多层板制作工艺流程模板.doc
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1、内层工艺四. 4.1 製程目标 三層板以上產品即稱多層板,傳統之雙面板為配合零件之密集裝配,在有限板面上無法安置這麼多零組件和其所衍生出來大量線路,所以有多層板之發展。加上美國聯邦通訊委員會(FCC)宣佈自1984年10月以後,全部上市電器產品若有包含電傳通訊者,或有參與網路連線者,皆必須要做接地以消除干擾影響。但因板面面積不夠,所以pcb lay-out就將接地與電壓二功效之大銅面移入內層,造成四層板瞬間大量興起,也延伸了阻抗控制要求。而原有四層板則多升級為六層板,當然高層次多層板也因高密度裝配而日見增多.本章將探討多層板之內層製作及注意事宜. 4.2 製作步骤 依產品不一样現有三種步骤 A
2、. Print and Etch 發料對位孔銅面處理影像轉移蝕刻剝膜 B. Post-etch Punch 發料銅面處理影像轉移蝕刻剝膜工具孔 C. Drill and Panel-plate 發料鑽孔通孔電鍍影像轉移蝕刻剝膜 上述三種製程中,第三種是有埋孔(buried hole)設計時步骤,將在20章介紹.本章則探討第二種( Post-etch Punch)製程高層次板子較普遍使用步骤. 4.2.0發料 發料就是依製前設計所規劃工作尺寸,依BOM來裁切基材,是一很單純步驟,但以下幾點須注意: A. 裁切方法-會影響下料尺寸 B. 磨邊與圓角考量-影響影像轉移良率製程 C. 方向要一致-即經
3、向對經向,緯向對緯向 D. 下製程前烘烤-尺寸安定性考量 4.2.1 銅面處理 在印刷電路板製程中,不管那一個step,銅面清潔與粗化效果,關係著下 一製程成敗,所以看似簡單,其實裡面學問頗大。 A. 須要銅面處理製程有以下幾個 a. 乾膜壓膜 b. 內層氧化處理前 c. 鉆孔後 d. 化學銅前 e. 鍍銅前 f. 綠漆前 g. 噴錫(或其它焊墊處理步骤)前 h. 金手指鍍鎳前 本節針對a. c. f. g. 等製程來探討最好處理方法(其餘皆屬製程自動化中一部 份,无须獨立出來) B. 處理方法 現行銅面處理方法可分三種: a. 刷磨法(Brush) b. 噴砂法(Pumice) c. 化學法
4、(Microetch) 以下即做此三法介紹 C. 刷磨法 刷磨動作之機構,見圖4.1所表示. 表4.1是銅面刷磨法比較表 注意事項 a. 刷輪有效長度全部需均勻使用到, 否則易造成刷輪表面高低不均 b. 須做刷痕實驗,以確定刷深及均勻性 優點 a. 成本低 b. 製程簡單,彈性 缺點 a. 薄板細線路板不易進行 b. 基材拉長,不適內層薄板 c. 刷痕深時易造成D/F附著不易而滲鍍 d. 有殘膠之潛在可能 D.噴砂法 以不一样材質細石(俗稱pumice)為研磨材料 優點: a. 表面粗糙均勻程度較刷磨方法好 b. 尺寸安定性較好 c. 可用於薄板及細線 缺點: a. Pumice轻易沾留板面
5、b. 機器維護不易 E. 化學法(微蝕法) 化學法有幾種選擇,見表 . F.結綸 使用何種銅面處理方法,各廠應以產品層次及製程能力來評估之,並無定論,但可預知是化學處理法會更普遍,因細線薄板百分比愈來愈高。 4.2.2 影像轉移4.2.2.1印刷法 A. 序言 電路板自其起源到现在之高密度設計,一直全部與絲網印刷(Silk Screen Printing)或網版印刷有直接亲密之關係,故稱之為印刷電路板。现在除了最大量應用在電路板之外,其它電子工業还有厚膜(Thick Film)混成電路(Hybrid Circuit)、晶片電阻(Chip Resist )、及表面黏裝(Surface Mount
6、ing)之錫膏印刷等也全部優有應用。 由於多年電路板高密度,高精度要求,印刷方法已無法達到規格需求,所以其應用範圍漸縮,而乾膜法已替换了大部分影像轉移製作方法.下列是现在尚能够印刷法cover製程: a. 單面板之線路,防焊 ( 大量產多使用自動印刷,以下同) b.單面板之碳墨或銀膠 c.雙面板之線路,防焊 d.濕膜印刷 e.內層大銅面 f.文字 g.可剝膠(Peelable ink) 除此之外,印刷技術員培養困難,工資高.而乾膜法成本逐漸降低所以也使兩者消長明顯. B. 絲網印刷法(Screen Printing)簡介絲網印刷中幾個关键基础原素:網材,網版,乳劑,曝光機,印刷機,刮刀,油墨,
7、烤箱等,以下逐一簡單介紹. a. 網布材料 (1) 依材質不一样可分絲絹(silk),尼龍(nylon),聚酯(Polyester,或稱特多龍),不銹鋼,等.電路板常见者為後三者. (2) 編織法:最常见也最好用是單絲平織法 Plain Weave. (3) 網目數(mesh),網布厚度(thickness),線徑(diameter),開口(opening)關係 見表常见不銹鋼網布諸元素 開口:見圖4.2所表示 網目數:每inch或cm中開口數 線徑: 網布織絲直徑 網布厚度:厚度規格有六,Slight(S),Medium(M),Thick(T),Half heavy duty(H),Heav
8、y duty(HD),Super heavy duty(SHD) 圖4.2顯示印刷過程網布各元素饰演角色. b.網版(Stencil)種類 (1).直接網版(Direct Stencil) 將感光乳膠調配均勻直接塗佈在網布上,烘乾後連框共同放置在曝光設備臺 面上並覆以原稿底片,再抽真空使其密接感光,經顯像後即成為可印刷網 版。通常乳膠塗佈多少次,視印刷厚度而定.此法網版耐用,安定性高,用於大 量生產.但製作慢,且太厚時可能因厚薄不均而產生解像不良. (2).間接網版(Indirect Stencil) 把感光版膜以曝光及顯像方法自原始底片上把圖形轉移過來,然後把已经有圖 形版膜貼在網面上,待冷
9、風乾燥後撕去透明之載體護膜,即成間接性網版。 其厚度均勻,解析度好,製作快,多用於樣品及小量產. c. 油墨 油墨分類有幾種方法 (1).以組成份可分單液及雙液型. (2).以烘烤方法可分蒸發乾燥型、化學反應型及紫外線硬化型(UV) (3).以用途可分抗蝕,抗鍍,防焊,文字,導電,及塞孔油墨. 不一样製程選用何種油墨,須視各廠相關製程種類來評估,如鹼性蝕刻和酸性蝕刻 選擇之抗蝕油墨考慮方向就不一樣. d. 印刷作業 網版印刷现在有三種方法:手印、半自動印及全自動印刷. 手印機須要印刷熟 手操作,是最彈性與快速選擇,尤以樣品製作.較小工廠及協力廠仍有不少採 手印. 半自動印則除loading/u
10、nloading以人工作業外,印刷動作由機器代勞,但 對位還是人工作業.也有所謂3/4機印,意指loading亦採自動,印好後人工放入 Rack中. 全自動印刷則是loading/unloading及對位,印刷作業全部是自動.其對位 方法有靠邊, pinning及ccd三種. 以下針對幾個要素加以解說: (1) 張力: 張力直接影響對位,因為印刷過程中對網布不斷拉扯, 所以新網張力要求非 常关键一.般張力測試量五點,即四角和中間. (2) 刮刀Squeege 刮刀選擇考量有三, 第一是材料,常见者有聚氨酯類(Polyure-thane,簡稱PU)。 第二是刮刀硬度,電路板多使用Shore A之
11、硬度值60度80度者.平坦基 板銅面上線路阻劑之印刷可用7080度; 對已经有線路起伏之板面上印 綠漆及文字,則需用較軟之6070度。 第三點是刮刀長度,須比圖案寬度每側長出3/41吋左右。 刮刀在使用一段時間後其銳利直角會變圓,與網布接觸面積增大, 就 無法印出邊緣畢直細條,需要將刮刀重新磨利才行,需且刮刀刃線上 不 可出現缺口,否則會造成印刷缺点。 (3). 對位及試印 此步驟关键是要將三個定位pin固定在印刷機台面上,調整網版及離板間隙(Off Contact Distance)( 指版膜到基板銅面距離,應保持在2m/m5m/m做為網布彈回應有距離 ),然後覆墨試印.若有不準再做微調.
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