PCB焊盤工藝分類

1、FPCBFPCB材料知識材料知識( (張騰飛張騰飛 V.1V.12012-5-28)2012-5-28)1.FPCB1.FPCB常用單位換算常用單位換算2.FPCB2.FPCB常用表面處理方式常用表面處理方式3.FPCB3.FPCB結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)4.4.關(guān)鍵性能參數(shù)和測試方法關(guān)鍵性能參數(shù)和測試方法5.5.工序中的工序中的FPCBFPCB6.FPCB6.FPCB供應(yīng)商情況簡介供應(yīng)商情況簡介一、一、FPCB常用單位換算常用單位換算1.FPCB常用單位可分為公制和英制兩種：常用單位可分為公制和英制兩種： 公制：公制： 英制：英制：dm 分米分米 ft 英尺英尺cm 厘米厘米 in 英寸英寸mm 毫米毫米

2、mil 密爾密爾um 微米微米 uin 微英寸微英寸2.換算進制：換算進制：1dm = 10cm 1ft = 12in1cm = 10mm 1in = 1000mil1mm = 1000um 1mil = 1000uin 3.公制英制互換進制：公制英制互換進制：1in = 2.54cm = 25.4mm = 25400um 1mil = 25.4um 1mil = 0.0254mm 1uin = 0.0254um1mm = 39.37mil 1um = 39.37uin 4.銅箔厚度單位換算：銅箔厚度單位換算： 銅箔厚度常用單位：銅箔厚度常用單位：oz（Ounce 盎司）盎司）重量單位重量單位

3、1oz定義為：定義為：1平方英尺面積上單面覆蓋重量平方英尺面積上單面覆蓋重量1oz（28.35g）的銅箔厚度）的銅箔厚度1 oz = 35um = 1.35mil2 oz = 70um = 2.7 mil常用銅箔厚度會用分?jǐn)?shù)表示：常用銅箔厚度會用分?jǐn)?shù)表示：1/2 oz = 17.5um = 0.7mil1/3 oz = 11.7um = 0.5mil1/4 oz = 8.8um = 0.35mil注：目前注：目前Truly常用銅箔為常用銅箔為1/2 oz 二、二、FPCB常用表面處理方式常用表面處理方式表面處理作用：防止銅面氧化，保持表面的可接合性。表面處理作用：防止銅面氧化，保持表面的可接合

4、性。FPCB常用表面處理方式主要有以下幾種：常用表面處理方式主要有以下幾種：1.OSP（Organic Surface Protection）2.噴錫（噴錫（Hot Air Solder Leveling）3.沉金（沉金（Immersion Gold）4.鍍金（鍍金（Plating Gold）5.鎳鈀金（鎳鈀金（Ni-Pd-Au）6.沉銀（沉銀（Immersion Silver）7.直接鍍金：應(yīng)該是新技術(shù)，只聽說過，沒有見過。直接鍍金：應(yīng)該是新技術(shù)，只聽說過，沒有見過。1.OSP（有機可焊保護膜）：（有機可焊保護膜）： 將銅面清洗干凈后，通過化學(xué)反應(yīng)方法，在銅面上生成一種有機膜，將銅面清洗干凈

5、后，通過化學(xué)反應(yīng)方法，在銅面上生成一種有機膜， 通過隔離空氣來保護銅面不被氧化。通過隔離空氣來保護銅面不被氧化。 優(yōu)點：價格便宜、厚度薄、表面平整；優(yōu)點：價格便宜、厚度薄、表面平整； 缺點：低活性助焊劑難以破壞其表面、存儲條件較嚴(yán)；缺點：低活性助焊劑難以破壞其表面、存儲條件較嚴(yán)； 但其環(huán)境親和性好，因為是水基保護膜，不會污染環(huán)境，另外也有但其環(huán)境親和性好，因為是水基保護膜，不會污染環(huán)境，另外也有 其缺點，不能過多次回流焊。其缺點，不能過多次回流焊。 此類處理方式適合于板子整體要求較為一致的情況，因我司此類處理方式適合于板子整體要求較為一致的情況，因我司FPCB各各部分要求不一樣，有些部位需要厚

6、金打線，有些部分需要硬金插拔，部分要求不一樣，有些部位需要厚金打線，有些部分需要硬金插拔，所以供應(yīng)商操作難度較大，不適用。所以供應(yīng)商操作難度較大，不適用。 2.噴錫（噴錫（HASL）：）： 將整塊板浸入錫爐中，然后用熱空氣通過風(fēng)刀整平，后清潔水洗。將整塊板浸入錫爐中，然后用熱空氣通過風(fēng)刀整平，后清潔水洗。 優(yōu)點：可焊性好、工藝簡單；優(yōu)點：可焊性好、工藝簡單； 缺點：價格較高、平整度不高；缺點：價格較高、平整度不高； 噴錫（又稱：熱風(fēng)整平）屬粗放式處理，僅適用于較大線路間距的產(chǎn)噴錫（又稱：熱風(fēng)整平）屬粗放式處理，僅適用于較大線路間距的產(chǎn)品，如電腦主機板、電視板等，不適合精密線路處理。品，如電腦主

7、機板、電視板等，不適合精密線路處理。 我司產(chǎn)品所使用我司產(chǎn)品所使用FPCB均是精密線路，此種不適合我司使用，且鑒于均是精密線路，此種不適合我司使用，且鑒于焊接性能、可靠性等原因，我司焊接性能、可靠性等原因，我司FPCB所使用的表面處理材料大多為所使用的表面處理材料大多為金。金。3.沉金（沉金（ENIG）：）： 先在銅面上化學(xué)沉積一層鎳磷層，再通過置換反應(yīng)增加一層金層。先在銅面上化學(xué)沉積一層鎳磷層，再通過置換反應(yīng)增加一層金層。 優(yōu)點：可焊性好、可以進行優(yōu)點：可焊性好、可以進行COB金線邦定；金線邦定； 缺點：價格最高、制程控制困難；缺點：價格最高、制程控制困難； 沉金是化學(xué)反應(yīng)，存在反應(yīng)速率不一

8、致的問題，如果沉金藥水活性太沉金是化學(xué)反應(yīng)，存在反應(yīng)速率不一致的問題，如果沉金藥水活性太高，藥水會攻擊鎳磷層，導(dǎo)致金層與鎳層之間結(jié)合力變小，高，藥水會攻擊鎳磷層，導(dǎo)致金層與鎳層之間結(jié)合力變小，SMT后產(chǎn)后產(chǎn)生黑焊盤不良。生黑焊盤不良。 按照行業(yè)內(nèi)要求，按照行業(yè)內(nèi)要求，0.08um以下稱為薄金，以下稱為薄金，0.3um以上稱為厚金；以上稱為厚金； 一般不會采用在一般不會采用在0.080.3um之間的厚度值，之間的厚度值， 薄金主要用于焊盤、熱壓金手指、插拔金手指等，作用主要是防止銅薄金主要用于焊盤、熱壓金手指、插拔金手指等，作用主要是防止銅面氧化，增加焊盤表面的可焊性；面氧化，增加焊盤表面的可焊

9、性； 厚金主要用于金線邦定，增加金線與厚金主要用于金線邦定，增加金線與PAD點之間的結(jié)合力；點之間的結(jié)合力；4.鍍金（鍍金（Plating Gold）：）： 通過電鍍的方式，先鍍上鎳層，再鍍金層。通過電鍍的方式，先鍍上鎳層，再鍍金層。 優(yōu)點：金層致密、金層表面光亮、可用于插拔金手指；優(yōu)點：金層致密、金層表面光亮、可用于插拔金手指； 缺點：可焊性不如沉金；缺點：可焊性不如沉金； 鍍金可分為：鍍軟金和鍍硬金，區(qū)別在于軟金鍍的是純金，硬金鍍的鍍金可分為：鍍軟金和鍍硬金，區(qū)別在于軟金鍍的是純金，硬金鍍的是金和鈷的合金；軟金（可焊性良好）主要應(yīng)用于焊接、金線邦定，是金和鈷的合金；軟金（可焊性良好）主要應(yīng)

10、用于焊接、金線邦定，硬金（耐磨）主要應(yīng)用于插拔金手指；硬金（耐磨）主要應(yīng)用于插拔金手指； 鍍軟金和鍍硬金我司都有應(yīng)用。鍍軟金和鍍硬金我司都有應(yīng)用。 不管是沉金還是鍍金，都需要有鎳層作屏障層，否則金直接跟銅接觸不管是沉金還是鍍金，都需要有鎳層作屏障層，否則金直接跟銅接觸后會遷移，金層在后會遷移，金層在1小時之內(nèi)就會消失。小時之內(nèi)就會消失。 5.鎳鈀金（鎳鈀金（Ni-Pd-Au）：）：鎳鈀金屬于化學(xué)沉積方式生產(chǎn)。鎳鈀金屬于化學(xué)沉積方式生產(chǎn)。 優(yōu)點：價格便宜、可用于優(yōu)點：價格便宜、可用于COB金線邦定；金線邦定； 缺點：工藝復(fù)雜、國內(nèi)僅少數(shù)廠家有做；缺點：工藝復(fù)雜、國內(nèi)僅少數(shù)廠家有做； 鎳鈀金是一種

11、新的表面處理方式，它的出現(xiàn)主要為了解決鎳鈀金是一種新的表面處理方式，它的出現(xiàn)主要為了解決COB厚金厚金價格偏高問題，價格偏高問題，COB厚金需要的金層厚度規(guī)格為厚金需要的金層厚度規(guī)格為0.3um，而鎳鈀金，而鎳鈀金的金層厚度要求僅為：的金層厚度要求僅為：0.05um，可以節(jié)省很多成本。，可以節(jié)省很多成本。 目前此種表面處理方式我司的板也有使用。目前此種表面處理方式我司的板也有使用。6.沉銀（沉銀（Immersion Silver）：）：沉銀是一種落后工藝，基本已被淘汰。沉銀是一種落后工藝，基本已被淘汰。 表面處理方式對比表二二.FPCB的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)： 1.FPC結(jié)構(gòu)： 一般常見FPC外觀如下

12、圖所示：Mark點IC焊盤1PCSSMT行進方向定位孔微連點白字油連接器焊盤 兩層FPC切片如下圖所示： 主要材料有： 基材、銅箔、覆蓋膜、油墨、屏蔽膜、補強(FR4、SUS鋼片、PI)等： 膠PI基材導(dǎo)通孔線路PI覆蓋膜補強鋼片熱固膠2.FPC分類及區(qū)別： FPC根據(jù)在我司的作用可分為以下類型： a.CSP類型： 主要用于CSP封裝類型模組，特點是CSP類型IC直接焊接，因此FPC頭部 會有BGA焊盤區(qū)域。 焊盤表面處理要求較低，尺寸、可焊性O(shè)K即可； b.COB類型： COB類型FPC主要用于熱壓結(jié)構(gòu)模組，特點是頭部無補強鋼片，尾部一 般是BTB類型或ZIF類型連接器PIN； 要求主要有兩

13、點：1.頭部透光性好，不能影響熱壓對位； 2.頭部彎折性好，熱壓后不能發(fā)生斷裂； c.COF類型： 此類FPC直接用于金線邦定，因此對FPC性能要求較高，特點是FPC頭部 設(shè)置有打金線的PAD點； 要求：1.PAD點金線邦定情況良好，厚金0.3um，鎳鈀金0.05um； 2.FPC頭部表面平整，不能影響IC搭載及Holder搭載； 3.PCB結(jié)構(gòu)： 一般常見PCB外觀如下圖所示：邦定PAD電容PADMark點行進方向切片結(jié)構(gòu)與FPC類似，不再贅述。PCB同樣可分為CSP和COB類型，但CSP類型較少使用；另根據(jù)PCB的疊層結(jié)構(gòu)，可以把PCB分為：普通型和HDI型；普通型PCB指的是僅僅包含通孔

14、的PCB，一般用于較簡單線路設(shè)計；所謂HDI類型，指的就是High Density Interconnect（高密度互聯(lián)）直觀來說就是包含埋孔和盲孔的PCB，如下圖所示：通孔盲孔埋孔L1L2L3L4L5L6FPCB原材料介紹：原材料介紹： 1.FPC基材： FPC基材主要有以下幾種： 根據(jù)銅箔分類：電解銅、壓延銅； 電解銅適合精細線路制作，壓延銅適合有動態(tài)彎折要求的產(chǎn)品； 根據(jù)銅箔與膠的結(jié)合方式：有膠基材、無膠基材； 有膠基材較硬，不適合彎折，無膠基材較軟，透明度好，適合熱壓 根據(jù)介質(zhì)層分類：PI、PET； 我司多使用的是PI介質(zhì)層，PET難以加工，一般不會使用； FPC基材廠家主要有：新?lián)P、

15、新日鐵、臺虹、生益等； 2.PCB基材： PCB基材主要可以按以下分類： 根據(jù)介質(zhì)層分類：普通FR4、高TG FR4、BT基材等； 我司使用高TG材料較多，因為金線邦定時會產(chǎn)生高溫，TG值較低的基材會 軟化變形，不利于生產(chǎn)； 隨著電子產(chǎn)品的要求日益嚴(yán)格，高TG材料的應(yīng)用也在逐漸增多； BT基材是小日本研發(fā)的一種材質(zhì)，性能優(yōu)異，強度很好，TG值高，但同時價 格也很高，除非特殊產(chǎn)品，一般不會使用； 根據(jù)環(huán)保分類：有鹵、無鹵； 有鹵基材主要是添加了鹵素阻燃劑，但燃燒時會產(chǎn)生致癌物質(zhì)，因此被歐盟 禁用，無鹵基材添加的是非鹵素阻燃劑，燃燒時不會產(chǎn)生致癌物質(zhì)。 為適合歐盟的要求，無鹵基材的使用也在日益增多

16、； 根據(jù)玻纖密度：1080、2160等； PCB基材廠家主要有：建滔、南亞、生益等； 3.銅箔： 銅箔主要用于多層板制造，多層板在生產(chǎn)過程中會使用銅箔進行壓合增層， 所以，多層板也叫：增層板或積層板； 單純的銅箔一般都是電解銅薄，分為光面和毛面，光面用于線路蝕刻制作， 毛面主要用于增強銅箔與介質(zhì)層的結(jié)合力；4.屏蔽膜： 屏蔽膜主要用在FPC中，起到電磁屏蔽的作用，防止線路信號受到電磁干擾； 屏蔽膜一般要求接地處理，只有進行接地處理，才能將屏蔽產(chǎn)生的電荷導(dǎo)出 不至于影響正常信號； 電磁屏蔽膜主要有：絕緣保護層、金屬層、導(dǎo)電層三部分構(gòu)成； 絕緣保護層作用在于保護金屬層不被外力損壞； 金屬層用于屏蔽

17、外部電磁干擾； 導(dǎo)電層用于導(dǎo)出電荷；離型膜保護層金屬層導(dǎo)電層絕緣層離型膜5.補強板： 補強板，顧名思義作用在于給FPC補強，為的是能夠順利在FPC上面貼裝 元器件，補強板有維持FPC外形穩(wěn)定性的作用； 補強板材質(zhì)一般可分為：FR4、PI、鋼片等； FR4材質(zhì)也可分為有鹵和無鹵材質(zhì)，一般FPC采用沖壓成型，F(xiàn)R4邊緣易產(chǎn)生 毛刺不良，部分改良產(chǎn)品可較好改善此不良； PI補強一般用于ZIF金手指位補強，為了便于金手指插入連接器內(nèi)部； 補強鋼片一般采用SUS304材質(zhì)，此種材質(zhì)具有以下兩個特點： a.弱磁性，不會對我司AF產(chǎn)品馬達產(chǎn)生影響； b.不銹性，表面光亮，不會氧化變色； 補強鋼片一般可分為：

18、普通補強鋼片、鍍鎳補強鋼片； 普通補強鋼片用于一般產(chǎn)品，無補強接地要求的產(chǎn)品； 鍍鎳補強鋼片用于有接地要求的產(chǎn)品，鎳穩(wěn)定性好，能夠保證較低的電阻值；三三.關(guān)鍵性能參數(shù)及測試方法：關(guān)鍵性能參數(shù)及測試方法： 1.外觀： 因為我司所用FPCB均是用于攝像模組相關(guān)，外觀上要求較為嚴(yán)格， 外觀測試方法為：40X顯微鏡下觀察，要求： a.油墨不易產(chǎn)生粉塵，以免造成污點不良； b.邦定PAD表面顏色一致，不能有任何可見不良； c.沖切或銑邊邊緣不能有毛刺等不良； 2.尺寸： 尺寸為通用測試中最為重要的一點，因為FPCB尺寸直接影響IC搭載精度、 Holder搭載精度、金手指接觸精度、成品全尺寸等數(shù)據(jù)。 尺寸

19、測試方法為：對照沖模圖測量所有重點尺寸； 使用工具主要有：游標(biāo)卡尺、千分尺、投影儀、STM6等 尺寸要求不能超上下公差，部分三星型號要求長寬厚的Cpk值必須1.33三三.關(guān)鍵性能參數(shù)及測試方法：關(guān)鍵性能參數(shù)及測試方法： 3.性能： 性能測試也是FPCB測試中非常重要的一部分，它決定著使用性能上 的一些性質(zhì)，如：彎折、接地、可焊性、附著力等； 測試方法為：使用專用工具進行測試； 使用的工具有：彎折測試儀、萬用表、錫爐、3M600#膠帶等； 以上功能測試標(biāo)準(zhǔn)，我司內(nèi)部要求主要如下： a.彎折：0.5mm彎折半徑，30次無斷裂； b.接地：補強鋼片、屏蔽膜接地電阻值10um； 四四.工序使用情況介紹

20、：工序使用情況介紹： FPCB不僅屬于主材，而且是基礎(chǔ)材料，如果把整個模組看做是一個 人體的話，那么FPCB就是骨骼和血管，不僅是支撐身體的基礎(chǔ)，還 是傳輸信號的通道； 因此，整個模組的制造過程，從投料到出貨，都有FCPB身影的存在 下面，我們就簡要介紹一下各工序的使用情況：1.SMT： SMT是投料生產(chǎn)的第一站，從這一站開始，就要把FPCB作為一個 地基在上面構(gòu)建出有生命的模組； 此時需要加在FPCB上的元器件主要有以下幾種： 電容、電阻、連接器、LED等所有需要使用錫膏焊接的元件； 對于CSP模組，甚至連IC就已經(jīng)搭載在FPCB上了。2.COB： COB車間需要在FPCB上進行Die邦和W

21、ire邦，繼而搭載Holder和Lens 的組合，從而完成模組的組裝； 所謂邦定，就是固定的意思，Die就是COB裸芯片的意思，Wire就是 金線的意思，那么Die邦和Wire邦就是固晶和打金線的意思； Die邦：需要先在FPCB上畫膠，一般有“十”字和“米”字兩種方式， 然后將IC貼在FPCB上，通過低溫固化完成搭載， 一般需要控制的參數(shù)為：IC推力、搭載精度等； Wire邦：通過瓷嘴使用金絲球焊機焊接，連接FPCB和IC上的焊點， 一般需要控制弧高、金線拉力等參數(shù)；2.COB： Die邦和Wire邦后就是Holder和Lens的搭載了（鏡頭組）， Lens旋入是在IR車間完成的，這里咱們就

22、不介紹了， 鏡頭組搭載時首先需要在FPCB上畫膠，此時畫的是Holder搭載膠， FPCB起到的是承載鏡頭組的作用，此時對FPCB的要求主要如下： 1.平整度：如果FPCB平整度不好，則會導(dǎo)致鏡頭組搭載后傾斜， 最終在檢測車間發(fā)現(xiàn)會無法對焦（MN）； 2.焊盤距邊公差：焊盤距邊公差決定著IC與鏡頭組的相對位置， 如果公差控制的不好，將會導(dǎo)致暗角不良（shading）；3.熱壓： 熱壓車間作用是把LU和FPC組合在一起， 當(dāng)然，CSP產(chǎn)品、Socket結(jié)構(gòu)和COF類型產(chǎn)品是不經(jīng)過熱壓的； 熱壓主要需要考慮以下因素： 1.FPCB熱壓金手指的位置精度：如果位置精度太差，會影響到成品 模組的尺寸，甚至?xí)绊慙U熱壓對位； 2.FPC的透光性：如果FPC透光性太差，會影響熱壓對位，降低生產(chǎn) 效率； 3.FPC柔軟度：FPC如果太硬，在高溫高壓下會發(fā)生金手指斷裂不良 即使不斷裂，也會有微裂存在?？赡茉谖宜緳z測OK的模組，到 客戶端裝機使用時就出現(xiàn)問題了。 熱壓的問題還有很多，跟工藝相關(guān)度較大，因為在此制程中有高溫 高壓，會存在很多意想不到的隱患。4.檢測： 檢測車間作用是調(diào)焦、檢測、OQC等， 調(diào)焦檢測與FPCB的關(guān)系較小，主要是后面的O