QE-MaterialPCB.ppt

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1、质量工程部材 料 制 程 简 介PCB 介绍2021/9/17质量工程部 印刷电路板的种类以层数区分:铜箔玻璃纤维布铜箔以线路(铜箔)层数为区分标准.A.单面板B.双面板C.多层板四层板-基板剖面图质量工程部印刷电路板的种类以主要材料别区分:A.Paper Phenolic(XPC;FR-1;FR-2)-苯酚树脂B.Polyester(GPO-1;GPO-2)-聚脂树脂C.Composite(CEM-1;CEM-3)D.Glass Epoxy(G-10;FR-4;FR-5)-玻璃纤维+环氧树脂E.Bismaleimide Trazine(BT)-双顺丁烯二酸酰亚铵F.Polyimide;Tef

2、lon(PTFE).Etc.-聚珗铵以挠曲强度区分:Rigid(单面板;双面板;多层板)-硬板Flexible(通常为单面或双面板)-软板质量工程部印刷电路板的种类印刷电路板种类的示意简图印刷电路板硬板软板纸基材复合基材玻璃纤维基材其它特殊基材PolyesterPolyimide软硬板单面板双面板多层板质量工程部印刷电路板制造流程图单面板裁切表面处理线路印刷打孔文字印刷蚀刻抗焊印刷整面冲床成型抗氧化剂涂布包装出货检查质量工程部印刷电路板制造流程图多层板之内层制作裁切表面处理内层线路印刷蚀刻剥膜内层检查黑化 (棕化)迭合压合外层基准孔钻孔成型检查外层投入质量工程部印刷电路板制造流程图裁切钻孔化学

3、铜电镀铜(I)表面处理感光膜覆盖曝光显影Desmear电镀铜(II)+锡铅蚀刻剥膜表面处理抗焊膜涂布曝光显影烘烤文字印刷焊接面处理成型电气测试成品检查包装出货双面板及多层板之外层制作质量工程部印刷电路板主要制程简介1.裁切(Thin Core Cutting)将整张基材板裁切成加工用版面.一般而言,以客户需求决定 Thin Core 的厚度.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介2.内层显影(Developing)将已曝光完成的基板,利用碳酸钠水溶液(NaCO3)去除未曝光部份之感光阻剂.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介3.内层剥膜(D/F Strip)将已电镀完成之基板,利用苛性钠(N

4、aOH)水溶液,来剥除留在铜面上之感光阻剂.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介4.黑化(Black Oxide)将已蚀刻完成之基板,为加强内层基板的铜线路与胶片(Prepreg)间之结合强度,必需将铜箔线路做粗化之处理.其处理方式称为黑化(Black Oxide)或棕化(Brown Oxide)照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介5.迭合(Lay up)将黑化完成之基板,与铜箔,胶片(Prepreg)依设计之层次将他们迭合起来准备压合.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介6.压合(Press Lamination)将迭合完成之基板,送进压合机内施以高温,高压及真空作业,使其融合在一起.

5、因各种厂牌与材料别间的树脂含量(Resin Content),树肢流量(Resin Flow),胶化时间(Gel Time),玻璃转化点(Glass Transition Temperature,Tg)等并不一样,控制不良会影响到压合后成品质量.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介7.钻孔(CNC Drilling)使用计算机化数值控制多轴自动钻孔机及钻针,将铜箔及积层板贯穿,提供内外层接续及插件使用.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介8.化学前处理(Desmear)板材经过钻孔后,孔内残留胶渣及金属屑.此制程用于清除表面油污,孔内胶渣及微蚀孔径表面,并活化孔径表面,以利化学铜沉积.图示

6、:表面铜箔处理后玻璃纤维质量工程部印刷电路板主要制程简介9.化学铜(Electrodless Copper Deposition)将化学处理完成的基板放入含有硫酸铜,酒石酸钾钠或EDTA(Chelating Agent),甲醛(Reducing Agent),氢氧化钠(PH Maintaining Agent)和安定剂(Stabilizer)之混合槽液中反应.完成后表面会型成厚度约 0.1 mil 的化学铜,以做为后续电镀导通孔及零件孔之基础.反应式为:Cu+2+HCHO+OH-Cu+HCOO-+2H2O图示:(纵切面)表面铜箔化学铜质量工程部印刷电路板主要制程简介10.电镀铜(Copper

7、Electroplating)将完成前制程的半成品板,利用整流器输出直流电到槽液(一般为硫酸铜槽液)中的阳极(使用钛篮装铜块或铜球)与阴极(基板挂架),让槽液内产生氧化还原反应.阳极会将铜块或铜球融解,反应式为 Cu-Cu+2+2e,阴极的被镀件上会沉积出金属铜层,其反应式为 Cu+2+2e-Cu.一般而言,电镀的厚度与被镀件的面积,电镀时间和电流有关.在电镀铜(I)时,镀上的厚度约在 0.3 mil.在电镀铜(II)时,镀上的厚度约在 0.60.8 mil.阴极-被镀件阳极-铜块 or 铜球质量工程部印刷电路板主要制程简介照片:Cu(I)质量工程部印刷电路板主要制程简介线路形成(Image

8、Transfer)利用油墨或感光材料,用网版印刷(Screen Print),喷涂(Spray Coating),帘幕涂布(Curtain Coating)或 压膜(Laminating)等方式涂布于基板表面,经过干燥或曝光方式,将所要的线路转移到铜箔上,使其经过显像(Developing),蚀刻(Etching),油膜剥离(Stripping)后形成线路.11.曝光(Exposing):将已涂怖感光材料的基板,使用底片(Artwork)对准孔位密合贴平于板面,在利用UV光垂直照射,使感光材料做光化学反应,已达到影像转移目的.质量工程部印刷电路板主要制程简介12.外层显影(Developing

9、):将已曝光完成的基板,利用碳酸钠水溶液(NaCO3)去除未曝光部份之感光阻剂.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介13.电镀铜 Cu(II)-(Copper Electroplating)将显影完成之基板,再镀上一层铜箔让孔壁厚度达到 min.0.8mil 以上.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介14.干膜剥离(Stripping):将已电镀完成之基板,利用苛性钠(NaOH)水溶液,来剥除留在铜面上之感光阻剂.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介15.外层蚀刻(Etching):将已剥离完成之基板,利用酸性蚀刻液-氯化铜(CuCl2)或 碱性蚀刻液-Cu(NH3)4Cl2,将非线路需

10、要之铜箔咬蚀干净,留下所需之线路.经此步骤后,亦完成了影像转移的工作,也决定了 PCB 好坏.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介16.外层锡铅剥离(Tin Stripping):将线路上残流的锡铅阻剂利用化学药剂予以剥除.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介抗焊阻剂之形成(Solder Resist Coating)在线路完成的板子上,利用网版印刷(Screen Print),喷涂(Spray Coating),帘幕涂布(Curtain Coating)或 真空压膜(Vacuum Laminating)等方式,将防焊阻剂涂布于线路和基板表面,经过干燥或曝光方式,将成品装配所需要的焊锡垫(

11、Solder Pad/Land),零件孔及测试点经过影像转移 曝光(Exposure),显像(Developing),烘烤(Baking)后形成焊点(Solderable Open)与永久性的保护膜.防焊用油墨一般可分为两种,一,为干膜型(Dry Film Type).二,为液态型(Liquid Type).液态型(Liquid Type)依加工特性又可区分为热硬化型和光聚合热应化型.目前业界大部份采用后者.现行台湾较常使用之厂牌为 Taiyo,Tamura,.等质量工程部印刷电路板主要制程简介17.绿漆涂怖&预烤(Solder mask Coating&Pre-Cure)将已蚀刻完成的基板涂

12、布上绿漆并做预烤以方便曝光时使用.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介18.曝光与显影(Image Exposure&Developing)将预烤完成之基板施以曝光和显影,将焊垫,零件孔和测试点显露出来.照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介19.文字符号印刷(Nomenclature/Legend/Symbol Screen Printing)在防焊完成的板子上,利用网版印刷方式,将客户只定的文字符号转印在基板上,供后续之装配和以后的故障检修用.其使用的油墨亦为永久性油墨.文字印刷用油墨一般可分为两种,一,为紫外线干燥型(UV Curable Type).二,为热烘烤型(Thermal C

13、urable Type).照片:质量工程部印刷电路板主要制程简介20.最终保护层涂布(Finish Coating)最终保护层一般是为了保护焊点免于污染养化,及提供良好的焊锡性或于高密度装配时提供平坦的零件接触点,减低插件(Insertion)之不良率,或是为了提高耐磨性等等的目的而涂布.现行之加工方法大致上有喷锡(Hot Air Solder Leveling),有机保护膜(Organic Solderability Preservative),化学镍金(Electroless Nickel/Gold Deposition),端子镀金(Gold Finger Plating).等.质量工程部

14、印刷电路板主要制程简介照片:喷锡处理质量工程部印刷电路板主要制程简介21.成型(Outward Process)依照客户所提供的图面(Drawing)数据或是Gerber File Data 的外形数据,将以完成 Finish Coating 的基板,利用 CNC 外形加工机(Routing Machine)或是冲床模具(Press Punching)加工出指定尺寸.质量工程部印刷电路板主要制程简介22.电器测试(Electric Testing)利用测试探针(Test Probe),导电橡胶(Conductive Rubber)等治具,配合具有可设定式的外加电压,绝缘阻抗(Insulatio

15、n Resistance)与导通阻抗(Continuity Resistance).等设备,进行成品板测试.依一般测试设备可分为泛用型(Universal Type),专用型(Dedicated Type)和 飞针测试型 等三种,测试成品板是否有短,断路,藉已区分良品与不良品.质量工程部印刷电路板主要制程简介23.最终成品检查(Final Inspection)把通过电气测试的基板依据客户之检验规范,IPC-A-600F 与PCB业界泛用的制造规格,如IPC-6011,IPC-6012.等,对产品的外观实施100%检查.原则上,以客户规格为第一优先(First Piority).质量工程部介绍完毕谢谢!