOLDFINGER PLATING測 試OPEN/SHORT TEST成 型FABRICATION文字印刷LEGEND噴 錫HOT AIR LEVELING出貨&入庫SHIPPING&STOCK包 裝PACKING成品檢驗F.Q.C.IPQCAUDITAUDITAUDITIPQCAUDITAUDIT去膠渣DESMEARAUD

12、IT多層板MLB雙面板DSBIPQCAUDUTIPQCAUDITIPQCAUDIT防 焊APPLYING SOLDER MASKIPQCAUDITAUDITIPQCAUDITIPQCAUDITAUDITIPQC壓合HOT PRESSLAMINATIONIPQC乾膜(外層線路)IMAGE TRANSFER化 金IMMERSION GOLDAUDITAUDITIPQC出貨檢驗O.Q.C.PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2012PCB DETAIL製製造造過過程程一、裁板二、內層三、檢修(AOI)四、黑化&棕化五、壓合(破靶、

13、撈邊成型)六、半成品檢驗七、包裝出貨附：鑽孔&電鍍PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2013裁板裁板製製程程:內層內層板板發發料料裁裁板作板作業業目目的的:將上將上游游工工廠廠生產生產大面大面積積(48”*42”、40”*36”)基基板以板以自自動裁動裁板機板機鋸切鋸切成成所所需需要要之之尺寸尺寸例例:01U104A4F以以48”*42”基基板板裁裁切切成成24.5”*20.5“流程流程:1.依依生產生產流程單流程單規規定定之之發發料料尺寸尺寸，輸輸入程入程式式並並檢檢查查機機台台與鋸片狀況與鋸片狀況。2.基基板板疊放整疊

14、放整齊先予齊先予以以修邊修邊，裁裁出板出板材材基基本本面面。3.自自動裁動裁板機接板機接輸輸入程入程式式數數據據，自自動動作作業業裁裁出出需需求求規格規格。4.裁裁出出完完成板成板材材之板之板邊邊burr以細以細砂紙砂紙研研磨磨後後送送交交內層內層前前處理。處理。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2014內層內層製製程程(一一):前處理前處理目目的的:去除去除板板面面之之油油漬漬、鉻鉻、鋅鋅等等，並使並使銅銅面面具具有有良好良好之之粗糙粗糙度。度。流程流程:1.微微蝕蝕:微微蝕蝕槽槽(H2SO4/H202，SPS/H2SO

15、4)水洗水洗(CT水水)烘乾烘乾製製程程(二二):壓壓膜膜目目的的:以以熱熱壓壓療輪療輪將將DRY FILM(UV 光阻劑光阻劑)均均勻勻覆蓋於銅覆蓋於銅箔箔基基板上板上PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2015內層內層製製程程(三三):曝光曝光目目的的:以以UV 光照射使底片光照射使底片之線路成之線路成像像於於基基板之板之乾乾膜上膜上原原理理:D/F之之光光起始起始劑照光劑照光(UV)自自由基由基聚聚合合反反應應&交交聯反聯反應應線路成線路成像像製製程程(四四):顯顯影、影、蝕銅蝕銅、去去膜膜連連線線1.顯顯影影:以以l

16、%Na2CO3沖淋沖淋，使未使未成成像像(CURING)之之乾乾膜膜溶溶於於鹼液中鹼液中，並並以以CT水沖洗水沖洗板板面面，將，將殘留殘留在板在板面面之之乾乾膜膜屑清除屑清除。2.蝕刻蝕刻:以蝕刻以蝕刻液液(CuCL2，HCL，H202)來來咬咬蝕蝕未未被被乾乾膜覆蓋之膜覆蓋之操操銅，銅，使使不不須須要要之銅之銅層層被被除去除去，僅留下僅留下必必須須的的線路圖案。線路圖案。3.去去膜膜:以以3%之之NaOH將將留留在線路上之在線路上之乾乾膜膜完完全全去除去除，內層內層板板即即成成形形。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-20

17、16製製程程(五五):內層內層板板沖沖孔孔作作業業目目的的:確保確保內層內層生產板生產板靶位靶位之之準確準確性，作為性，作為鉚鉚合合，壓壓板板等等製製程程TOOLINGHO HOLE配配合合。流程流程:1.視視生產板子生產板子料料號號，尺寸尺寸調調整整沖沖設設備備(MUTI-LINE沖沖孔孔機機)之上，之上，下沖下沖模模於於正確位置正確位置。2.設設定定操操作作參參數數，以，以手手動動測試測試第第一一片片板子，板子，定定位位後後沖沖孔孔，檢檢查查是是否準確否準確。設設定定OK，檢檢查查無無誤則誤則由由入入料料端端自自動動送送生產板生產板進進入入沖沖孔孔內內CCD自自動動系統系統作作業業。內層內

18、層PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2017黑化黑化&棕化棕化製製程程:氧氧化化(BLACKOXIDE)目目的的:1.粗粗化金屬銅化金屬銅面面以增加以增加與與膠膠片材片材料料間間的的結結合合力力。2.避免避免金屬銅金屬銅面面與與膠膠片材料片材料在在高高溫溫高高壓壓的的壓合壓合過過程程中中樹脂樹脂內內DICYS與與金屬銅金屬銅發發生生氧氧化化反反應而應而生成生成水水，因因而而使使結結合合不不良良。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2018黑黑&棕棕氧氧化

19、化(BLACKOXIDE)流程流程:1.鹼洗鹼洗(H20+KOH):去除去除板板面面殘留殘留油脂油脂(皂皂化化)2.酸酸洗洗(H2SO4)3.微微蝕蝕(H202，H2SO4，CuSO4):增加銅增加銅面面粗糙粗糙度度4.預預浸浸(NaOH):中中和和板板面面的的酸酸5.氧氧化化(NaOH,NaClO2):氧氧化生化生長長成成氧氧化銅化銅絨毛絨毛6.還還原原(NaOH,DMAB):以以DMAB將將氧氧化銅化銅還還原原成成氧氧化化亞亞銅，銅，絨毛長絨毛長度不度不變變(80%Cu20,20%CuO)7.抗抗氧氧化化(NPR，stabilizer):避免避免Cu2O氧氧化成化成CuOPDF creat

20、ed with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2019壓合壓合製製程程:合壓合壓目目的的:接接續續內層內層製製程程，將，將已已進進行行Image Transfer之之內層內層Thin Core透透過過熱熱壓壓製製程程將將其結其結合合成成多層多層板。板。流程流程:1.疊合疊合:將將氧氧化後之化後之內層內層板板與與B-Stage之之Epoxy以及以及最外最外層層之之Copper foil合合成成壓合單壓合單元元。2.壓合壓合:利利用用高高溫溫(180)高壓高壓(480 Psi)將將B-Stage，提供提供層層間間機機械結械結合合力力與與層層間間所所需需之之

21、介介電電層層厚厚度。度。3.後處理後處理:利利用用X-Ray鑽鑽孔孔機機鑽鑽出後出後續續鑽鑽孔孔製製程所程所需需之之基基準準工工具具孔孔。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2020壓合壓合合壓合壓後之後之典典型型8層層板板微微切片切片&壓合疊壓合疊構構圖圖金金像切片像切片疊疊構構圖圖PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2021鑽鑽孔孔製製程程:鑽鑽孔孔目目的的:為為使使電路板之線路電路板之線路導導通及通及插件插件，必必須須有有導導通通孔孔及及插插孔孔.這

22、這些些孔孔必必須須以以高精密高精密之之鑽鑽孔孔製製程來程來產生，產生，而而鑽鑽孔孔在在PCB流程流程為為重重要要製製程程之 一。之 一。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2022鑽鑽孔孔原原理理：1.進進刀刀速速Feed(lPM)及及轉轉速速Speed(KRPM):此此兩兩者對者對孔孔壁壁品品質質有有決決定定性之性之影影響響。若若二二者搭者搭配不配不好好則則孔孔壁會壁會有有粗糙粗糙(Roughness)，膠渣膠渣(Smear)，毛毛邊邊(Burr)，針頭針頭(Nailhead)等等缺點缺點。2.進進刀刀量量Chip loa

23、d:每每分分鐘鐘鑽入鑽入之之深深度度即即Chipload IPM/RPM3.板子之板子之臺臺高高片片數數(Stack Height):將板子將板子多多片片疊疊高高，再再以以PIN固固定定，以，以提提高高生產生產量量。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2023鑽鑽孔孔4.鑽鑽針針Drill bit:一一般鑽般鑽頭頭切切削削性性能能與與其其幾幾何何形形狀狀有有相當相當的的關係關係，基基本本要要求求為為螺旋角螺旋角(Helix Angle)要大要大，鑽鑽尖角尖角(Point Angle)127土土7，排排屑屑溝溝表表面面需光需光

24、滑銳利滑銳利。另外另外為為延長延長鑽鑽頭頭壽命壽命，鑽鑽1000-2000孔孔後，後，需需進進行行研研磨磨方方可再可再使使用。用。5.面面板板Entry與與墊墊板板Backup:面面板之作用為板之作用為防防止止板板面面損傷損傷，減少減少毛毛邊邊，鑽鑽針針之之定定位位及及幫助散幫助散熱熱。墊墊板之作用為板之作用為防防止檯止檯面面損傷損傷，減少減少毛毛邊邊，幫助幫助散散熱熱。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2024鑽鑽孔孔6.鑽鑽孔孔機之機之精精確確度度:鑽鑽孔孔機之機之精精確確度將度將影影響響孔孔位位之之準確準確度。度。其

25、其x,Y 軸軸定定位準位準度度應應在在+/-0.002之之內內。分分段鑽段鑽:鑽鑽小小孔孔時時若若採採一一段鑽段鑽，因因排排屑屑量急量急增增鑽鑽頭頭易易被被阻阻塞塞而造而造成成斷斷針針。便。便用用分分段段將將孔孔鑽鑽透透可可改改善善排排屑屑，斷斷針針及及精精確確度度不不良良之之缺點缺點。PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2025鑽鑽孔孔7.分分段鑽段鑽:鑽鑽小小孔孔時時若若採採一一段鑽段鑽，因因排排屑屑量急量急增增鑽鑽頭頭易易被被阻阻塞塞而造而造成成斷斷針針。便用。便用分分段段將將孔孔鑽鑽透透可可改改善善排排屑屑，斷斷針針

26、及及精精確確度不度不良良之之缺點缺點。流程流程:製作製作鑽鑽孔孔程程式式上上PIN貼貼膠膠鑽鑽孔孔撕撕膠膠分分板板下下PINIPQCPDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2026鑽頭各部名稱鑽頭各部名稱1.鑽徑鑽徑2.退屑溝長退屑溝長3.刃寬刃寬4.間隙間隙5.蹼寬蹼寬PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2027製製程程:去去膠渣膠渣&DEBURR目目的的:1.利利用用KMn04去除去除鑽鑽孔孔完完後後留留在在孔孔壁壁內內之之膠渣膠渣，以，以利利PTH進進行

27、行2.利利用用尼龍尼龍刷刷刷刷去去銅銅面面因鑽因鑽孔孔留下留下的的Burr原原理理:1.膨鬆膨鬆:利利用用醇醚醇醚類類，如二如二乙乙基基乙醇乙醇單單丁丁基基醚醚C8H18O3滲滲透透環氧樹脂環氧樹脂，使使孔孔壁壁內內之之膠渣膠渣(epoxy)膨鬆軟膨鬆軟化化易易於於過過鎰鎰酸酸鉀鉀咬咬蝕。蝕。2.去去膠渣膠渣(KMnO4+NaOH):Mn7+和和epoxy反反應應還還原原成成Mn6+，Mn4+，反反應應機機構構如如下下式式:C+4KmnO4+4KOH4MnO2+4H2O去去膠渣膠渣&DEBURRPDF created with pdfFactory Pro trial version 2006

28、-5-20283.中中和和(有有機機醛醛類類):醛醛類類為一為一種種還還原劑原劑，將，將孔孔壁壁內內之之Mn7+，Mn6+，Mn4+在在酸酸性性溶液中溶液中還還原原成成Mn2+自自孔孔壁壁清除清除，以，以免免殘殘存存在在孔孔壁壁內內造造成化學成化學銅銅附附著著不不良良。流程流程:1.膨鬆膨鬆去去膠渣膠渣中中和和2.刷刷磨磨超超音音波震盪波震盪去去膠渣膠渣&DEBURRPDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2029目目的的:將將孔孔內內非非導導體體利利用用無無電電鍍鍍方式方式使使孔孔導導通，通，並並利利用電用電鍍鍍方式加方式加厚

29、厚孔孔銅及銅及面面銅銅厚厚度。度。流程流程:1.清清潔潔、整整孔孔:清清潔潔板板面油脂面油脂，除去除去孔孔內內雜雜質質;利利用用介介面面活活性性劑使劑使孔孔壁壁內內環氧樹脂環氧樹脂及及玻璃玻璃纖維纖維上上附附一一層層正正電的電的薄薄膜。膜。2.微微蝕蝕(H2SO4+Na2S2O8):除去除去氧氧化化並咬並咬蝕銅蝕銅面面使使之之粗糙粗糙，使使鍍鍍銅時接銅時接合合力力更好更好。3.酸酸洗洗;去除去除微微蝕後之過蝕後之過硫硫酸酸錯錯合合物物。4.預預浸浸:防防止止酸酸性性物物質質帶帶入入活活化化槽槽。化學化學鍍鍍銅銅&一一次次銅銅PDF created with pdfFactory Pro tri

30、al version 2006-5-20305.活活化化(催催化化劑劑):使使錫錫膠膠體體附附著著於於孔孔壁壁，利利用用錫錫鈀鈀膠膠體體外外有有氯離氯離子子團團(負負電電)和和孔孔壁介壁介面面活活性性劑劑(正正電電)形形成成凡得瓦凡得瓦力力鍵鍵結結。6.加速加速劑劑:剝剝除除板板面面及及孔孔內內之之錫錫膠膠體體層層，使使裸裸露出露出來來之之鋁鋁層易層易與與化學銅化學銅附附著著。7.化學銅化學銅(甲甲醛醛+CU2+NaOH):利利用用甲甲醛醛當還當還原原劑劑、當當催催化化劑劑，在，在鹼鹼性性藥藥液中液中把把CU2+還還原原成成CU附附在在表表面面上。上。8.電電鍍鍍一一次次銅銅:加加厚厚孔孔銅及銅及面面銅銅厚厚度。度。化學化學鍍鍍銅銅&一一次次銅銅PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2031化學化學鍍鍍銅銅&一一次次銅銅PDF created with pdfFactory Pro trial version 2006-5-2032The end!THANKSPDF created with pdfFactory Pro trial version