印制電路板流程培訓教材4經(jīng)典

印制電路板流程培訓教材4經(jīng)典印制電路板流程培訓教材第二部分印制板加工流程外層制作Ⅰ.印制電路板概述Ⅱ.印制電路板加工流程Ⅲ.印制板缺陷及原因分析Ⅳ.印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展印制電路板大綱 單面或雙面板的制作都是在下料之后直接進行非導通孔或?qū)椎你@孔,多層板則是在完成壓板之后才去鉆孔。鉆孔加工鉆咀組成材料主要有:

A.硬度高耐磨性強的碳化鎢(TungstenCarbide ,WC)

B.耐沖擊及硬度不錯的鈷(Cobalt)

C.有機粘著劑.鉆孔加工a.鉆尖部份(DrillPoint)鉆孔加工 鉆FR4的玻纖板時，則鉆尖角為115°~135°,最常用為130°。

第一尖面與長刃之水平面所呈之夾面角約為15°稱為第一尖面角(PrimaryFaceAngle),

第二尖面角則約為30°,另有橫刃與刃唇所形成的夾角稱為橫刃角(cheiselEdgeAngle)。鉆孔加工b.退屑槽(Flute)

鉆咀的結(jié)構(gòu)是由實體與退屑的空槽二者所組成。實體之最外緣上是刃筋,使鉆針實體部份與孔壁之間保持一小間隙以減少發(fā)熱。 其盤旋退屑槽(Flute)側(cè)斷面上與水平所成的旋角稱為螺旋角(HelixorFluteAngle)鉆孔加工鉆咀整體外形有四種形狀:

(1)鉆部與握柄一樣粗細的StraightShank,

(2)鉆部比主干粗的稱為CommonShank。(3)鉆部大于握柄的大孔鉆針

(4)粗細漸近式鉆小孔鉆針。鉆孔加工蓋板EntryBoard(進料板)

A.蓋板的功用有:

a.定位

b.散熱

c.減少毛頭

d.鉆頭的清掃

e.防止壓力腳直接壓傷銅面

鉆孔加工B.蓋板的材料: 種類及優(yōu)缺點

a.復(fù)合材料-是用木漿纖維或紙材,配合酚醛樹脂當成粘著劑熱壓而成的。其材質(zhì)與單面板之基材相似。此種材料最便宜。

b.鋁箔壓合材料─是用薄的鋁箔壓合在上下兩層，中間填去脂及去化學品的純木屑。

c.鋁合金板─5~30mil,各種不同合金組成,價格最貴。

其品質(zhì)標準必須:表面平滑,板子平整,沒有雜質(zhì),油脂,散熱要好。鉆孔加工墊板Back－upboard墊板的功用有：a.保護鉆機之臺面，

b.防止出口性毛頭(ExitBurr）c.降低鉆咀溫度。d.清潔鉆咀溝槽中之膠渣。

鉆孔加工B.墊板材料種類：ａ.復(fù)合材料-其制造法與紙質(zhì)基板類似，但以木屑為基礎(chǔ)，再混合含酸或鹽類的粘著劑，高溫高壓下壓合硬化成為一體而硬度很高的板子.b.酚醛樹脂板（phenolic）─價格比上述的合板要貴一些，也就是一般單面板的基材.c.鋁箔壓合板─與蓋板同

VBU墊板──是指VentedBackUp墊板，上下兩面鋁箔中層為折曲同質(zhì)的純鋁箔，空氣可以自由流通其間，一如石棉浪一樣。

墊板要求:不含有機油脂,屑夠軟不傷孔壁,表面夠硬,板厚均勻,平整等。鉆孔加工鉆孔作業(yè)條件進刀速度(Feeds)：每分鐘鉆入的深度。旋轉(zhuǎn)速度(Speeds)：每分鐘所旋轉(zhuǎn)圈數(shù)

排屑量：每一轉(zhuǎn)所能刺入的深度為其排屑量。鉆孔加工排屑量高表示鉆咀快進快出而與孔壁接觸時間短，反之排屑量低時,表示鉆針進出緩慢與孔壁磨擦時間增長以致孔溫升高。

設(shè)定排屑量高或低隨下列條件有所不同:

1.孔徑大小2.基板材料3.層數(shù)4.厚度鉆孔加工高層板縱橫比能力表機械鉆孔能力表項目量產(chǎn)加工能力小批量加工能力最小鉆孔孔徑0.2mm0.15mm孔徑公差+0/-1mil+0/-1mil孔位置公差±3mil±3mil孔徑及位置公差與組裝工藝有直接關(guān)系鉆孔加工鉆孔質(zhì)量缺陷基材缺陷：分層、空洞、碎屑堆、鉆污、松散纖維、溝槽、來福線質(zhì)量缺陷鉆孔缺陷：偏孔、多孔、漏孔、孔徑錯、斷鉆頭、塞孔、未鉆透孔內(nèi)缺陷銅箔缺陷：分層、釘頭：鉆污、毛刺、碎屑、粗糙鉆孔加工應(yīng)用于孔徑小于Φ0.15mm盲孔的密度互連板。類型橫向激發(fā)氣體激光(TEA)射頻激發(fā)CO2

激光(RF)UV二極管泵蒲固體激光混合激光激光鉆孔激光鉆孔能力孔金屬化目的 完成鉆孔后即進行鍍通孔(PlatedThroughHole,PTH)步驟，其目的使孔壁上之非導體部份之樹脂及玻纖束進行金屬化(Metalization),以進行后來之電鍍銅制程,完成足夠?qū)щ娂昂附又饘倏妆?。Scrubbing磨板Rinsing三級水洗Desmear除膠渣Rinsing三級水洗Puffing膨脹Neutralize中和Rinsing二級水洗Degrease除油LoadPanel上板孔金屬化制作流程Rinsing二級水洗Rinsing二級水洗Catalyst活化Pre-dip預(yù)浸Rinsing二級水洗Accelerator促化Rinsing一級水洗PTH沉銅Micro-etch微蝕(續(xù)）孔金屬化磨板

目的是去除披鋒鉆孔后未切斷銅絲或未切斷玻纖的殘留，其可能造成通孔不良及孔小?？捉饘倩咤i酸鉀法(KMnO4Process):膨松劑(Sweller):

a.功能:軟化膨松Epoxy，降低Polymer間的鍵結(jié)能，使KMnO4

更易咬蝕形成Micro-rough?？捉饘倩疊、除膠渣(Desmear)Smear產(chǎn)生的原因:

由于鉆孔時造成的高溫Resin超過Tg值，而形成融熔狀，終致產(chǎn)生膠渣

Desmear的四種方法:

硫酸法(SulfericAcid)、電漿法(Plasma)、鉻酸法(CromicAcid)、高錳酸鉀法(Permanganate).

孔金屬化

b.微蝕Microetch

1.Microetching旨在清除表面之Conditioner所形成的Film。2.此同時亦可清洗銅面殘留的氧化物。

孔金屬化c.預(yù)活化Catalpretreatment

1.為避免Microetch形成的銅離子帶入Pd/Sn槽，預(yù)浸以減少帶入。2.降低孔壁的SurfaceTension。

d.活化Cataldeposit

孔壁吸附了負離子團，即中和形成中和電性?？捉饘倩痚.速化Accelerator

Pd膠體吸附后必須去除Sn，使Pd2+曝露，如此才能在未來無電解銅中產(chǎn)生催化作用形成化學銅?？捉饘倩痜.化學銅沉積ElectrolessDeposit

利用孔內(nèi)沉積的Pd催化無電解銅與HCHO作用,使化學銅沉積?？捉饘倩Ｒ娙毕荩嚎變?nèi)無銅銅層分離塞孔背光不良孔金屬化板面電鍍(Panelplating)非導體的孔壁經(jīng)PTH金屬化后，立即進行電鍍銅制程,其目的是鍍上200~500微英吋以保護僅有20~40微英寸厚的化學銅被后制程破壞而造成孔破(Void)。

電鍍Electrolesscopper無電沉銅Basecopper基銅PanelPlatingCopper板面電鍍銅電鍍制程目的 經(jīng)鉆孔及通孔電鍍后,內(nèi)外層已連通,本制程制作外層線路,以達電性的完整.

圖像轉(zhuǎn)移圖像轉(zhuǎn)移的工藝方法網(wǎng)印圖像轉(zhuǎn)移 成本低，但只能制作大于或等于0.2mm的印制導線。光化學圖像轉(zhuǎn)移 能制造分辨率高的清晰圖像，一般可做到0.1mm;薄型干膜可做到0.05mm。光化學圖像轉(zhuǎn)移需使用光致抗蝕劑，能抵住蝕刻液或電鍍?nèi)芤航g的感光材料。圖像轉(zhuǎn)移制作過程：銅面處理→壓膜→曝光→顯像干膜成像法圖像轉(zhuǎn)移常見問題穿孔菲林碎擦花圖像轉(zhuǎn)移菲林與板對位精度手工拍板： ±2mil自動對位曝光機：±1mil圖像轉(zhuǎn)移圖形電鍍的目的 銅線路是用電鍍光阻定義出線路區(qū)，以電鍍方式填入銅來形成線路。

圖形電鍍在圖象轉(zhuǎn)移后進行的,該銅鍍層可作為錫鉛合金(或錫)的底層,也可作為低應(yīng)力鎳的底層。電鍍Rinsing水洗LoadPanel

上板AcidDip酸浸Rinsing水洗Micro-etch微蝕SprinkleRinsing噴水洗CopperElectroplate電鍍銅Aciddegreaging酸性除油電鍍Rinsing水洗AcidDip酸浸Tinelectroplate電鍍錫Drying風干Un-load下板電鍍?nèi)咫婂兣c圖形電鍍工藝的比較全板電鍍圖形電鍍優(yōu)點鍍銅厚度分布均勻，適合于圖形分布不均勻設(shè)計的板。易控制孔徑公差，（如壓制孔）流程簡單易控制綠油厚度適合做細幼線路的板。（例如底銅為1/2OZ）蝕刻因子較全板電鍍工藝大。缺點如底銅厚度較大，不適合做細幼線路的板。蝕刻因子較小。對圖形分布不均勻的板，鍍銅厚度相差較大。常見問題燒板電鍍粗糙塞孔孔內(nèi)無銅滲鍍夾菲林電鍍蝕刻

剝膜:將抗電鍍用途的干膜以藥水剝除線路蝕刻:把非導體部分的銅溶蝕掉

剝錫(鉛):最后將抗蝕刻的錫(鉛)鍍層除去蝕刻Striping褪膜Etching蝕刻TinStriping褪錫常采用金、鉛錫、錫、等金屬及油墨、干膜作抗蝕層。制作過程蝕刻底銅厚度量產(chǎn)加工能力小批量加工能力1/4OZ3/3mil2/2mil1/3OZ3/3mil2.5/2.5mil1/2OZ4/4mil3/3mil1OZ5/5mil4/4mil2OZ6/6mil5/5mil3OZ8/8mil7/7mil外層設(shè)計線粗/線（最?。┪g刻

電氣性能測試（AOI-自動光學檢測/電測試）原理 一般業(yè)界所使用的自動光學檢驗有CCD及Laser兩種； CCDAOI-利用鹵素燈通光線，針對板面未黑化的銅面，利用其反光效果，進行斷、短路或缺陷的判讀。應(yīng)用于黑化前的內(nèi)層或綠油前的外層。 LaserAOI-針對板面的基材部份，利用對基材（非銅面）反射后產(chǎn)生的螢光（Fluorescences)在強弱上的不同，而加以判讀。早期的LaserAOI對“雙功能”所產(chǎn)生的熒光不很強，常需加入少許“螢光劑”以增強其效果，減少錯誤警訊。

電氣性能測試

電測種類與設(shè)備電測方式常見有三種： 1.專用型(dedicated) 2.泛用型(universal) 3.飛針型(flyingprobe)。電氣性能測試

專用型(dedicated)測試

專用型的測試方式之所以取為專用型，是因其所使用的治具(Fixture)僅適用一種型號，不同型號的板子就不能測試，而且也不能回收使用。（測試針除外）電氣性能測試

B.泛用型(UniversalonGrid)測試 板子電測方式就是取一G10的基材做Mask，鉆滿ongrid的孔，只有在板子須測試的點才插針，其余不插。因此其治具的制作簡易快速，其針且可重復(fù)使用。電氣性能測試

C.飛針測試(Movingprobe)不須制作昂貴的治具，其理論很簡單僅須兩根探針做X、Y、Z的移動來逐一測試各線路的兩瑞點。有CCD配置，可矯正板變翹的接觸不良。測速約10~40點不等。電氣性能測試

目前制程大多為液態(tài)感光型，所以在此只介紹液態(tài)感光作業(yè)。其步驟如下所述：

銅面處理印墨預(yù)烤曝光顯影后烤

上述為網(wǎng)印式作業(yè)，其它coating方式如Curtaincoating,Spraycoating等有其不錯的發(fā)展?jié)摿?。阻焊常見問題：油墨不均大銅面空泡塞孔爆孔噴錫后油墨剝離預(yù)烤干燥不良銅面氧化Under-cut過大孔內(nèi)油墨油墨鋸齒化金后防焊剝離阻焊 是將板子完全浸入熔融態(tài)的錫爐中，液態(tài)Sn/Pb表面則覆蓋乙二醇類，當板子完全覆蓋錫鉛后，接著經(jīng)高壓熱風段將表面孔內(nèi)多余的錫鉛吹除，并且整平附著于PAD及孔壁的錫鉛。

此熱氣的產(chǎn)生由空壓機產(chǎn)生的高壓空氣，經(jīng)加溫后，再通過風刀吹出。其溫度一般維持在210~260℃。噴錫噴錫制程噴錫錫爐中其它雜質(zhì)金屬元素對裝配的影響銅 PAD表面錫鉛內(nèi)含銅濃度高，在組配零件，會額外增加如WaveSolder或IRReflow時的設(shè)定溫度。因此錫爐中須定期過濾銅。錫 錫和鉛合金的最低熔點183℃，其比例是63：37，因此其比例若因制作過程而有變化，極可能因差異太大，而造成裝配時的條件設(shè)定不良噴錫金 若Solder接觸金面，會形成另一IMC層-AnSn4。造成可焊接性降低。

銻Antimony 銻對于焊錫和銅間的wetting亦有