CB制作流程工艺简介.pptx
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1、主讲人主讲人:吴灏吴灏日期日期:2005-5-15:2005-5-15单位单位:深圳统信电子有限公司工艺深圳统信电子有限公司工艺部部CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第1页!PCB的演变1.1.早於早於19031903年年Mr.Albert HansonMr.Albert Hanson首創利用首創利用“線路線路”(”(Circuit)Circuit)觀念應用於電話交換機系統。它是用觀念應用於電話交換機系統。它是用金屬箔予以切割成線路導體,將之黏著於石蠟紙上,金屬箔予以切割成線路導體,將之黏著於石蠟紙上,上面同樣貼上一層石蠟紙,成了現今上面同樣貼上一層石蠟紙,成了現今PCBPCB的機構
2、雛的機構雛型。見下圖型。見下圖:CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第2页!2.至1936年,Dr Paul Eisner真正發明了PCB的製作技術,也發表多項專利。而今日之print-etch(photoimage transfer)的技術,就是沿襲其發明而來的。CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第3页!PCB的种类A.以材質分 a.有機材質 酚醛樹脂、玻璃纖維/環氧樹脂、聚酰亚胺等。b.無機材質 鋁、陶瓷等皆屬之。主要起散熱功能 CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第4页!C.C.以结构分以结构分1.1.单面板单面板2.2.双面板双面板3.3.多层板多层板D.依用
3、途分:通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導體/電測板CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第5页!双面喷锡板负片生产工艺流程图CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第6页!双面沉锡/沉银板正片工艺流程图:CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第7页!钻头的介绍钻头的介绍:钻针材料钻针材料 钻针组成材料主要有三钻针组成材料主要有三:a.a.硬度高耐磨性强的碳化钨硬度高耐磨性强的碳化钨(TungstenCarbide,WC)(TungstenCarbide,WC)b.b.耐冲击及硬度不错的钴耐冲击及硬度不错的钴(Cobalt)(Cobalt)c.c.有机黏着剂有机黏着剂.三种粉末按
4、比例均匀混合之后三种粉末按比例均匀混合之后,于精密控制的焚炉中于高温中在模子中烧结于精密控制的焚炉中于高温中在模子中烧结(Sinter)(Sinter)而成而成.其成份约有其成份约有94%94%是碳化钨是碳化钨,6%,6%左右是钴。左右是钴。耐磨性和硬度是钻针评估耐磨性和硬度是钻针评估的重点其合金粒子愈细能提高硬度以及适合钻小孔的重点其合金粒子愈细能提高硬度以及适合钻小孔.通常其合金粒子小于通常其合金粒子小于1micron.1micron.B.B.外型结构外型结构 钻针之外形结构可分成三部份钻针之外形结构可分成三部份,见下图见下图,即钻尖即钻尖(drillpoint)(drillpoint)、
5、退屑槽、退屑槽(或退或退刃槽刃槽Flute)Flute)、及握柄及握柄(handle,shank)(handle,shank)。CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第8页!2.沉铜工艺(PTH)制程目的制程目的制程目的制程目的 双面板以上完成钻孔后即进行镀通孔双面板以上完成钻孔后即进行镀通孔(PlatedThroughHole,PTH)(PlatedThroughHole,PTH)步骤,步骤,其目的使孔壁上之非导体部份之树脂及玻纤束进行金属化其目的使孔壁上之非导体部份之树脂及玻纤束进行金属化(metalization),(metalization),以以进行后来之电镀铜制程进行后来之电
6、镀铜制程,完成足够导电及焊接之金属孔壁。完成足够导电及焊接之金属孔壁。19861986年,美国有一家化学公司年,美国有一家化学公司HuntHunt宣布宣布PTHPTH不再需要传统的贵金属及无不再需要传统的贵金属及无电铜的金属化制程电铜的金属化制程,可用碳粉的涂布成为通电的媒介,商名为可用碳粉的涂布成为通电的媒介,商名为“Blackhole”“Blackhole”。流程流程:去毛刺去毛刺上板上板膨松膨松水洗水洗水洗水洗除胶渣除胶渣预中和预中和水洗水洗22中和中和 水洗水洗水洗水洗整孔整孔水洗水洗水洗水洗微蚀微蚀水洗水洗水洗水洗酸洗酸洗(H2SO4)(H2SO4)水洗水洗水洗水洗预浸预浸活化活化水
7、洗水洗水洗水洗加速加速水洗水洗水洗水洗沉铜沉铜水洗水洗 水洗水洗下板下板 CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第9页!(四)加速:(四)加速:作用与目的:可有效除去胶体钯颗粒外面包围的亚锡离子,使胶体颗粒中的作用与目的:可有效除去胶体钯颗粒外面包围的亚锡离子,使胶体颗粒中的钯核暴露出来,以直接有效催化启动化学沉铜反应,钯核暴露出来,以直接有效催化启动化学沉铜反应,(五)沉铜(五)沉铜 作用与目的:通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应,新生成的化学铜作用与目的:通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应,新生成的化学铜和反应副产物氢气都可以作为反应催化剂催化反应,使沉铜反应持续不断进和反应副产
8、物氢气都可以作为反应催化剂催化反应,使沉铜反应持续不断进行。通过该步骤处理后即可在板面或孔壁上沉积一层化学铜。行。通过该步骤处理后即可在板面或孔壁上沉积一层化学铜。原理:利用甲醛在碱性条件下的还原性来还原被络合的可溶性铜盐。原理:利用甲醛在碱性条件下的还原性来还原被络合的可溶性铜盐。空气搅拌:槽液要保持正常的空气搅拌,目的是氧化槽液中的亚铜离子和槽空气搅拌:槽液要保持正常的空气搅拌,目的是氧化槽液中的亚铜离子和槽液中的铜粉,使之转化为可溶性的二价铜。液中的铜粉,使之转化为可溶性的二价铜。CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第10页!3.3.外层线路外层线路制程目的制程目的制程目的制程目
9、的 经钻孔及通孔电镀后经钻孔及通孔电镀后,内外层已连通内外层已连通,本制程在制作外层线路本制程在制作外层线路,以达电性的完以达电性的完整整.制作流程制作流程制作流程制作流程 铜面处理铜面处理压膜压膜曝光曝光显像显像 依干膜发展的历史可分下列三种类型依干膜发展的历史可分下列三种类型:溶剂显像型溶剂显像型 半水溶液显像型半水溶液显像型 碱水溶液显像型碱水溶液显像型 一般压膜条件为:一般压膜条件为:压膜热轮温度压膜热轮温度1201012010 板面温度板面温度 50105010 压膜速度压膜速度 1.02.51.02.5米分米分 压力压力40-60psi40-60psi CB制作流程工艺简介共65页
10、,您现在浏览的是第11页!干膜环境的要求干膜环境的要求 线路板之细线及高密度要求渐严,其成功的契机端赖各种精密的控制。干膜线路板之细线及高密度要求渐严,其成功的契机端赖各种精密的控制。干膜 转移影像转移影像之精准除了上述各种生产技术外,环境的完善也占有很大的比重。之精准除了上述各种生产技术外,环境的完善也占有很大的比重。A.A.首先要注意到的是无尘室首先要注意到的是无尘室(CleanRoom)(CleanRoom)的建立,一般常说的无尘室是以的建立,一般常说的无尘室是以 美国美国联邦标准联邦标准Fed.STD209Fed.STD209做为分级的规范,是以每立方呎的空气中做为分级的规范,是以每立
11、方呎的空气中 所含大于所含大于0.50.5微米的微米的尘粒之数目尘粒之数目(PPCF)(PPCF)作为分级的,可分为三级,见表作为分级的,可分为三级,见表 三者间之维护与安装费用相差极大,三者间之维护与安装费用相差极大,class100class100级多用在集成电路程级多用在集成电路程(IC)(IC)之晶圆制造上。之晶圆制造上。至于精密线路板之干膜压膜及曝光区则至于精密线路板之干膜压膜及曝光区则10,00010,000级已够。级已够。B.B.无尘室质量之控制有三要件,防止外界尘埃之进入、避免内部产生、及清无尘室质量之控制有三要件,防止外界尘埃之进入、避免内部产生、及清 除内除内部既有之尘量;
12、需在环境系统上加装进气之过滤设备、工作人员穿戴部既有之尘量;需在环境系统上加装进气之过滤设备、工作人员穿戴 不易起尘之工作不易起尘之工作服、鞋、手套、头罩。室内装配则应采表面平滑的墙板、服、鞋、手套、头罩。室内装配则应采表面平滑的墙板、无缝地板、气密式之照明及无缝地板、气密式之照明及公共设施、进出口之公共设施、进出口之AirShowerAirShower,室内送风则,室内送风则 采水平层流采水平层流(LaminarFlow)(LaminarFlow)及垂直层流及垂直层流方式以消除气流的死角方式以消除气流的死角,避免尘埃的避免尘埃的 聚积。聚积。C.C.干膜区之照明为黄色光源以避免干膜于正式曝光
13、前先感光,此种黄光波长干膜区之照明为黄色光源以避免干膜于正式曝光前先感光,此种黄光波长 必须在必须在500nm(naro-meter500nm(naro-meter为为10m10m,或,或5000A)5000A),比,比500nm500nm短的光源中含短的光源中含 有紫外线而导致干有紫外线而导致干膜之局部感光,市面上有金黄色日光灯管出售,在一般膜之局部感光,市面上有金黄色日光灯管出售,在一般 日光灯外加装橘黄色灯罩也可日光灯外加装橘黄色灯罩也可使用。使用。CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第12页!硫酸铜镀液成分硫酸铜镀液成分:序号序号项项目目要求范要求范围围最佳最佳值值1 1CuS
14、OCuSO4 4.5H.5H2 2O O60-90g/l60-90g/l 70-75g/l70-75g/l 2 2H H2 2SOSO4 4 10-12%10-12%11%11%3 3ClCl-40-80ppm40-80ppm 50ppm50ppm 4 4电流密度电流密度 15-25ASF15-25ASF/5 5铜缸温度铜缸温度 20-3020-30 2525 6 6铜光剂添加铜光剂添加 2-8ml/L2-8ml/L 4-5ml/L4-5ml/L 各成份及其功能:各成份及其功能:硫酸铜,是供给槽液铜离子的主源,配槽时要用化学级之含水硫酸铜结晶溶解使用,平时作硫酸铜,是供给槽液铜离子的主源,配槽
15、时要用化学级之含水硫酸铜结晶溶解使用,平时作业中则由阳极磷铜块解离补充之配液后要做活性炭处理业中则由阳极磷铜块解离补充之配液后要做活性炭处理(Carbontreatment)(Carbontreatment)及假镀及假镀(Dummyplate)(Dummyplate)。硫酸,要使用试药级的纯酸,硫酸有导电及溶解阳极的功用,日常操作中铜量因硫酸,要使用试药级的纯酸,硫酸有导电及溶解阳极的功用,日常操作中铜量因 吹气的氧化吹气的氧化作用使阳极膜的溶解增加,故液中的铜量会渐增而酸量会渐减,要逐日作分析以维持其酸与铜之重量作用使阳极膜的溶解增加,故液中的铜量会渐增而酸量会渐减,要逐日作分析以维持其酸与
16、铜之重量比在比在10:110:1以上以维持良好的分布力。镀液在不以上以维持良好的分布力。镀液在不 镀时要关掉吹气,以防铜量上升酸量下降及光泽之过镀时要关掉吹气,以防铜量上升酸量下降及光泽之过度消耗。度消耗。氯离子,有助阳极的溶解及光泽剂的发挥功能,使阳极溶解均匀,镀层平滑光氯离子,有助阳极的溶解及光泽剂的发挥功能,使阳极溶解均匀,镀层平滑光 泽。氯离子正泽。氯离子正常时阳极膜呈黑色,过量时则变成灰白色,配液及添加用的水一常时阳极膜呈黑色,过量时则变成灰白色,配液及添加用的水一 定要纯,不可用自来水,因其加有定要纯,不可用自来水,因其加有氯气或漂白粉(含次氯酸盐)会带入大量的氯离子。氯气或漂白粉
17、(含次氯酸盐)会带入大量的氯离子。阳极,须使用含磷阳极,须使用含磷0.03-0.0750.03-0.075的铜块,其面积最好为阴极的两倍。正常的阳极膜是黑色的,的铜块,其面积最好为阴极的两倍。正常的阳极膜是黑色的,若呈棕色时表阳极中含磷不够,呈银灰色时表液中氯若呈棕色时表阳极中含磷不够,呈银灰色时表液中氯 离子太多而成了氯化铜。但这只是一般判断尚离子太多而成了氯化铜。但这只是一般判断尚须槽液分析辅助须槽液分析辅助.添加剂,主要有光泽添加剂,主要有光泽(Brightner)(Brightner)、整平、整平(Leveller)(Leveller)、载体、载体(Carrier)(Carrier)、
18、润湿剂、润湿剂(Wetter)(Wetter)等功等功 能能,用用 安培安培-小时小时 添加补充添加补充.CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第13页!镀铜常见故障镀铜常见故障:CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第14页!镀镍常见故障镀镍常见故障:CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第15页!镀金常见故障镀金常见故障:CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第16页!5.5.蚀刻蚀刻/退锡退锡:製程目的製程目的製程目的製程目的將線路電鍍完成從電鍍設備取下的板子將線路電鍍完成從電鍍設備取下的板子,做後加工完成線路做後加工完成線路:A.A.剝膜剝膜:將抗電鍍用途的乾膜
19、以藥水剝除將抗電鍍用途的乾膜以藥水剝除 B.B.線路蝕刻線路蝕刻:把非導體部分的銅溶蝕掉把非導體部分的銅溶蝕掉 C.C.剝錫剝錫(鉛鉛):):最後將抗蝕刻的錫最後將抗蝕刻的錫(鉛鉛)鍍層除去鍍層除去 上述步驟是由水平連線設備上述步驟是由水平連線設備一次完工一次完工.製造流程製造流程製造流程製造流程 剝膜剝膜線路蝕刻線路蝕刻剝錫鉛剝錫鉛 本司蚀刻机本司蚀刻机本司退锡机本司退锡机CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第17页!6.6.防焊防焊 製程目的製程目的製程目的製程目的 A.A.防焊:留出板上待焊的通孔及其防焊:留出板上待焊的通孔及其padpad,將所有線路及銅面都覆蓋將所有線路及銅面
20、都覆蓋住,防住,防 止波焊時造成的短路止波焊時造成的短路,並節省焊錫之用量並節省焊錫之用量。B.B.護板:防止濕氣及各種電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質,護板:防止濕氣及各種電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質,並防並防 止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣,止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣,C.C.絕緣:由於板子愈來愈薄絕緣:由於板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細線寬距愈來愈細,故導體間的絕緣問題故導體間的絕緣問題日形突日形突 顯顯,也增加防焊漆絕緣性質的重要性也增加防焊漆絕緣性質的重要性.防焊漆防焊漆,俗稱俗稱 綠漆綠漆,(,(SoldermaskorSolderResist)Solde
21、rmaskorSolderResist),為便於肉眼檢查,為便於肉眼檢查,故於主漆中多加入對眼睛有幫助的綠色顏料,其實防焊漆了綠色之外故於主漆中多加入對眼睛有幫助的綠色顏料,其實防焊漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色尚有黃色、白色、黑色等顏色.防焊的種類有傳統環氧樹脂防焊的種類有傳統環氧樹脂IRIR烘烤型烘烤型,UVUV硬化型硬化型,液態感光型液態感光型(LPISM-LiquidPhotoImagableSolderMask)LPISM-LiquidPhotoImagableSolderMask)等型油墨等型油墨,以及乾膜防焊型以及乾膜防焊型(DryFilm,SolderMask)DryF
22、ilm,SolderMask)CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第18页!印刷印刷:a.a.檔墨點印刷檔墨點印刷網板上僅做孔及孔環的檔點阻墨網板上僅做孔及孔環的檔點阻墨,防止油墨流入孔內此法須注意檔點積防止油墨流入孔內此法須注意檔點積墨墨,問題問題 b.b.空網印空網印 不做檔墨點直接空網印但板子或印刷機臺面可小幅移動使不因積墨流不做檔墨點直接空網印但板子或印刷機臺面可小幅移動使不因積墨流入孔內入孔內 c.c.有些要求孔塞墨者一般在曝光顯像後針對那些孔在印一次的方式居多有些要求孔塞墨者一般在曝光顯像後針對那些孔在印一次的方式居多 d.d.使用網目在使用網目在36-4336-43T T
23、刮刀硬度刮刀硬度70-7570-75CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第19页!曝光曝光曝光曝光A.A.曝光機的選擇曝光機的選擇:IRIR光源光源,710,710KWKW之能量之能量,須有冷卻系統維持檯面須有冷卻系統維持檯面溫度溫度25302530C.C.B.B.能量管理能量管理:以以SteptabletSteptablet結果設定能量結果設定能量.C.C.抽真空至牛頓環不會移動抽真空至牛頓環不會移動 D.D.手動曝光機一般以手動曝光機一般以pinpin對位對位,自動曝光機則以自動曝光機則以CCDCCD對位對位,以現在高密以現在高密度的板子設計度的板子設計,若沒有自動對位勢必無法達品
24、質要求若沒有自動對位勢必無法達品質要求.CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第20页!後烤後烤後烤後烤 A.A.通常在顯像後墨硬度不足通常在顯像後墨硬度不足,會先進行會先進行UVUV硬化硬化或或150150 C,30minC,30min预固一次预固一次,增加增加其硬度以免做檢修時刮傷其硬度以免做檢修時刮傷.B.B.後烤的目的主要讓油墨之環氧樹脂徹底硬化後烤的目的主要讓油墨之環氧樹脂徹底硬化文字印刷文字印刷文字印刷文字印刷目前業界有的將文字印刷放在噴錫後目前業界有的將文字印刷放在噴錫後,也有放在噴錫前也有放在噴錫前,不管何種程序要不管何種程序要注意以下幾點注意以下幾點:A.A.文字不可沾
25、文字不可沾PadPadB.B.文字油墨的選擇要和文字油墨的選擇要和S/MS/M油墨油墨Compatible.Compatible.C.C.文字要清析可辨識文字要清析可辨識.CB制作流程工艺简介共65页,您现在浏览的是第21页!丝网印刷工艺丝网印刷工艺丝网印刷工艺丝网印刷工艺:什么是网印呢?即采用丝网做版材,在印版上形成图像和版模两部分,版模什么是网印呢?即采用丝网做版材,在印版上形成图像和版模两部分,版模部分防止印料通过,图象部分通过刮板在印制上刮动挤压使印料漏印在基板部分防止印料通过,图象部分通过刮板在印制上刮动挤压使印料漏印在基板上的印刷方式。上的印刷方式。网印的特点网印的特点 网印被广泛
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