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维讯柔板工艺流程培训教材柔板工艺部曹东制作 2007/3/111.PCB的历史 -PRINT CIRCUIT BOARD.早于1903年Mr.Albert Hanson首创利用“线路”(Circuit)观念应用于电话交换机系统。它是用金属箔予以切割成线路导体，将之黏着于石蜡纸上，上面同样贴上一层石蜡纸，成了现今PCB的机构雏型。.至1936年，Dr Paul Eisner真正发明了PCB的制作技术，也发表多项专利。而今日之print-etch(photoimage transfer)的技术，就是沿袭其发明而来的。.60年代末期聚酰亚胺软性电路板问世22.什么是PCB -PRINT CIRCUIT BOARD2.1定义 PCB全称即Printed Circuit(Wire)Board，中文名字为印刷电路板,是连接电子元件与其它的电子电路零件的载体，使其成为一个具特定功能的模组或成品。2.2用途 电脑主板及附属设备 通讯用产品 家电产品 医疗产品 军用产品等3n2.3 PCB 的分类 按材料分类硬板 Rigid PCB 軟板 Flexible PCB n軟硬结合板 Rigid-Flex PCB43.什么是FPCB Flex Print circuit Board。n3.1.定义：n柔性线路板由在柔性绝缘材料上作成的导线，和或有或无的覆盖膜组成。n3.2.特性：柔性印制板(FPC)特性轻薄短小,可弯曲n轻轻:重量比重量比 PCB(PCB(硬板硬板)轻轻n可以减少最终产品的重量n薄薄:厚度比厚度比PCBPCB薄薄n可以提高柔软度.加强在有限空间內作三度空间的组装n短短:组装组装工工时时短短n所有线路都配置完成.省去多余排线的连接工作n小小:体积体积比比PCBPCB小小n可以有效降低产品体积.增加携带上的便利性53.3.FPC的产品应用n广泛用于计算机n日常电子产品n数码产品n航空电子n军用电子设备中。6FPC的产品应用事例nCD随身听nFPC的三度空间组装特性（柔性，可弯曲）与薄的厚度.将庞大的CD化成随身携带的良伴7FPC的产品应用n移动电话nFPC轻的重量与薄的厚度.可以有效节省产品体积,轻易的连接电池,话筒,与按键而成一体.8FPC的产品应用n磁碟机n不管是PC或NOTEBOOK，无论硬碟或软碟,都十分依赖FPC的高柔软度以及0.1mm的超薄厚度,完成快速的读取资料.9FPC的产品应用n电脑与液晶荧幕n利用FPC的一体线路配置,以及薄的厚度.将数位讯号转成画面,透过液晶荧幕呈现103.4.FPC特性的缺点n机械强度小.易龟裂n制程设计困难n重加工的可能性低n检查困难n无法单一承载较重的部品n容易产生折,打,伤痕n产品的成本较高113.5.柔板常见类型说明nA.按结构来划分：单面板，双面板，多层板nB.按耐弯折程序来分：有活性区板(air gap)和无活性区柔板.nC.按孔的形态：埋孔板，盲孔板，通孔板nD.按胶系来分：有胶系(又分为：环氧类epoxy，丙烯酸系acrylic,聚酯类PET)和无胶系.124.FPC的基本材料介绍：4.1.铜箔基材(Copper Film)：可分为铜箔，单面铜，双面铜等n如单面铜箔单面铜箔基材由铜箔+胶+基材，或铜箔+基材组成（见下两图）。bb铜铜箔箔:基本分为基本分为压延铜(RA，rolled anneal copper foil)和电解铜(ED,electro deposited copper foil)，按厚度常见的有1/2 OZ(0.7mil)，1OZ,2OZ,当然还有0.3OZ，3OZ.压延铜的机械性较佳，一般有挠折性(活性区)要求时，绝大部分均用压延铜。bb 基板基板胶胶片片:常常见见的厚度有的厚度有1mil1mil与与1/2mil1/2mil两种两种.bb 基材基材(如如PI)PI):厚度依客戶厚度依客戶要求而決定要求而決定.134.2.基材(substrate)：n可分为三类：nPI(polymide)膜(即聚酰亚胺)nPET膜(polyester)(聚酯)类n聚氟类(如聚四氟乙烯)等（有些只分为以上两类）n我们公司主要使用的是PI基材(即聚酰亚胺)，尤其使用最多的是杜邦公司生产的被称为kapton的PI产品，主要用于绝缘，增强耐弯折性。14n胶一般有丙烯酸类acrylic和环氧类expoxy胶以及聚酯类。我们公司使用的是前两种，其中丙烯酸类的胶与kapton的结合力较好，而环氧类胶的尺寸安定性较好，一般由客户指定，或视其关注项目确定。4.3.胶(adhesive)bb 透明型透明型离离形形膜膜:避免接避免接着剂着剂在在压着压着前沾附前沾附异异物物.bb胶胶:厚度依客戶要求厚度依客戶要求或需填或需填充的线路铜厚充的线路铜厚而決定而決定,功能在功能在于于贴贴合合PI,PI,金金属属或或补强补强板板，有用于热，有用于热压及冷压的不同类的胶压及冷压的不同类的胶bb 离离形紙形紙(不透明不透明)154.4.保护膜(CC,covercoat,or coverlay)n由基材+胶组合而成，其基材也有PI和PET两种，我们公司目前是用的是被称为KAPTON的PI(即聚酰亚胺)基材的。Kapton Kapton基材基材:表面表面绝绝缘缘用用.常常见见的厚度有的厚度有1mil1mil与与1/2mil1/2mil.胶胶(接着剂接着剂):厚度依客厚度依客戶要求而決定戶要求而決定.离离形形纸纸:避免接避免接着剂着剂在在压着压着前沾附前沾附异异物物;便便于于穴作穴作业业.164.5.补强材料(stiffener)n在局部区域为了焊接零件或安装时，增加其强度，而另外压合上去的硬质材料，如铝补强，不锈钢，FR-4，kapton，或起屏蔽作用的如shield等。174.6.印刷油墨n一般分为：n防焊油墨(solder mask,縁色或黄色)，n文字油墨(白色，黑色)，n银浆油墨(silver ink,银色)三种，而油墨种类又分为UV硬化型及热烘烤型。184.7.表面处理：A.电镀-电镀镍金(Ni/Au)，锡铅(Sn/Pb)nB.化学镍金(化学沉积)nC.有机保护膜(OSP)-ENTEK，在铜表面沉积上一棕色的有机保护膜。nD.喷锡板。195.1.一种单面板结构示意图：n保护膜的kapton膜n胶(cc的，copper基材的)n铜 箔基板基板kaptonkaptonkaptonkapton补强补强补强补强 板板(FR4,AL(FR4,AL等等)表面表面处处理理205.2.一种双面板结构示意图 双面板是由双面导体的基板或是由两个单面基板层压通过孔电镀导通并作出线路。CCCC的的kaptonkapton膜膜胶胶(CC,(CC,基板的基板的)基板基板的的kaptonkapton铜铜 箔箔表面表面处处理理215.3.一种多层板结构示意图多层柔性线路板由几层单层或双层柔性线路板层压组成一个完整的线路板。根据铜层数的要求决定线路板是完全结合还是选择性结合。多层柔性线路板层数越多则柔软性越差，因此需要在不要弯曲或成形的地方有选择的使用胶来结合(做出活性区)。225.4.盲孔和埋孔示意图盲孔完全在板内的孔称为埋孔235.5.软硬结合板软硬结合板软硬结合板有硬板也有软板的特性。其内部（部分情况下是外部）由多层柔性线路板选择性的通过丙烯酸胶和半固化片材料层压在一起组成。这些柔板被夹在外层包铜箔的硬板之间，在层压之后在需要的地方制造电镀通孔来连结内层与外层.24一种软硬结合板示意图256.柔板主要流程介绍：n6.1单面板流程(以033为例)下料 化学清洗 贴干膜 曝光 显影 蚀刻-去膜 化学清洗 贴保护膜 层压 烘板 化学清洗 化学镍金I/G 丝印 烘板 打孔 贴PSA 刀模 刀模(slot)冲床 QC QA 包装 266.2.双面板流程(307)n保护膜流程:领料 laser外形 包装储存nFR4:领料 贴胶 铣板包装 铣板 包装储存n下料 包装 钻孔 shadow 整板镀铜 贴干膜n n 贴干膜 曝光 显影 图形电镀 去膜n曝光 显影 蚀刻 去膜 化学清洗 贴保护膜 层压保护膜 烘板 化学清洗 I/G 印银胶 烘板n丝印(正)烘板 丝印(反)烘板 电检 laser 打孔 刀模 贴FR4(正)贴FR4(反)冷压 QC QA n 包装 276.3双面线路板流程(850含lam,ke)n领料 贴base 层压 刀模 烘板 钻孔 n shadow 整板镀铜 K/E 化学清洗 贴干膜 n n 贴干膜 曝光 显影 图形电镀 去膜 n-曝光 显影 蚀刻 去膜 化学清洗 贴保护膜 层压保护膜 烘板 贴干膜 曝光 显影 化学清洗 镀金 去膜 贴shield 层压 烘板撕shield上的mylar 丝印(正)烘板 丝印(反)烘板 打孔 刀模 冲床 贴补强 层压 烘板 化学清洗 entek 电检 QC QA 包装287.柔板流程解释：n7.1.下料：n材料分割n n目的目的：n n 将原本大面积之材料裁切成将原本大面积之材料裁切成所需要之工作尺寸。所需要之工作尺寸。n n要求：需计算裁剪方式，以得要求：需计算裁剪方式，以得到最大的裁板利用率，并注意到最大的裁板利用率，并注意和标明经纬向。和标明经纬向。n n品质要求品质要求:n n 1.1.公差越小越好公差越小越好n n 2.2.板边必须平整无屑板边必须平整无屑n n 3.3.避免刮伤板面避免刮伤板面流程：1.裁板作业者核对裁板流程单 2.检查机台及刀口状况 3.裁切4.裁切完成检查 5.入库297.2.钻孔目的目的:1.1.钻保护膜开口及定位孔钻保护膜开口及定位孔 2.2.为使电路板之线路导通（双为使电路板之线路导通（双面和多层板）而要钻通孔。面和多层板）而要钻通孔。流程：流程：包装包装 =打定位孔打定位孔=上板上板=调用钻孔程序调用钻孔程序=钻孔钻孔 =检查检查=下板下板 注意事项：注意事项：1.1.少钻少钻 2.2.多钻多钻 3.3.偏移偏移 (上述以模板上述以模板check)check)4.4.孔边缘粗糙孔边缘粗糙 机器设备机器设备：giga8888,Excell 300(主要打定位主要打定位pin),Mark VI HITACHI盖板待钻板材垫板307.2.1盖板垫板的作用n.盖板的功用有:（目前使用酚醛盖板）na.定位 nb.散热 nc.减少毛刺 nd.对钻针的清扫 ne.防止压力脚直接压伤铜面 317.2.2垫板的作用n垫板的功用有：na.保护钻机台面 nb.防止出口性毛刺(Exit Burr）nc.降低钻针温度。nd.清洁钻针沟槽中之胶渣。327.3.plasma电浆蚀刻n目的：去除钻孔时在内层铜箔上产生的沾污，避免镀层与内层间的连接不良，同时还有粗化基材表面(非金属，如Kapton,FR4)，增加压合粘结时的结合力。n反应气体：O2，CF4。n反应原理：在抽真空情况和高频电压下，利用气体电离产生的自由基咬蚀基材。337.4.镀碳膜n双面板及多层板要实现各层间的连接，需在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实现导通,以进行后来之电镀铜制程,完成足够厚度的够导电及焊接之金属孔壁。目前是镀碳膜shadow制程，是沉积的石墨。n目前水平式的，流程为：清洁整孔淋洗-shadow-Fixer(定影)-Microetch-抗氧化-烘干-收板347.5.镀铜目的：在已经做完镀碳膜从而完成孔内导通的孔内，镀上一定厚度的铜，达到客户要求，实现各层的导通。全板电镀全板电镀图形电镀图形电镀357.6.貼貼干干膜膜Dry Film Laminationn做完做完shadow或或鍍鍍完完通孔完成後，利用加熱加壓的方通孔完成後，利用加熱加壓的方式，在清潔完成的式，在清潔完成的铜面铜面上貼合乾膜，作為蝕刻阻劑。上貼合乾膜，作為蝕刻阻劑。n作业方式：热滚压膜和真空压膜。作业方式：热滚压膜和真空压膜。n作業環境：因為乾膜對紫外線敏感，為避免乾膜作業環境：因為乾膜對紫外線敏感，為避免乾膜n 未貼合完成即發生反應，乾膜貼合作未貼合完成即發生反應，乾膜貼合作n業環境必須於業環境必須於黃光區黃光區作業。作業。n作業選擇：乾膜貼合品質要求附著性及解晰度作業選擇：乾膜貼合品質要求附著性及解晰度n，结合铜厚度和结合铜厚度和產品產品线宽间距要求来决线宽间距要求来决定定採用之採用之干膜干膜厚度厚度和类型和类型。367.7.曝曝光光Exposure 在在贴贴好干膜并经高压仓加压后，在曝光机上好干膜并经高压仓加压后，在曝光机上以紫外线曝光，将设计好的底片上线路型式，以紫外线曝光，将设计好的底片上线路型式，转移至干膜上。转移至干膜上。n目前曝目前曝光光蚀刻用的工作底片采取负片方式，镂蚀刻用的工作底片采取负片方式，镂空透光之部分的干膜会发生聚合，在显影后也空透光之部分的干膜会发生聚合，在显影后也保留，即为线路及留铜区。曝光后需放置保留，即为线路及留铜区。曝光后需放置20分分钟左右再去显影，以使干膜充分聚合。钟左右再去显影，以使干膜充分聚合。n作业环境：黄光区域作业环境：黄光区域n作业方式：人工对位，治具对位作业方式：人工对位，治具对位37FPC线路曝光成形示意图18底片露光光源非平行曝非平行曝光光铜箔基板干膜387.8.显影显影Developing 曝曝光光后的后的材料，紫外線照射過區域之乾膜部分聚材料，紫外線照射過區域之乾膜部分聚合硬化，經合硬化，經显影液清洗后显影液清洗后，可將未經曝光硬化，可將未經曝光硬化部分沖掉，使銅層露出。經顯像完成之材料，部分沖掉，使銅層露出。經顯像完成之材料，可看出將形成線路之形狀、型式。可看出將形成線路之形狀、型式。n作業溶液：作業溶液：Na2CO3（或（或K2CO3)弱鹼性溶液弱鹼性溶液显影显影铜箔基板曝光干膜397.9.蝕刻蝕刻Pattern Etchingn显影后的板显影后的板，經過蝕刻藥水沖洗，會將未經乾膜保護，經過蝕刻藥水沖洗，會將未經乾膜保護之銅層裸露部分去除，而留下被保護之線路。之銅層裸露部分去除，而留下被保護之線路。n作業原理：蝕刻化學反應式（再生還原反應）作業原理：蝕刻化學反應式（再生還原反應）nCu+CuCl2Cu2Cl2n Cu2Cl2+HCl+H2O22CuCl2+H2O作業注意事項：水池效應（水溝效應作業注意事項：水池效應（水溝效應 Puddle Effect）設計注意事項：底片補償線寬設計注意事項：底片補償線寬铜箔基板干膜407.10.脱脱膜膜Dry Film Strippingn蝕刻蝕刻后的板材后的板材，板面上仍留有已硬化之乾，板面上仍留有已硬化之乾膜，利用剝膜製程，使乾膜與材料完全分膜，利用剝膜製程，使乾膜與材料完全分離，讓線路完全裸露，銅層完全露出。離，讓線路完全裸露，銅層完全露出。n剝膜藥液：剝膜藥液：NaOH 強鹼性溶液強鹼性溶液n作業方式：作業方式：NaOH 剝膜剝膜酸洗中和酸洗中和水洗水洗铜箔基板417.11.化学清洗n目的：n通过化学清洗可以去除铜箔表面的氧化，油污，杂质。n粗化线路板表面n每清洗一次减少铜箔厚度0.015mil-0.035miln流程：入料微蚀循环水洗市水洗抗氧化循环水洗市水洗吸干烘干出料n n注意事项：注意事项：n温度 喷嘴压力 n微蚀液浓度，控制微蚀速率427.12.Layup(如贴保护膜)在白光区中用电铬铁将保护膜或base或补强等按一定的对位方式固定在一起，以便层压时不发生偏移。437.13.层压Layup后的后的材料，利用熱壓合提供高溫及高壓，將材料，利用熱壓合提供高溫及高壓，將层间层间的胶的胶(接接著劑著劑)熔化，用以填充線路之間縫隙並且緊密熔化，用以填充線路之間縫隙並且緊密結合銅箔材料和保護膠片。結合銅箔材料和保護膠片。参数：温度，压力，真空度，时间参数：温度，压力，真空度，时间n作業方式：傳統壓作業方式：傳統壓机机(OEM，Vigor)，快速壓合快速壓合銅箔的胶銅箔基材保護膜的胶保护膜的kapton線路導體44Kapton etch流程：n用强碱KOH去除不需要的kapton,而露出内层铜箔的流程，有时也用于清除层压时残留于铜表面的胶。n前期流程：先蚀刻掉铜露出kapton,再压膜，曝光，显影后，来到KE线。nKE流程：上板-整孔清洁Kapton etch热水洗脱膜水洗手工擦拭水洗烘干457.14.表面处理n7.14.1.化学镍金(ENIG，或I/G)n在铜表面以化学反应的方式沉上一定厚度的镍和金，以保护铜面不被氧化，以实现元件的良好焊接。n镍金厚度：一般镍厚为80-200u”,金厚度为2-5u”46化学镍金板的主要应用n n攜帶式電話攜帶式電話n n呼叫器呼叫器n n計算機計算機n n電子字典電子字典n n電子記事本電子記事本n n記憶卡記憶卡筆記型筆記型筆記型筆記型PCPC掌上型掌上型掌上型掌上型PC(PDA)PC(PDA)掌上型遊戲機掌上型遊戲機掌上型遊戲機掌上型遊戲機PCPC介面卡介面卡介面卡介面卡ICIC卡卡卡卡NET WORKNET WORK47化学镍金制程的主要流程487.14.2.电镀镍金n在铜面上电镀上一定厚度的镍金，从而避免氧化，主要提高耐磨性能,主要用在经常挺拔的连接件上。n厚度：镍厚：80-200u”,金厚：30-50u”497.14.3.热风整平(Hot Air Leveling)n目的；n n 将锡/铅融熔，再经过热风平整锡面，锡覆盖于铜面上，主要目的为提供可可焊性连接(Soldering Interface)。n注意事项:n 温度 n 前后风刀角度507.14.4.电镀锡铅n目的:n 通过电镀形式在铜面上镀上 一层光亮的锡铅,主要目的为提供Soldering Interface。n流程:n 化学清洗微蚀(酸洗)水洗预浸电镀 水洗 烘干517.14.5.丝印和阻焊印刷n目的:n 用丝网于PCB表面印出文字，使电子零件符号表示其安装位置，或印上阻焊油墨。n n注意事项：n n 油墨粘度 刮刀压力 n n 刮刀角度 刮刀速度 527.14.6.有机保护膜在铜表面形成一层有机的保护膜，以保护铜面不被氧化，此膜在焊接时可熔于助焊剂中，不影响可焊性能。流程：上板预浸DI水洗Entek水洗下板烘干膜厚：0.2-0.5u”537.15.分割(Sep Die)n n目的目的n n1.1.将已压合结束的软板将已压合结束的软板n n（18*2418*24、12*1812*18，19.7*1219.7*12）分割成条状以满分割成条状以满足冲切时需要足冲切时需要n n2.2.分割保护膜的开口分割保护膜的开口n n注意事项：注意事项：n n 1.1.对准定位孔对准定位孔n n 2.2.加盖塑料盖板加盖塑料盖板n n 3.3.压力压力547.16.冲切外形(Die cut outline)n目的:n 将多片之工作排板，依照客户规格或尺寸要求分切或切SLOT内槽。557.17.电检n目的:n 利用测试仪器对线路板的导通性及电性能进行测试，确保线路板的电性能百分之百正确。n n注意事项：n 测试机压力n 探针型号567.18.终检(FQC)n n目的:n n 全面的对柔性线路板的外观进行检验7.19.出货抽检(OQA)n n目的:n 站在客户的利场上，对产品进行全面抽检，确保产品的可靠性。57