PCB生產(chǎn)流程模板

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。1.1PCB扮演的角色PCB的功能為提供完成第一層級(jí)構(gòu)裝的組件與其它必須的電子電路零件接合的基地,以組成一個(gè)具特定功能的模塊或成品。因此PCB在整個(gè)電子產(chǎn)品中,扮演了整合連結(jié)總其成所有功能的角色,也因此時(shí)常電子產(chǎn)品功能故障時(shí),最先被質(zhì)疑往往就是PCB。圖1.1是電子構(gòu)裝層級(jí)區(qū)分示意。1.2PCB的演變1.早于19Mr.AlbertHanson首創(chuàng)利用"線路"(Circuit)觀念應(yīng)用于電話交換機(jī)系統(tǒng)。它是用金屬箔予以切割成線路導(dǎo)體,將之黏著于石蠟紙上,上面同樣貼上一層石蠟紙,成了現(xiàn)今PCB的機(jī)構(gòu)雛型。見圖1.22.至1936年,DrPaulEisner真正創(chuàng)造了PCB的制作技術(shù),也發(fā)表多項(xiàng)專利。而今日之print-etch(photoimagetransfer)的技術(shù),就是沿襲其創(chuàng)造而來的。1.3PCB種類及制法在材料、層次、制程上的多樣化以適合不同的電子產(chǎn)品及其特殊需求。以下就歸納一些通用的區(qū)別辦法,來簡單介紹PCB的分類以及它的制造方法。1.3.1PCB種類A.以材質(zhì)分a.有機(jī)材質(zhì)酚醛樹脂、玻璃纖維/環(huán)氧樹脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆屬之。b.無機(jī)材質(zhì)鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能B.以成品軟硬區(qū)分a.硬板RigidPCBb.軟板FlexiblePCB見圖1.3c.軟硬板Rigid-FlexPCB見圖1.4C.以結(jié)構(gòu)分a.單面板見圖1.5b.雙面板見圖1.6c.多層板見圖1.7D.依用途分:通信/耗用性電子/軍用/計(jì)算機(jī)/半導(dǎo)體/電測板…,見圖1.8BGA.另有一種射出成型的立體PCB,因使用少,不在此介紹。1.3.2制造方法介紹A.減除法,其流程見圖1.9B.加成法,又可分半加成與全加成法,見圖1.101.11C.尚有其它因應(yīng)IC封裝的變革延伸而出的一些先進(jìn)制程,本光盤僅提及但不詳加介紹,因有許多尚屬機(jī)密也不易取得,或者成熟度尚不夠。本光盤以傳統(tǒng)負(fù)片多層板的制程為主軸,深入淺出的介紹各個(gè)制程,再輔以先進(jìn)技術(shù)的觀念來探討未來的PCB走勢。2.3.1客戶必須提供的數(shù)據(jù):電子廠或裝配工廠,委托PCBSHOP生產(chǎn)空板(BareBoard)時(shí),必須提供下列數(shù)據(jù)以供制作。見表料號(hào)數(shù)據(jù)表-供制前設(shè)計(jì)使用.上表數(shù)據(jù)是必備項(xiàng)目,有時(shí)客戶會(huì)提供一片樣品,一份零件圖,一份保證書(保證制程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物質(zhì))等。這些額外數(shù)據(jù),廠商須自行判斷其重要性,以免誤了商機(jī)。2.3.2.資料審查面對(duì)這么多的數(shù)據(jù),制前設(shè)計(jì)工程師接下來所要進(jìn)行的工作程序與重點(diǎn),如下所述。A.審查客戶的產(chǎn)品規(guī)格,是否廠內(nèi)制程能力可及,審查項(xiàng)目見承接料號(hào)制程能力檢查表.B.原物料需求(BOM-BillofMaterial)根據(jù)上述資料審查分析后,由BOM的展開,來決定原物料的廠牌、種類及規(guī)格。主要的原物料包括了:基板(Laminate)、膠片(Prepreg)、銅箔(Copperfoil)、防焊油墨(SolderMask)、文字油墨(Legend)等。另外客戶對(duì)于Finish的規(guī)定,將影響流程的選擇,當(dāng)然會(huì)有不同的物料需求與規(guī)格,例如:軟、硬金、噴钖、OSP等。表歸納客戶規(guī)范中,可能影響原物料選擇的因素。C.上述乃屬新數(shù)據(jù)的審查,審查完畢進(jìn)行樣品的制作.若是舊數(shù)據(jù),則須Check有無戶ECO(EngineeringChangeOrder),然后再進(jìn)行審查.D.排版排版的尺寸選擇將影響該料號(hào)的獲利率。因?yàn)榛迨侵饕铣杀?排版優(yōu)化,可減少板材浪費(fèi));而適當(dāng)排版可提高生產(chǎn)力并降低不良率。有些工廠認(rèn)為固定某些工作尺寸能夠符合最大生產(chǎn)力,但原物料成本增加很多.下列是一些考慮的方向:一般制作成本,直、間接原物料約占總成本30~60%,包含了基板、膠片、銅箔、防焊、干膜、鉆頭、重金屬(銅、钖、鉛),化學(xué)耗品等。而這些原物料的耗用,直接和排版尺寸恰當(dāng)與否有關(guān)系。大部份電子廠做線路Layout時(shí),會(huì)做連片設(shè)計(jì),以使裝配時(shí)能有最高的生產(chǎn)力。因此,PCB工廠之制前設(shè)計(jì)人員,應(yīng)和客戶密切溝通,以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時(shí)可有最佳的利用率。要計(jì)算最恰當(dāng)?shù)呐虐?須考慮以下幾個(gè)因素。a.基材裁切最少刀數(shù)與最大使用率(裁切方式與磨邊處理須考慮進(jìn)去)。b.銅箔、膠片與干膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好,以免浪費(fèi)。c.連片時(shí),piece間最小尺寸,以及板邊留做工具或?qū)ξ幌到y(tǒng)的最小尺寸。d.各制程可能的最大尺寸限制或有效工作區(qū)尺寸.e.不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有不同制作流程,及不同的排版限制,例如,金手指板,其排版間距須較大且有方向的考慮,其測試治具或測試次序規(guī)定也不一樣。較大工作尺寸,能夠符合較大生產(chǎn)力,但原物料成本增加很多,而且設(shè)備制程能力亦需提升,如何取得一個(gè)平衡點(diǎn),設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與工程師的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)重要的。2.3.3著手設(shè)計(jì)所有數(shù)據(jù)檢核齊全后,開始分工設(shè)計(jì):A.流程的決定(FlowChart)由數(shù)據(jù)審查的分析確認(rèn)后,設(shè)計(jì)工程師就要決定最適切的流程步驟。傳統(tǒng)多層板的制作流程可分作兩個(gè)部分:內(nèi)層制作和外層制作.以下圖標(biāo)幾種代表性流程供參考.見圖2.3與圖2.4B.CAD/CAM作業(yè)a.將GerberData輸入所使用的CAM系統(tǒng),此時(shí)須將apertures和shapes定義好。當(dāng)前,己有很多PCBCAM系統(tǒng)可接受IPC-350的格式。部份CAM系統(tǒng)可產(chǎn)生外型NCRouting檔,不過一般PCBLayout設(shè)計(jì)軟件并不會(huì)產(chǎn)生此文件。有部份專業(yè)軟件或獨(dú)立或配合NCRouter,可設(shè)定參數(shù)直接輸出程序.Shapes種類有圓、正方、長方,亦有較復(fù)雜形狀,如內(nèi)層之thermalpad等。著手設(shè)計(jì)時(shí),Aperturecode和shapes的關(guān)連要先定義清楚,否則無法進(jìn)行后面一系列的設(shè)計(jì)。b.設(shè)計(jì)時(shí)的Checklist依據(jù)checklist審查后,當(dāng)可知道該制作料號(hào)可能的良率以及成本的預(yù)估。c.WorkingPanel排版注意事項(xiàng):－PCBLayout工程師在設(shè)計(jì)時(shí),為協(xié)助提醒或注意某些事項(xiàng),會(huì)做一些輔助的記號(hào)做參考,因此必須在進(jìn)入排版前,將之去除。下表列舉數(shù)個(gè)項(xiàng)目,及其影響。－排版的尺寸選擇將影響該料號(hào)的獲利率。因?yàn)榛迨侵饕铣杀?排版優(yōu)化,可減少板材浪費(fèi));而適當(dāng)排版可提高生產(chǎn)力并降低不良率。有些工廠認(rèn)為固定某些工作尺寸能夠符合最大生產(chǎn)力,但原物料成本增加很多.下列是一些考慮的方向:一般制作成本,直、間接原物料約占總成本30~60%,包含了基板、膠片、銅箔、防焊、干膜、鉆頭、重金屬(銅、钖、鉛、金),化學(xué)耗品等。而這些原物料的耗用,直接和排版尺寸恰當(dāng)與否有關(guān)系。大部份電子廠做線路Layout時(shí),會(huì)做連片設(shè)計(jì),以使裝配時(shí)能有最高的生產(chǎn)力。因此,PCB工廠之制前設(shè)計(jì)人員,應(yīng)和客戶密切溝通,以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時(shí)可有最佳的利用率。要計(jì)算最恰當(dāng)?shù)呐虐?須考慮以下幾個(gè)因素。1.基材裁切最少刀數(shù)與最大使用率(裁切方式與磨邊處理須考慮進(jìn)去)。2.銅箔、膠片與干膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好,以免浪費(fèi)。3.連片時(shí),piece間最小尺寸,以及板邊留做工具或?qū)ξ幌到y(tǒng)的最小尺寸。4.各制程可能的最大尺寸限制或有效工作區(qū)尺寸.5不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有不同制作流程,及不同的排版限制,例如,金手指板,其排版間距須較大且有方向的考慮,其測試治具或測試次序規(guī)定也不一樣。較大工作尺寸,能夠符合較大生產(chǎn)力,但原物料成本增加很多,而且設(shè)備制程能力亦需提升,如何取得一個(gè)平衡點(diǎn),設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則與工程師的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)重要的。－進(jìn)行workingPanel的排版過程中,尚須考慮下列事項(xiàng),以使制程順暢,表排版注意事項(xiàng)。d.底片與程序:－底片Artwork在CAM系統(tǒng)編輯排版完成后,配合D-Code檔案,而由雷射繪圖機(jī)(LaserPlotter)繪出底片。所須繪制的底片有內(nèi)外層之線路,外層之防焊,以及文字底片。由于線路密度愈來愈高,容差要求越來越嚴(yán)謹(jǐn),因此底片尺寸控制,是當(dāng)前很多PCB廠的一大課題。表是傳統(tǒng)底片與玻璃底片的比較表。玻璃底片使用比例已有提高趨勢。而底片制造商亦積極研究替代材料,以使尺寸之安定性更好。例如干式做法的鉍金屬底片.一般在保存以及使用傳統(tǒng)底片應(yīng)注意事項(xiàng)如下:1.環(huán)境的溫度與相對(duì)溫度的控制2.全新底片取出使用的前置適應(yīng)時(shí)間3.取用、傳遞以及保存方式4.置放或操作區(qū)域的清潔度－程序含一,二次孔鉆孔程序,以及外形Routing程序其中NCRouting程序一般須另行處理e.DFM－Designformanufacturing.Pcblay-out工程師大半不太了解,PCB制作流程以及各制程需要注意的事項(xiàng),因此在Lay-out線路時(shí),僅考慮電性、邏輯、尺寸等,而甚少顧及其它。PCB制前設(shè)計(jì)工程師因此必須從生產(chǎn)力,良率等考慮而修正一些線路特性,如圓形接線PAD修正成淚滴狀,見圖2.5,為的是制程中PAD一孔對(duì)位不準(zhǔn)時(shí),尚能維持最小的墊環(huán)寬度。可是制前工程師的修正,有時(shí)卻會(huì)影響客戶產(chǎn)品的特性甚或性能,因此不得不謹(jǐn)慎。PCB廠必須有一套針對(duì)廠內(nèi)制程上的特性而編輯的規(guī)范除了改進(jìn)產(chǎn)品良率以及提升生產(chǎn)力外,也可做為和PCB線路Lay-out人員的溝通語言,見圖2.6.C.Tooling指AOI與電測Netlist檔..AOI由CADreference文件產(chǎn)生AOI系統(tǒng)可接受的數(shù)據(jù)、且含容差,而電測Netlist檔則用來制作電測治具Fixture。PCB生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程--PCB生產(chǎn)流程?常規(guī)單面、雙面剛性印制板:單面覆銅板→下料→(刷洗、干燥)→鉆孔→圖形轉(zhuǎn)移→固化檢查修板→蝕刻銅→去抗蝕印料、干燥→刷洗、干燥→阻焊(常見綠油)→網(wǎng)印字符標(biāo)記圖形→熱固化→熱風(fēng)整平→成外形→電氣開、短路測試→刷洗、干燥→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。?常規(guī)雙面剛性印制板:雙面覆銅板→下料→烘烤→疊板→數(shù)控鉆導(dǎo)通孔→檢驗(yàn)、去毛刺刷洗→化學(xué)鍍(導(dǎo)通孔金屬化)→(全板電鍍薄銅)→檢驗(yàn)刷洗→圖形轉(zhuǎn)移(干膜或濕膜、曝光、顯影)→檢驗(yàn)、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫(抗蝕鎳/金)→去印料(感光膜)→蝕刻銅→(退錫)→清潔刷洗→網(wǎng)印感光綠油(預(yù)熱固化、曝光、顯影)→清洗、干燥→網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、熱固化→噴錫→外形加工→清洗、干燥→電氣通斷檢測→檢驗(yàn)包裝→成品