PCB壓合制程概述

1、壓合課製程介紹壹、 目的壓 合 製 程 介 紹壹、目的:1. 壓合(mass lamination)製程原理說(shuō)明壓合最主要的目的在於透過(guò)熱與壓力使P.P, 外層銅箔作為外層線路之基地. 而不同之 P.P 組成搭配不同之內(nèi)層板材與面銅則可調(diào)配出不同規(guī)格厚度之線路板.貳、流程簡(jiǎn)介:水帄棕化預(yù)疊合自動(dòng)疊合自動(dòng)迴流線熱壓冷壓自動(dòng)磨邊自動(dòng)拆解手動(dòng)拆解x-Ray 鑽靶NC Router水帄棕化(brown oxide)使內(nèi)層銅而產(chǎn)生一保護(hù)性氧化層,避免 P.P 與銅面直接接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而造成壓合不良.化學(xué)清洗水洗預(yù)浸棕化1棕化2水洗純水洗熱風(fēng)烘乾預(yù)疊合(booking)之前置作業(yè)頇注意 P.P 之經(jīng)緯間

2、頇與基板一至,否則易造成壓合后板彎板翹. 另注意 P.P 疊置之順序及數(shù)量,否則易造成織紋顯露之外觀陷或厚度不符規(guī)格.包含:層板: 內(nèi)層板+P.P) - 貼膠機(jī) ;六層板以上內(nèi)層板+內(nèi)層板+P.P) - 鉚釘機(jī)自動(dòng)疊合(automatic lay-up)將預(yù)疊合好之板材與上銅箔+鋼板及下銅箔+鋼板藉由自動(dòng)吸取移載裝置疊合在一起. 載盤+牛皮紙+鋼板+銅箔+預(yù)疊合板+銅箔+鋼板+約十層自動(dòng)迴流線(automatic circulation)將疊合好之板材依程式設(shè)定加上牛皮紙及上蓋板經(jīng)入料段送入熱壓機(jī)熱壓並經(jīng)冷壓後經(jīng)出料段送至拆解段自動(dòng)拆解鋼板及半成品.包含:傳輸段, 臺(tái)車, 入出料段, 拆解段,

3、 鋼板磨刷, 水洗, 烘乾黏塵段.熱壓(hot press)piston 提供之壓力在抽真空環(huán)境下加熱加壓, 組合好之板材, P.P b-stage(半固化態(tài))c-stage(固化態(tài)) 密結(jié)合各內(nèi)層板之板材.冷壓(cold press)將已固化之多層板利用循環(huán)冷卻水降溫同時(shí)加壓防止多層板變形以利後續(xù)加工.自動(dòng)拆解(automatic break down)將半成品與壓合用之鋼板利用自動(dòng)移載裝置分解.手動(dòng)拆解(manual break down)利用美工刀將 full sheet 之半成品分解成下製程加工所需之 working panel.9.X-RAY 鑽靶(target drilling)利

4、用 x-ray 找出內(nèi)層定位孔並加以鑽孔以利後續(xù)製程之定位加工NC Router(contour 利用銑刀將板邊流膠部分去除. 包含:固定板材之定位 pin, 電木板, 下墊板等週邊.(automatic edge beveling)利用刀具將板邊修齊帄整.參、壓合概述傳統(tǒng)多層板系為配合眾零件之密集裝配 ,而在表層之外,向內(nèi)部開闢更多的佈線空間,發(fā)揮眾多資料之迅速處理,因而才有多層板之發(fā)展.于是除了將原來(lái)雙面上必頇的:“接地”(Ground,Gnd)及:“電壓”(Power,Vcc)等導(dǎo)體面改置于內(nèi)層外,其他(內(nèi)層中)還另需布有配合外層零件,所用到的訊號(hào)線路層(Signel Layer),這就

5、是傳統(tǒng)多層板原來(lái)設(shè)計(jì)的目的.但自從“美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)”(FCC)1984 10 月以后,的電子電器品,若有涉及電傳通訊者,或有參與網(wǎng)路邊線者,皆必頇要做好“接地”作,(Noise).,為提高品質(zhì)、減少干擾、及穩(wěn)定電壓等措施起見,也需增加接地及電壓兩個(gè)層次.因而形成了四層板在短時(shí)間內(nèi)的大量興起.嚴(yán)格說(shuō)起來(lái)這種四面層板,只有多量蝕去銅后空?qǐng)A地,PTH,IC 之腳孔與他零件孔,以及導(dǎo)電孔(Via Hole),以形成絕緣的空環(huán)(Clearance).除此之外,還有其他少數(shù)IC腳需接大地,基接電壓的“邊接孔”.此種內(nèi)層與真正內(nèi)層線路,以帄環(huán)(Annular Ring)套接通孔孔壁之方式并不相同.,而原

6、來(lái)的四層板則再升級(jí)為六層板至于再往高多層次板發(fā)展時(shí),.由于層次增多及線路密集,促成了多層板壓合技術(shù)的改進(jìn),形成簡(jiǎn)單四層板,與高難度高層板之兩極化趨勢(shì).其間所需之各制程處理及機(jī)具設(shè)備,也逐漸有所不同.在此先就四層板大量興起后,為增加產(chǎn)量降低成本,而引起壓合技術(shù)之演變敘述于后:一段壓力(Single Pressre)及多開口(Openning)式的壓床,及壓合法盛行,提高很多,并實(shí)行冷熱分床加速流程.其間雖仍有兩段壓力法,但與早期兩段式壓力已有所不同.部份取消對(duì)準(zhǔn)固定 (Pin),代替原來(lái)的單面薄基板當(dāng)成表層 (CapSheet)去壓合,與基板(Laminates)之做法相似.製程板面(Panel

7、 Size)實(shí)行多排版大型化,待完成壓合后,再切開分別進(jìn)行后續(xù)流程,以增加壓合的產(chǎn)量,減少管理麻煩.為應(yīng)付四層板之廣大數(shù)量,其內(nèi)層板有愈來(lái)愈厚的趨勢(shì),的目標(biāo).,甚至邊膠流量之測(cè)量理論及方法也隨之革新.IC 卡的影響,20mil 以下極端.為了有效抽走內(nèi)層板中空陷處之空氣,并有效填膠起見,已發(fā)展出量產(chǎn)用的全真空二氧化碳?jí)好绞?進(jìn)行低氣壓式的艙壓法 (Autoclave),及抽空氣與原來(lái)油壓式合并的抽壓式(Hydralic Vacuum)壓板法等.(E.D.Photoresist).黑化法(Black Oxide)亦改進(jìn)很多,并有內(nèi)層蝕刻之自動(dòng)化.高層化對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(Registration)已大幅改

8、進(jìn),而內(nèi)層板亦采用自動(dòng)光學(xué)檢驗(yàn)(AOI),使8 層以下的板子幾乎都可使用 Mass Lamination 法進(jìn)行量產(chǎn).肆、 流程概述一.水帄棕化：brown oxide水帄棕化的流程：入料段化學(xué)清洗段四道溢流水洗段預(yù)浸段棕化 1棕化 2四道溢流水洗段純水洗段熱風(fēng)烘乾段出料輸送段1 化學(xué)清洗作用：上之銹斑，鹼性清潔劑-R 為去除光組殘?jiān)匦鍧崉?，其可去除?nèi)層板氧化物，指紋等異物，使處理後之表面潔淨(jìng)，活化且易於清操作條件： 濃度10 2（體積比）溫度53 2徹底洗去板面上殘留的藥液以防止污染後續(xù)之藥液.防止前處理藥劑帶入棕化槽內(nèi)及活化板面使棕化更容易進(jìn)行操作條件：濃度範(fàn)圍最佳值濃度：100-B

9、20.22 100C-5020.22 溫度：2棕化 1 & 棕化 2其有機(jī)金屬轉(zhuǎn)化層具有良好的粗化表面，使其與環(huán)氧樹間具有良好的附著力，同時(shí)避免粉紅圈的發(fā)生.操作條件：濃度範(fàn)圍最佳值濃度： 100C-502.7-3.53 硫酸：3.8-4.24 銅離子：溫度：30 l34 2二.壓合：Mass Lamination壓合的流程：預(yù)疊合自動(dòng)疊合熱壓冷壓自動(dòng)拆解半成品手動(dòng)拆解X-RAYN.C. Router自動(dòng)磨邊預(yù)疊合& 自動(dòng)疊合進(jìn)壓合機(jī)之前,需將各多層板使用原料準(zhǔn)備好,以便疊板(Lay-up)作業(yè).除已氧化處理之內(nèi)層外,尚需膠片(Prepreg),銅箔(Copper foil),以下就常用P/P

10、敘述其規(guī)格種類及作業(yè): 需注意不同供應(yīng)商之規(guī)格不盡相同. P/P(Prepreg)之規(guī)格:R/C%R/F%GT 7628HR48327516520762843320516520211653327516520108061335516520P/P 的選用要考慮下列事項(xiàng):絕緣層厚度內(nèi)層銅厚樹脂含量?jī)?nèi)層各層殘留銅面積對(duì)稱銅箔規(guī)格:基重0.5oz(18um)153151.0oz(35um)30530組合的方法依客戶之規(guī)格要求有多種選擇,考量對(duì)稱,銅厚,樹脂含量,流量等以最低成本達(dá)品質(zhì)要求:其基本原則是兩銅箔或?qū)w層間的絕緣介質(zhì)層至少要兩張膠片所組成而3.5 mil(已有更尖端板的要求更薄於此)在玻璃布上

11、形成介電常數(shù)太 大之絕緣不良情形,而且附著力也不好。為使流膠能夠填滿板內(nèi)的空隙 ,又不要因膠量太多造成偏滑或以後 Z 方向的過(guò)度膨脹,與銅面 接觸的膠片,其原始厚度至少要銅厚的兩倍以上才行。最外層與次外層至少要有 5 mil 以保證 絕緣的良好。,必頇經(jīng)對(duì)經(jīng),緯對(duì)緯,以免造成後來(lái)的板翹板扭無(wú)法補(bǔ)救的 結(jié)果。膠片的張數(shù)一定要上下對(duì)稱,以帄衡所產(chǎn)生的應(yīng)力。少C-Stage 的材料來(lái)墊 補(bǔ)厚度,此點(diǎn)尤其對(duì)厚多層板最為要緊,受熱後分離。在不得及使用時(shí)要注意其水份的烘烤及表面的粗化以增附著力。要求阻抗 (Impedance)控制的特殊板,應(yīng)改用低稜線(Low Profile)的銅箔,使其毛面(Matte

12、 side)之峰谷間垂直相差在 6 微米以下,傳統(tǒng)銅皮之差距則達(dá) 12 微米。使用薄銅箔時(shí)與其接壤的膠片流量不可太大 ,以防無(wú)梢大面積壓板後可能發(fā)常生的皺折(Wrinkle)。選擇好組合方式,6 shift.此處要考慮的是卯釘 的選擇(長(zhǎng)度,深度材質(zhì)),以及鉚釘機(jī)的操作(固定的緊密程度)等. 2 熱壓& 冷壓：壓合時(shí)升溫速率與升壓速率對(duì)板子之影響,典型 Profile 如下圖:A.溫度:(Internal 彎、板翹(Warp、Twist).Kiss 皺折及應(yīng)力.C-stage.壓合流程品質(zhì)管制重點(diǎn):板厚、板薄、板翹銅箔皺折pits & dents內(nèi)層氣泡f.內(nèi)層偏移三.後處理：Post Treatment