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PCB的 演 变 1.早 於 1903年 Mr. Albert Hanson首 創 利 用 “ 線 路 ” (Circuit)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 ， 上 面 同 樣 貼 上 一 層 石 蠟 紙 ， 成 了 現 今 PCB的 機構 雛 型 。 見 下 圖 : 牛牛文库文档分享 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。 牛牛文库文档分享 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 牛牛文库文档分享 B. 以 成 品 軟 硬 區 分 a. 硬 板 Rigid PCB b.軟 板 Flexible PCB 見 下 左 圖 : c.軟 硬 板 Rigid-Flex PCB 見 右 圖 牛牛文库文档分享 C.以 结 构 分1.单 面 板 2.双 面 板 3.多 层 板D. 依用途分：通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導體/電測板 牛牛文库文档分享 双面喷锡板正片生产工艺流程图 牛牛文库文档分享 双面喷锡板负片生产工艺流程图 牛牛文库文档分享 双面沉镍金板正片工艺流程图: 牛牛文库文档分享 双面沉锡/沉银板正片工艺流程图: 牛牛文库文档分享 1.钻孔 制程目的 单面或双面板的制作都是在下料之后直接进行非导通孔或导通孔的钻孔, 多层板则是在完成压板之后才去钻孔。传统孔的种类除以导通与否简单的区分外,以功能的不同尚可分:零件孔,工具孔,通孔(Via),盲孔(Blind hole),埋孔(Buried hole)(后二者亦为via hole的一种).近年电子产品轻.薄.短.小.快.的发展趋势,使得钻孔技术一日千里,机钻,雷射烧孔,感光成孔等. 流程: 上PIN钻孔检查 牛牛文库文档分享 钻头的介绍: 钻针材料 钻针组成材料主要有三: a. 硬度高耐磨性强的碳化钨 (Tungsten Carbide ,WC) b.耐冲击及硬度不错的钴 (Cobalt) c.有机黏着剂. 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 (Sinter) 而成.其成份约有 94% 是碳化钨, 6% 左右是钴。 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.通常其合金粒子小于1 micron. B. 外型结构 钻针之外形结构可分成三部份,见下图,即钻尖 (drill point)、退屑槽 ( 或退刃槽 Flute )、 及握柄 (handle,shank)。 牛牛文库文档分享 盖板 Entry Board(进料板) 的作用 A. 盖板的功用有: a. 定位 b. 散热 c. 减少毛头 d. 钻头的清扫 e.防止压力脚直接压伤铜面 B. 盖板的材料:以下简述其种类及优缺点 a. 复合材料- 是用木浆纤维或纸材,配合酚醛树脂当成黏着剂热压而 成的。其材质与单面板之基材相似。此种材料最便宜. b. 铝箔压合材料 是用薄的铝箔压合在上下两层，中间填去脂及去化学品的 纯木屑. c. 铝合金板 530mil,各种不同合金组成,价格最贵 上述材料依各厂之产品层次,环境及管理.成本考虑做最适当的选择.其质量标准 必须:表面平滑,板子平整,没有杂质,油脂,散热要好. 垫板 Backup board A. 垫板的功用有： a.保护钻机之台面 ， b.防止出口性毛头(Exit Burr） c.降低钻针温度。 d.清洁钻针沟槽中之胶渣。 B. 材料种类： . 复合材料-其制造法与纸质基板类似，但以木屑为基础，再混合含酸或盐类的黏着剂，高温高压下压合硬化成为一体而硬度很高的板子. b. 酚醛树脂板（phenolic） 价格比上述的合板要贵一些，也就是一般单面板的基材. c. 铝箔压合板 与盖板同 上下两面铝箔，中层为折曲同质的纯铝箔，空气可以自由流通其间，一如石棉浪一样。 垫板的选择一样依各厂条件来评估.其重点在:不含有机油脂,屑够软不伤孔壁,表面够硬,板厚均匀,平整等. 牛牛文库文档分享 2.沉铜工艺(PTH) 制程目的 双面板以上完成钻孔后即进行镀通孔(Plated Through Hole , PTH)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( metalization ), 以进行后来之电镀铜制程,完成足够导电及焊接之金属孔壁。 1986年，美国有一家化学公司Hunt 宣布PTH不再需要传统的贵金属及无电铜的金属化制程,可用碳粉的涂布成为通电的媒介，商名为“Black hole”。 流程: 去毛刺上板膨松水洗水洗除胶渣预中和水洗2中和 水洗水洗整孔水洗水洗微蚀水洗水洗酸洗(H2SO4) 水洗水洗预浸活化水洗水洗加速水洗水洗沉铜水洗 水洗下板 牛牛文库文档分享 各缸的作用: （一）碱性除油 作用与目的：除去板面油污，指印，氧化物，孔内粉尘；对孔壁基材进行极性调整（使孔壁由负电荷调整为正电荷）便于后工序中胶体钯的吸附； 多为碱性除油体系，也有酸性体系，但酸性除油体系较碱性除油体系无论除油效果，还是电荷调整效果都差，表现在生产上即沉铜背光效果差，孔壁结合力差，板面除油不净，容易产生脱皮起泡现象。 碱性体系除油与酸性除油相比：操作温度较高，清洗较困难；因此在使用碱性除油体系时，对除油后清洗要求较严 除油调整的好坏直接影响到沉铜背光效果； （二）微蚀： 作用与目的：除去板面的氧化物，粗化板面，保证后续沉铜层与基材底铜之间良好的结合力；新生成的铜面具有很强的活性，可以很好吸附胶体钯； （三）预浸/活化： 预浸目的与作用：主要是保护钯槽免受前处理槽液的污染，延长钯槽的使用寿命，主要成分除氯 化钯外与钯槽成份一致，可有效润湿孔壁，便于后续活化液及时进入孔内活化使之进行足够有效的活化； 活化的目的与作用：经前处理碱性除油极性调整后，带正电的孔壁可有效吸附足够带有负电荷的胶体钯颗粒，以保证后续沉铜的均匀性，连续性和致密性；因此除油与活化对后续沉铜的质量起着十分重要的作用. 牛牛文库文档分享 （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，使胶体颗粒中的钯核暴露出来，以直接有效催化启动化学沉铜反应， （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。 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。 牛牛文库文档分享 厚化铜基本观念 a. 厚化铜也仍然采用与传统无电铜相似的配方，即仍以铜离子、强碱、及甲醛做为反应的原动力，但与温度及其所产生的副产物关系较大。 b. 无电铜因厚度很薄, 内应力(inner Stress) 影响不大故不需重视，但厚化铜则必须考虑。也就是说厚化铜与板面铜箔间的附着力也为关键 ，应特别注意其镀前活化之过程如整孔及微蚀是否完美。控制不好时可能发生孔壁剥离(pull away)及板面脱皮。 c. 厚化铜之外表能接受油墨或干膜之附着，所以印刷前尽少做磨刷或其它化学粗化。在阻剂完成转移后又要能耐得环境的氧化, 而且也要耐得最低起码的活性清洗及活化。 d. 厚化铜主要的目的是既能完成非导体的金属化同时又可取代一次镀铜 ，能够发挥大量的设备、人力、物料、及操作时间的节省，但化学铜槽本身比传统的无电铜要贵，管理不易，要利用特定的自动添加设备。 直接电镀种类 大致上可归为三种替代铜的导体 A. Carbon-碳粉(Graphite同) B. Conductive Polymer-导体高分子 C. Palladium-钯金属 牛牛文库文档分享 3.外层线路 制程目的 经钻孔及通孔电镀后, 内外层已连通, 本制程在制作外层线路, 以达电性的完整. 制作流程 铜面处理压膜曝光显像 依干膜发展的历史可分下列三种类型: 溶剂显像型 半水溶液显像型 碱水溶液显像型 一般压膜条件为： 压膜热轮温度 12010 板面温度 5010 压膜速度 1.02.5米分 压力 40-60 psi 牛牛文库文档分享 曝光 Exposure 曝光机种类 手动与自动 平行光与非平行光 LDI雷射直接暴光 A. 手动曝光机，是将将欲曝板子上下底片以手动定PIN对位后，送入机台面， 吸真空后曝光。 B. 自动曝机一般含装载/卸载，须于板子外框先做好工具孔，做初步定 位再由机台上之CCD，检查底片与孔的对位状况，并做微调后入曝光区曝 光。依目前的精密须求程度，不以视觉机器自动对位，恐怕做不到好质量的 板子。 平行光与非平行光曝光机的对比: 牛牛文库文档分享 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 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。 A. 首先要注意到的是无尘室(Clean Room) 的建立，一般常说的无尘室是以 美国联邦标准Fed. STD 209 做为分级的规范，是以每立方呎的空气中 所含大于0.5微米的尘粒之数目(PPCF) 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，class 100 级多用在集成电路程(IC) 之晶圆制造上。至于精密线路板之干膜压膜及曝光区则10,000级已够。 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 除内部既有之尘量；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、气密式之照明及公共设施、进出口之 Air Shower，室内送风则 采水平层流(Laminar Flow) 及垂直层流方式以消除气流的死角, 避免尘埃的 聚积。 C. 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500 n m(naro-meter为10 m，或5000A) ，比500nm短的光源中含 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 日光灯外加装橘黄色灯罩也可使用。 牛牛文库文档分享 4.电镀 利用电解的方法使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀.致密.结合力良好的金属层过程叫电镀. 全板电镀铜：又叫一次铜，板电 作用与目的：保护刚刚沉积的薄薄的化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉，通过电镀将其加后到一定程度 全板电镀铜相关工艺参数：槽液主要成分有硫酸铜和硫酸，采用高酸低铜配方，保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力；硫酸含量多在180克/升，多者达到240克/升；硫酸铜含量一般在75克/升左右，另槽液中添加有微量的氯离子，作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果；铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L. 图形电镀铜：又叫二次铜，线路镀铜 目的与作用:为满足各线路额定的电流负载，各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度，线路镀铜的目的及时将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度；电镀锡 目的与作用:图形电镀纯锡目的主要使用纯锡单纯作为金属抗蚀层，保护线路蚀刻； 槽液主要由硫酸亚锡，硫酸和添加剂组成；硫酸亚锡含量控制在30克/升左右，硫酸控制在10%左右； 镀镍 目的与作用：镀镍层主要作为铜层和金层之间的阻隔层，防止金铜互相扩散，影响板子的可焊性和使用寿命；同时又镍层打底也大大增加了金层的机械强度；电镀金： 分为电镀硬金（金合金）和水金（纯金）工艺，镀硬金与软金槽液组成基本一致，只不过硬金槽内多了一些微量金属镍或钴或铁等元素； 目的与作用：金作为一种贵金属，具有良好的可焊性，耐氧化性，抗蚀性，接触电阻小，合金耐磨性好等等优良特点； 牛牛文库文档分享 硫酸铜镀液成分: 牛牛文库文档分享 硫酸铜电镀中的磷铜阳极的作用: 在早期，硫酸铜电镀都是采用电解铜或无氧铜做阳极，其阳极效率高达100%甚至超过100%，这样造成一系列的问题：槽液中的铜含量不断升高，添加剂消耗加快，槽液中的铜粉和阳极泥增多，阳极利用效率降低，镀层极易产生毛刺和粗糙缺陷。1954年，美国Neverse等对阳极的研究发现：在阳极中掺入少量的磷，经过一段时间的电解处理（电解产生的阳极黑膜对电镀相当重要，因此建议利用电解拖缸板/假镀板/波浪板在2-3ASD的电流密度下电解410小时），铜阳极的表面生成一层黑色的磷膜，主要的成分是磷化铜Cu3P。这层黑膜具有金属导电性，改变了铜阳极溶解过程中的一些反应的步骤，有效克服了上述的一些缺陷，对铜的质量和工艺稳定性起着重要作用. 黑色磷膜对基元反应有着显著的催化效果，大大加快了亚铜离子的氧化，使慢反应变成快反应，大大减少槽液中亚铜离子的累积。同时阳极表面的磷膜也可阻止亚铜离子进入 槽液，促使其氧化，减少了进入槽液的亚铜离子。 磷含量过低，黑膜过薄，结合力差； 磷含量高，黑膜太厚，分布不均匀，还会造成低电流区不光亮，细微麻砂状。同时磷含量高的铜阳极生成的黑膜厚度太厚,电阻增加,要维持原来的电流,电压要升高.槽电压的升高有利于氢离子放电,针孔的产生几率加大. 牛牛文库文档分享 镀铜常见故障: 牛牛文库文档分享 电镀镍缸各成分及作用: 1.主盐 硫酸镍或氨基磺酸镍是镀镍溶液的主要成分,在普通镀镍中,控制NI2+浓度65-75g/L,提高主盐浓度,可提高镀层的沉积速度,并能使允许电流密度范围扩大,但主盐浓度太高会导致镀液分散能力降低,主盐浓度降低镀层沉积速度降低,严重时会导致高电流区镀层烧焦. 2.阳极活化剂 为了保证阳极正常溶解,防止阳极钝化,镀液中需要阳极活化剂.常用的阳极活化剂有:氯化镍,溴化镍.氯化镍浓度不能太高,否则会使镀层应力增加. 阳极钝化有以下现象: 1)槽电压升高,一般可达6V以上,但电流却很小. 2)阳极表面气泡较多,有时会有刺激性的气味,甚至表面褐色. 3.缓冲剂: 硼酸是镀镍溶液最好的缓冲剂,它可以将镀液的酸度控制在一定范围内.硼酸不仅具有PH缓冲能力,而且它能提高阴极极化,改善镀液性能,使在较高的电流密度下,镀层不易烧焦. 4.添加剂 添加剂的加入,改善了镀液的阴极极化,使镀层均匀细致并具有半光亮镍的光泽,同时改善了镀液的分散能力. 牛牛文库文档分享 镀镍常见故障: 牛牛文库文档分享 镀金: 板面镀金: 板面镀金层是以低应力镍或光亮镍为低镍,镍镀层厚度3-5um,镍镀层作为中间层起着金,铜之间的阻挡层的作用,它可以阻止金铜间的相互扩散和阻碍铜穿透到金表面.镍层存在相当于提高了金镀层的硬度.板面镀金层既是碱性蚀刻的保护层,也是有IC铝线压焊和按键式印制板的最终表面镀层,其表面金层常规要求在1-2u”. 插头镀金: 插头镀金也称镀硬金,俗称“镀金手指”.它是含有Co,NI,Fe,等合金元素的合金镀层,它的硬度,耐磨性都高于纯金镀层,其表面金层常规要求在3-5u”. 镀金的阳极介绍: 薄金镀液如板面镀金可使用不锈钢阳极,为延长镀液寿命,需选用优质不锈钢,如进口316不锈钢,厚金镀液应使用不溶性活性阳极,如白金钛网,钛上镀铂,钛上镀钌 牛牛文库文档分享 镀金常见故障: 牛牛文库文档分享 我司现在电镀镍金工艺流程: 图形转移 电镀前处理 线路镀铜 水洗 微蚀 水洗 酸洗 镀镍 镍回收 DI水洗 镀金 金回收 DI水洗 烘干 下工序 注:其中微蚀 水洗 酸洗 是新增内容,其目的在于: 1.改善镀层光亮度, 其镀层在电镀完成后颜色较哑,有利于可焊性及零件邦定. 2.镀层颜色在较哑的情况下有利于绿油同金面的结合力,降低表面绿油在过波峰焊后出现掉绿油的现象. 常规电镍金板生产工艺的厚度接受标准: 1.铜厚:10-15um(Pulse要求为25um) 2.镍厚:3-5um 3.板面镀金:1-2u” 插头镀金:3-5u” 电镀镍金工艺优缺点对比: 牛牛文库文档分享 5.蚀刻/退锡:製程目的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: A. 剝膜:將抗電鍍用途的乾膜以藥水剝除 B. 線路蝕刻:把非導體部分的銅溶蝕掉 C. 剝錫(鉛):最後將抗蝕刻的錫(鉛)鍍層除去 上述步驟是由水平連線設備一次完工. 製造流程 剝膜線路蝕刻剝錫鉛 本司蚀刻机 本司退锡机 牛牛文库文档分享 蚀刻常见故障: 牛牛文库文档分享 6.防焊 製 程 目 的 A. 防 焊 ： 留 出 板 上 待 焊 的 通 孔 及 其 pad， 將 所 有 線 路 及 銅 面 都 覆 蓋 住 ， 防 止 波 焊 時 造成 的 短 路 ,並 節 省 焊 錫 之 用 量 。 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 ， 並 防 止 外 來 的 機械 傷 害 以 維 持 板 面 良 好 的 絕 緣 ， C. 絕 緣 ： 由 於 板 子 愈 來 愈 薄 ,線 寬 距 愈 來 愈 細 ,故 導 體 間 的 絕 緣 問 題 日 形 突 顯 ,也 增 加 防焊 漆 絕 緣 性 質 的 重 要 性 . 防焊漆,俗稱綠漆,(Solder mask or Solder Resist)，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尚有黃色、白色、黑色等顏色. 防焊的種類有傳統環氧樹脂IR烘烤型,UV硬化型, 液態感光型(LPISM-Liquid Photo Imagable Solder Mask)等型油墨, 以及乾膜防焊型(Dry Film, Solder Mask) 牛牛文库文档分享 防焊工艺流程: 磨板 印刷 预烤 暴光 显影 固化 文字 磨板(机械处理) 本司防焊前处理磨板机 机械磨板处理原理 牛牛文库文档分享 印刷:a. 檔墨點印刷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墨,問題 b. 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入孔內 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 d. 使用網目在36-43T刮刀硬度70-75 牛牛文库文档分享 預 烤 A. 主 要 目 的 趕 走 油 墨 內 的 溶 劑 ,使 油 墨 部 分 硬 化 ,不 致 在 進 行 曝 光 時 黏 底 片 . B. 溫 度 與 時 間 的 設 定 ,須 參 照 供 應 商 的 data shee.t雙 面 印 與 單 面 印 的 預 烤 條 件 是 不 一 樣 .(所 謂 雙面 印 ,是 指 雙 面 印 好 同 時 預 烤 ) C. 烤 箱 的 選 擇 須 注 意 通 風 及 過 濾 系 統 以 防 異 物 四 沾 . D. 溫 時 的 設 定 ,必 須 有 警 報 器 ,時 間 一 到 必 須 馬 上 拿 出 ,否 則 overcuring會 造 成 顯 像 不 盡 . E. Conveyor式 的 烤 箱 ,其 產 能 及 品 質 都 較 佳 ,唯 空 間 及 成 本 須 考 量 . 牛牛文库文档分享 曝 光 A. 曝 光 機 的 選 擇 : IR光 源 ,710KW之 能 量 ,須 有 冷 卻 系 統 維 持 檯 面 溫 度 2530C. B. 能 量 管 理 :以 Step tablet結 果 設 定 能 量 . C. 抽 真 空 至 牛 頓 環 不 會 移 動 D. 手 動 曝 光 機 一 般 以 pin對 位 ,自 動 曝 光 機 則 以 CCD對 位 ,以 現 在 高 密 度 的 板 子 設 計 ,若沒 有 自 動 對 位 勢 必 無 法 達 品 質 要 求 . 牛牛文库文档分享 顯像A. 顯像條件 藥液 0.81.2% Na2CO3 溫度 302C 噴壓 2.53Kg/cm2 B. 顯像時間因和厚度有關,通常在5060sec,Break-point約在5070%. 牛牛文库文档分享 後 烤 A. 通 常 在 顯 像 後 墨 硬 度 不 足 ,會 先 進 行 UV硬 化 或150C,30min预固一次,增 加 其 硬 度 以 免 做 檢 修時 刮 傷 . B. 後 烤 的 目 的 主 要 讓 油 墨 之 環 氧 樹 脂 徹 底 硬 化 文 字 印 刷目前業界有的將文字印刷放在噴錫後,也有放在噴錫前,不管何種程序要注意以下幾點: A. 文字不可沾Pad B. 文字油墨的選擇要和S/M油墨Compatible.C. 文字要清析可辨識. 牛牛文库文档分享 绿油品质接收标准:根據IPC 840C對S/M要求分了三個等級: Class 1：用在消費性電子產品上如電視、玩具，單面板之直接蝕刻而無需電鍍之板類，只要有漆覆蓋即可。 Class 2：為一般工業電子線路板用，如電腦、通訊設備、商用機器及儀 器類，厚度要0.5mil以上。 Class 3：為高信賴度長時間連續操作之設備，或軍用及太空電子設備之用途，其厚度至少要mil 以上。 實務上,表一般綠漆油墨測試性質項目 牛牛文库文档分享 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。 网印的特点 网印被广泛地应用于印制电路，厚膜集成电路的制造中，并成为电子元件制造业中不可缺少的一部分，同其他制造方式相比较有以下特点： 1.能形成批量性大生产，同时能实现自动化产业结构。 2.印料的种类多，从而能适应多功能化的各类涂层，如抗电镀涂层，防焊涂层，文字涂层等。 3.制作简便，易懂，成本低。 4. 印料涂层厚度厚，通常在10-30m之间，因而涂层具有很高的耐气候性能及耐药品性。 5. 网版的耐印力差。 6.线路还原性差，在网印0.1mm以下的导线时，容易显示出锯齿状，线条的质量较差。 牛牛文库文档分享 丝网的种类 构成丝网的几乎都是丝织物 以材料分类 尼龙，聚酯，不锈钢 以编织结构分类 平织，绫织 以丝的形状分类 单织，线，两者混用 以网目数分类 粗目，中目，细目 以丝的粗细分类 薄（S）中型（T）厚（HD） 丝网的规格 1.网目：目是表示丝网的孔密度的数值，以1平方米英寸的网孔的数量表示，现在用1cm2的孔 数量表示的情况较多，西德，瑞士及意大利等西欧国家在计算网目数时是采用厘米为单位，而日本则以英寸为准。 以瑞士100 T丝网为例，换算成日本丝网目数： 100*2.54=250目 2.开度：开度是表示网孔大小的数值，一般以网孔面积的平方根表示，单位为微米（m），开度由丝的直径和网目决定，因此即使是同一丝网，开度也会不同。开度的表示，见图11-1. 3.厚度：厚度是指丝网在无张力状态下静置时厚度测定值，用m表示。 厚度由构成丝网的丝的直径决定，与丝网透墨量有关。 牛牛文库文档分享 各种丝网的特点及使用注意事项 1. 尼龙网：表面光滑，印料透过性好，弹性大，有适当的柔软性，拉伸强度，弹性及耐摩擦性好，使用寿命长，耐酸，碱，有机溶剂性好，但其耐热性，稳定性差。 2. 聚酯网：拉力伸度小，弹性强，拉伸强度，结构的结节强度，回弹性和耐印力均好，有足够耐药品性，吸湿性低，耐热性好。但其透墨性没有尼龙网好。 3.不锈钢网：平面稳定性极好，制作图形尺寸稳定，适于尺寸精度要求高的及细导线图象的印刷，透墨性，耐热性，化学稳定性都好，但其网弹性差，伸长后不能复杂原，受外力冲击变形后不能使用。 4.压平丝网：对提高印料印刷的适性，减少过墨量，节约印料，减少刮板的磨损都非常有利， 5.防静电丝网：该丝网横线具有导电性，若使线芯中含碳精丝，对于消除静电很有效果 6.防光晕丝网:能避免制版工序曝光而引起的乱反射，显示良好的感光状态，能提高制版精度。 牛牛文库文档分享 各种丝网性能的比较 : 牛牛文库文档分享 7.热风整平(喷锡) 流程: 前处理 喷锡 后处理 前清洁处理 前清洁处理主要的用意，在将铜表面的有机污染氧化物等去除 后清洁水洗目的，在将残留的助焊剂或其由锡炉带出之残油类物质洗除 本司喷锡机 喷锡示意图 牛牛文库文档分享 影响喷锡锡厚度的因素及常见故障: 1.风刀的结构 2.风刀口至板子的距离3.风刀角度4.空气压力大小 5.板子通过风刀的速度6.外层线路密度及结构 牛牛文库文档分享 8.化学沉镍金工艺 上世纪九十年代初，开始变成化学沉镍金（ENIG）的天下，也一个魔术般的工艺制程，一个含磷的微结晶化镍的坚硬涂层，比人头发直径小10倍，不可思议地沉积到铜的表面，所有这些来自于一种迷人的绿色神奇溶液（镍溶液），该底层金属最后覆盖一层3 “ 的金层便形成现今的化学沉镍金工艺. 本司工艺流程： 上/下板-除油-溢流水洗-微蚀-双DI水洗-预浸-活化-DI水洗-后浸-双DI水洗-沉镍-双DI水洗-金缸-金回收-双DI水洗-热DI水洗 化学沉镍金实板 牛牛文库文档分享 优 缺 点 对 比 牛牛文库文档分享 化 学 镍 金 失 宠 原 因 分 析 主 要 因 素 -黑 垫 的 困 绕 原 因 分 析 :通 过 鱼 骨 图 来 对 普 思 所 说 的 “ 黑 盘 ” 进 行 初 步 分 析 ， (此 分 析 只 做 为 参 考 并不 代 表 其 真 正 原 因 ， 真 正 原 因 在 整 个 PCB业 界 现 今 为 上 还 未 找 到 )： 黑 盘Ni层 较 薄 80金 层 太 厚 5 Ni缸 受 到 污 染Ni缸 MTO数 超 过 6 Ni层 在 金 缸 攻 击 太 大 P含 量 太 高 11% Au缸 置 换 太 强 烈 铜 线 比 例 16： 牛牛文库文档分享 SEM/EDX分 析 1.SEM图 片 及 黑 垫 实 物 图 片 析 牛牛文库文档分享 EDX分 析 图 片 :Elmt Spect. Element Atomic Type % % P K ED 8.45 14.90 Ni K ED 91.55 85.10 Total 100.00 100.00 牛牛文库文档分享 化学沉镍金的发展方向 化学镍金工艺（ENIG）已有十多年的使用历史，满足人们一定程度的需要，并且有一定程度不可取代的功能。因此主要供应商不断地改良工艺，使其更好的为电子业服务，主要改良方向是减少黑PAD产生的概率。一个是从沉镍本身增强抗腐蚀性，一个是从浸金方面减少对镍的侵蚀性。最有代表性的是安美特（ATOTECH）的高磷镍技术Aurotech HP磷含量达12.4%,抗腐蚀性优良,并能清除黑PAD(Black PAD)的风险,可以耐硝酸试验30秒和二氧化硫(SO 2气体)全面测试。 牛牛文库文档分享 9.化学沉锡工艺无铅指令禁止在2006年7月1日以后在电气及电子产品中使用某些有害的物质. 成员国必须确保在市场上销售的新电气及电子产品中不含有铅和其他的有害物质. 为了执行2006年的指令,主要的设备制造商已经准备在2004年一月开始转换使用无铅技术. 现在他们向他们的供应商提出越来越多的要求. 如现今的化学沉锡工艺. 牛牛文库文档分享 化学沉锡工艺流程:除油 水洗 微微蚀 预浸 沉锡 DI水洗 热水洗水洗 烘干 与喷锡（HASL）比: 无铅 / 表面平整 / 镀层一样 与沉银（Silver）比: 更高的抗氧化性和更好的焊接可靠性 与沉镍金（Ni/Au）比: 低成本 与有机保护膜（OSP）比: 能多次上锡 牛牛文库文档分享 优缺点对比 牛牛文库文档分享 锡 须 问 题 分 析一 般 来 说 已 经 证 实 锡 须 产 生 的 动 力 是 由 于 纯 锡 层 的 内 应 力 .通 常 在 刚 镀 上 的 铜 层 其 内 应 力 几 乎 为零 ， 例 如 PCB.在 存 储 期 内 , 内 应 力 在 锡 层 生 长 . 这 是 产 生 在 Sn-Cu 分 界 面 的 金 属 化 合 物 层 中 的 . 这 个 金 属 化 层 是 由 于 铜 扩 散 到 锡 中 , 只 有 很 少 的 锡 扩 散 到 铜 中 , 而 产 生 的 . 此 外 不 均 匀 的 合 金 层 生 长 会 增 大 内 应 力 ， 在 那 其 它 因 素 影 响 锡 须 的 生 长 ， 如 老 化 条 件 、 底 层物 质 的 特 性 及 沉 积 层 的 特 性 ,尤 其 是 晶 体 颗 粒 的 大 小 能 改 变 活 化 能 ， 影 响 锡 须 的 生 长 速 率 。 大颗 粒 锡 晶 体 比 小 颗 粒 的 锡 晶 体 有 更 稳 定 的 热 力 能 ， 不 容 易 产 生 晶 体 重 排 。 所 以 大 颗 粒 的 锡 晶 体 更 难 产 生 锡 须 常规要求锡须在半年内的生长长度不得超过20um 牛牛文库文档分享 沉 锡 厚 度 与 沉 锡 温 度 的 关 系 沉 锡 厚 度 分 布 趋 势 图 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1 2 3 4 5 组 数 锡厚度(um) 70 沉 锡 工 艺 65 沉 锡 工 艺 55 沉 锡 工 艺 50 沉 锡 工 艺 依 上 图 可 看 出 ,沉 锡 温 度 越 高 所 获 得 的 锡 厚 与 锡 面 纯 度 越 高 ,可 焊 性 与 存 贮 时 间 亦 越 长 ,同 时 掉 油 程 度 会 相 应 增 加 ,反 之 则 越 短 、 越 小 。 牛牛文库文档分享 锡 层 与 铜 锡 合 金 的 关 系155 4H老 化 试 验 相 当 于 5-25 ， 40-65%存 贮 条 件下 半 年 的 有 效 期 限 。 依ATOTECH公司提供资料,锡厚度会因存贮时间长短、回流焊次数来对其厚度有所要求:正常存贮半年后锡厚消耗量 0.225um 三次回流焊后锡厚消耗量 0.35um 要求剩余纯锡厚度 0.2um 确保良好的可焊性 由此计算锡厚最小厚度应在0.775um即可保证半年的存贮及三次回流焊的要求。 铜/锡合金层形成所消耗 牛牛文库文档分享 10.成型 制程目的 为了让板子符合客户所要求的规格尺寸，必须将外围没有用的边框去除之。若此板子是Panel出货（连片），往往须再进行一道程序，也就是所谓的V-cut，让客户在Assembly前或后，可轻易的将Panel 折断成Pieces。又若PCB是有金手指之规定，为使容易插入，connector的槽沟 制造流程 外型成型(Punching or Routing)V-cutaBeveling ( 倒角 )清洗 外型成型的方式从PCB演变大致有以下几个方式： 1.Template模板 最早期以手焊零件，板子的尺寸只要在客户组装之产品可容纳得下的范围即可，对尺寸的容差要求较不严苛，甚至板内孔至成型边尺寸亦不在意，因此很多用裁剪的方式，单片出货。 2.模冲 再往后演变，尺寸要求较严苛，则打样时，将板子套在事先按客户要求尺寸做好的模板(Template) 上，再以手动铣床，沿Template外型旋切而得。若是大量，则须委外制作模具(Die)以冲床冲型之。这些都是早期单面或简单双面板通常使用的成型方式。 3.CNC锣板 因为板子层次技术的提升，以及装配方法的改变，再加上模具冲型的一些限制, 例如模具的高价以及修改的弹性不佳，且精密度较差，因此CNC Routing的应用愈来愈普遍。 牛牛文库文档分享 模冲的制作流程: 模具设计模具发包制作试冲First Article量测尺寸量产。a. 模具制作前的设计非常重要，它要考虑的因素很多，例举如下： (1) PCB的板材为何，(例如FR4，CEM，FRI)等 (2) 是否有冲孔 (3)冲针的直径选择 (4) 冲床吨数的选择(5) 冲床种类的选择(6) 尺寸容差的要求 牛牛文库文档分享 CNC锣板 铣刀的动作原理 一般铣刀的转速设定在6,00036,000转/分钟。由上向下看其动作，应该是顺时钟转的动作，除在板子侧面产生切削的作用外，还出现一种将板子向下压迫的力量。若设计成反时针的转向，则会发生向上拉起的力量，将不利于切外形的整个制程。 1 :铣刀的构造 牛牛文库文档分享 V-cut（Scoring ,V-Grooving） V-cut一种须要直、长、快速的切型方法，且须是已做出方型外型（以routing或punching）才可进此作业。是为了让客户在Assembly前或后，可轻易的将Panel 折断成Pieces 牛牛文库文档分享 金手指斜边(Beveling) PCB须要金手指(Edge connectors )设计，表示为Card类板子，它在装配时，必须插入插槽，为使插入顺利，因此须做斜边，其设备有手动、半自动、自动三种 ,通常斜边角度在角一般为30、45、60(通常视客户要求生产) 牛牛文库文档分享 11.电测试 在PCB的制造过程中，有三个阶段，必须做测试 1.内层蚀刻后 2.外层线路蚀刻后 3.成品 并非所有制程中的板子都是好的，若未将不良板区分出来，任其流入下 制程，则势必增加许多不必要的成本. 纵观PCB制造史，可以发现良率一 直在提高。制程控制的改善, 报废的降低，以及改善质量的ISSURE持续 进行着，因此才会逐次的提高良率。 AOI内层测试 外层测试机 飞针测试机 牛牛文库文档分享 测试不良种类 A. 短路 定义：原设计上，两条不通的导体，发生不应该的通电情形。 B. 断路 定义：原设计，同一回路的任何二点应该通电的，却发生了断电的情形。 C. 漏电(Leakage) 不同回路的导体，在一高抗的通路测试下，发生某种程度的连通情形，属于短路的一种。其发生原因，可能为离子污染及湿气。 牛牛文库文档分享 培训结束,谢谢! THE END! 牛牛文库文档分享 双面喷锡板正片生产工艺流程图 牛牛文库文档分享 双面沉锡/沉银板正片工艺流程图: 牛牛文库文档分享 曝光 Exposure 曝光机种类 手动与自动 平行光与非平行光 LDI雷射直接暴光 A. 手动曝光机，是将将欲曝板子上下底片以手动定PIN对位后，送入机台面， 吸真空后曝光。 B. 自动曝机一般含装载/卸载，须于板子外框先做好工具孔，做初步定 位再由机台上之CCD，检查底片与孔的对位状况，并做微调后入曝光区曝 光。依目前的精密须求程度，不以视觉机器自动对位，恐怕做不到好质量的 板子。 平行光与非平行光曝光机的对比: 牛牛文库文档分享 丝网的种类 构成丝网的几乎都是丝织物 以材料分类 尼龙，聚酯，不锈钢 以编织结构分类 平织，绫织 以丝的形状分类 单织，线，两者混用 以网目数分类 粗目，中目，细目 以丝的粗细分类 薄（S）中型（T）厚（HD） 丝网的规格 1.网目：目是表示丝网的孔密度的数值，以1平方米英寸的网孔的数量表示，现在用1cm2的孔 数量表示的情况较多，西德，瑞士及意大利等西欧国家在计算网目数时是采用厘米为单位，而日本则以英寸为准。 以瑞士100 T丝网为例，换算成日本丝网目数： 100*2.54=250目 2.开度：开度是表示网孔大小的数值，一般以网孔面积的平方根表示，单位为微米（m），开度由丝的直径和网目决定，因此即使是同一丝网，开度也会不同。开度的表示，见图11-1. 3.厚度：厚度是指丝网在无张力状态下静置时厚度测定值，用m表示。 厚度由构成丝网的丝的直径决定，与丝网透墨量有关。 牛牛文库文档分享 各种丝网性能的比较 : 牛牛文库文档分享 7.热风整平(喷锡) 流程: 前处理 喷锡 后处理 前清洁处理 前清洁处理主要的用意，在将铜表面的有机污染氧化物等去除 后清洁水洗目的，在将残留的助焊剂或其由锡炉带出之残油类物质洗除 本司喷锡机 喷锡示意图 牛牛文库文档分享 SEM/EDX分 析 1.SEM图 片 及 黑 垫 实 物 图 片 析 牛牛文库文档分享 11.电测试 在PCB的制造过程中，有三个阶段，必须做测试 1.内层蚀刻后 2.外层线路蚀刻后 3.成品 并非所有制程中的板子都是好的，若未将不良板区分出来，任其流入下 制程，则势必增加许多不必要的成本. 纵观PCB制造史，可以发现良率一 直在提高。制程控制的改善, 报废的降低，以及改善质量的ISSURE持续 进行着，因此才会逐次的提高良率。 AOI内层测试 外层测试机 飞针测试机 牛牛文库文档分享
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