1、2009-10-24 PWB工藝流程,1,PWB工藝流程介紹,2009-10-24 PWB工藝流程,2,2009-10-24 PWB工藝流程,3,基板寫真,2009-10-24 PWB工藝流程,4,基板名稱,Frame,Piece,3連接,2009-10-24 PWB工藝流程,5,生產(chǎn)單位,Sheet (枚),基板在實際生產(chǎn)過程中實際是按照“sheet” 為基本單位，一般量產(chǎn)情況下32 Sheets為1lot(試驗品存在16s/lot的情況)，產(chǎn)品的管理和流動是以lot為單位。,Lot,Worksize (mm)： 一廠: 415*510、515*510； 二廠: 410*614、424*61

2、4、510*614；,2009-10-24 PWB工藝流程,6,基板的層構(gòu)成,PWB板實際上就是一個電路，一個復(fù)雜的立體電路： 1，有多層線路圖形；每層線路圖形都很復(fù)雜；線路圖的厚度有要求； 2，各層間線路間需要有介電材料 (絕緣材料)隔開；介電層也有厚度要求； 3，層與層間的線路設(shè)計需要連通，連通是通過鍍銅的孔來實現(xiàn)的；孔有機(jī)械加工的孔，也有激光脈 沖加工的孔；鍍銅孔有填滿的鍍銅孔，也有只在孔壁上鍍一層的孔，鍍銅條件是不同的。 4，結(jié)構(gòu)對稱：基板上下層的構(gòu)成是對稱的，基板生產(chǎn)時由內(nèi)向外； 5，對位：孔與相關(guān)層連接要求孔與相應(yīng)圖形要對應(yīng)，即對位要好。否則錯位會導(dǎo)致斷路(開路)。 6，收縮率：由

3、于基板介電材料是高分子材料，基板存在一定的收縮率，且各層收縮率不同；盡管收縮率不 大，但對產(chǎn)品對位影響非常大。理論各層尺寸設(shè)計的比例為1，而實際上各層尺寸(Scale)不為1。另外，設(shè)備精度 線體的波動等也會對Scale產(chǎn)生影響。,某產(chǎn)品基板的截面示意圖：,2009-10-24 PWB工藝流程,7,7，基板外表面需要做表面處理： 鍍Ni/Au(印刷碳油墨) ：降低接觸電阻，抗腐蝕性，耐磨性，焊接輔助； 抗氧化處理：封裝元器件的位置，為銅表面，高溫下可以封裝； 阻焊劑：不需要封裝的位置，保護(hù)基板(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,并節(jié)省焊錫

4、之用量。B. 護(hù)板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質(zhì)的侵害使線路氧化而危害電氣性質(zhì)，并防 止外來的機(jī)械傷害以維持板面良好的絕緣。C. 絕緣：由于板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細(xì),故導(dǎo)體間的絕緣問題日形突 顯,也增加防焊漆絕緣性質(zhì)的重要性。)。,2009-10-24 PWB工藝流程,8,相關(guān)概念,Laser Via Hole (unfilled),Laser Via Hole (filled),Inner Via Hole,Non Plated Though Hole,導(dǎo)體層,介電層(絕緣層),碳層,OSP層,SR層,線路板實際是多層線路圖形通過導(dǎo)通孔形成的網(wǎng)絡(luò)立體電路。導(dǎo)體層：即銅形成的線幅圖形，其厚度稱為導(dǎo)

5、體厚，圖 中產(chǎn)品為8層板；介電層(絕緣層)：導(dǎo)體層間部分，起到絕緣作用，其厚度成為層間厚;一般由環(huán)氧樹脂構(gòu)成。,Inner via hole: 簡稱IVH孔，使用機(jī)械設(shè)備加工(機(jī)械鉆孔)，在孔壁上鍍上一層銅，一般產(chǎn)品內(nèi)層間連接導(dǎo)通作用。Laser via hole: 簡稱LVH孔(激光孔)，使用激光(CO2)脈沖加工。一般產(chǎn)品內(nèi)層激光孔使用填孔鍍銅工藝，外層為非填孔鍍銅工藝(孔壁鍍銅)。NPTH孔: 非鍍銅通孔, 作用是基板機(jī)械加工和封裝時起定位作用。部分產(chǎn)品有PTH孔(Plated Though Hole),一般是散熱作用。,表面：solder resist 層：簡稱SR層，阻焊層。作用是手

6、機(jī)做表面封裝時防止錫焊連接不需要封裝的圖形上導(dǎo)致短路; 碳層、Ni/Au層：產(chǎn)品外層圖形部分圖形需要做碳表面處理或鍍Ni/Au處理，以增強(qiáng)其線路導(dǎo)體能力。 OSP層： Organic Solderable Preservative（有機(jī)可焊性保護(hù)劑）：基板完成后，封裝部位外層銅圖形很容 易氧化,需要做抗氧化處理,OSP就起到抗氧化的作用。,2009-10-24 PWB工藝流程,9,Layer 1,Layer 5,基板各層圖形(例),目前Ibiden量產(chǎn)品線幅寬度和間隙規(guī)格能達(dá)到60/60um，正在準(zhǔn)備評價50/50um規(guī)格；,2009-10-24 PWB工藝流程,10,概念,PWB：Print

7、ed Wiring Board (印刷線路板) PCB： Printed Circuit Board (印刷電路板) HDI：High Density Interconnection(高密度互聯(lián)技術(shù) ). FVSS：Free Via Stacked up Structure (任意疊孔互連技術(shù) ) FV1：PWB technology with two or more build-up layers with stacked and filled micro vias on top of mechanically drilled core. FV3： Any layer micro via s

8、tructure with stacked and filled micro via.,（01年-現(xiàn)在）,（05年-現(xiàn)在）,（未來）,HDI,FVSS-1,FVSS-3,2009-10-24 PWB工藝流程,11,常見的層構(gòu)成(HDI),1+2+1,1+4+1,1+6+1,該類產(chǎn)品一般層構(gòu)成較簡單，外層有一次激光孔加工，除外層外其他層通過IVH孔導(dǎo)通。目前產(chǎn)品原則上在一工廠量產(chǎn)。 另外，目前產(chǎn)品還有1+8+1,1+10+1結(jié)構(gòu)(I 社)。,2009-10-24 PWB工藝流程,12,常見的層構(gòu)成(FV1),3+2+3,2+4+2,4+2+4,3+4+3,該類產(chǎn)品一般層構(gòu)成相對復(fù)雜，圖形規(guī)格要求

9、更加嚴(yán)格，一般在二工廠量產(chǎn)，部分2+4+2可以在 第一工廠量產(chǎn)，二工廠生產(chǎn)效率高一點兒。,2009-10-24 PWB工藝流程,13,原材料,Glass Fiber （玻璃布）,Copper Foil(銅箔),Copper Foil,Resin(樹脂),Resin,Glass Fiber,Resin,Copper Foil,Glass Fiber,2009-10-24 PWB工藝流程,14,Filled Via (with Copper) 填充孔 連接 L2-L3 / L6-L7,L6,L5,L4,L3,L7,L2,L8,L1,IVH(Inner Via Hole) 內(nèi)層孔/埋孔 連接L3-6

10、,CCL,RCF,Prepreg,Prepreg,Prepreg,Prepreg,RCF,截面圖 (cross section of PWB),LVH (Laser Via Hole ) 激光孔 連接 L1-2 / L7-8,以2+4+2結(jié)構(gòu)產(chǎn)品為例，介紹產(chǎn)品流動工藝：,2009-10-24 PWB工藝流程,15,1） CCL preparation (CCL: Copper Clad Laminate)（取板）,Making tooling holes.（鉆孔）,取板后基板的狀態(tài),設(shè)備照片,Layer 4,5（H11）,注意：不同層結(jié)構(gòu)產(chǎn)品取板打孔程序不同；一、二工廠取板打孔程序不同； CC

11、L尺寸要比worksize大； 二工廠CCL材料尺寸為大板(1047*1255; 932*1255)，需要切割；,2009-10-24 PWB工藝流程,16,2) DFR lamination after pretreatment.(貼膜),首先，基板表面的清潔和粗糙，然后是貼膜。,Layer 4,5（H11）,前處理設(shè)備,貼膜設(shè)備,2009-10-24 PWB工藝流程,17,Layer 4,5（H11）,3) Exposure（露光）,Ultra Violet, ,掩膜,使用紫外線（Ultra Violet）露光（exposure），露光的位置抗蝕干膜（DFR）變硬。,玻璃干板,露光后基板,

12、露光機(jī),2009-10-24 PWB工藝流程,18,Layer 4,5（H11）,4) DFR develop（顯影）,Spray aqueous Na2CO3,使用Na2CO3把沒有露光（non-exposure）的干膜去除掉;,顯影后照片,2009-10-24 PWB工藝流程,19,5) Etching（蝕刻）,Spray aqueous CuCl2, ,沒有被干膜覆蓋區(qū)域的銅將被 CuCl2溶液蝕刻掉,Layer 4,5（H11）,蝕刻后基板照片,2009-10-24 PWB工藝流程,20,6) DFR Striping（剝膜）, ,Spray aqueous NaOH,將剩余的干膜使用

13、 NaOH 溶液去除掉。,Layer 4,5（H11）,剝膜后基板照片,注意： 1，從前處理到剝膜后的這段工序整體稱為PT圖形形成工序(簡稱PT工序)，是線路板生產(chǎn)的核心工序 ”心臟”。 2，前處理和貼膜工序是一條流水線；顯影、蝕刻、剝膜三個工序是在一起的一條流水線； 3，實際上貼膜時干膜表面還有一層塑料保護(hù)膜，在顯影前，有一個剝膜工序?qū)⑺芰媳Ｗo(hù)膜剝除。,2009-10-24 PWB工藝流程,21,7) inspection（圖形檢查）,CCD Camera,Short and Open defect,使用AOI 檢查機(jī)(Automatic Optical Inspection) 檢查基板的缺

14、陷,Layer 4,5（H11）,缺口,針孔,斷線,2009-10-24 PWB工藝流程,22,Surface after BO.（顯微照片）,8) Black oxide（黒化/粗化）,Layer 4,5（H11）,黒化/粗化的目的：使銅的表面變得粗糙，增加樹脂與銅箔的結(jié)合力，使之結(jié)合的更牢固,黒化后基板照片,粗化后基板照片,黑化和粗化的目的是相同的，工藝方面存在一些差別，之前產(chǎn)品都使用黑化工藝，為降低成本， 近期剛切換為粗化工藝。,2009-10-24 PWB工藝流程,23,預(yù)疊機(jī)照片,9) Lay up（預(yù)疊）,如上圖，疊加過程一直繼續(xù)，直到達(dá)到一定的高度。,預(yù)疊結(jié)束后的照片,Layer

15、 4,5（H11）,一次層壓的疊加數(shù)量稱為一垛，一般一垛有5-6lot；,2009-10-24 PWB工藝流程,24,1) Lamination press（層壓）,壓力,壓力,代表熱,代表壓力,層壓機(jī)、冷卻機(jī)照片,為了保證層壓的質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，必須對冷卻過程進(jìn)行控制。注意冷卻時仍然需要加壓；冷卻后解體；,注意：熱量的提供和壓力的提供方式的區(qū)別。,Layer 3,6（H10）,2009-10-24 PWB工藝流程,25,定位孔,2) 4-Hole X Ray (2-Hole X Ray)（X線定位打孔）,層壓后留下的毛邊,3) Edge Routing（切邊）,切邊后的照片,切邊前的照片,注

16、意毛邊,注意基板邊，整齊干凈,目的：為切邊和機(jī)械打孔提供定位孔,Layer 3,6（H10）,切邊的目的：將基板加工至所需尺寸（根據(jù)板型確定加工條件），完工確認(rèn)時檢查毛邊。,孔徑： 一廠5.0mm(4孔,) 二廠3.15mm(2孔,中心定位),4) Half Etching(半蝕刻),目的: 調(diào)整銅箔厚度,以達(dá)到客戶要求導(dǎo)體厚。 一般蝕刻量為4.5+/-1.0mm(全面蝕刻);,2009-10-24 PWB工藝流程,26,5) IVH-Drill （機(jī)械鉆孔）,Lay3,Lay4,Lay5,Lay6,樹脂殘留,IVH：Inner Via Hole,鉆孔的目的：層與層之間導(dǎo)通,機(jī)械鉆孔設(shè)備照片,

17、Layer 3,6（H10）,基板鉆孔后的照片,2009-10-24 PWB工藝流程,27,6) 4 Roll Grind（研磨）,研磨的目的：去除鉆孔可能產(chǎn)生的毛刺, 以及殘留的樹脂，使表面清潔。,研磨設(shè)備照片,7) Panel plating （鍍銅）,目的：給IVH鍍銅，使層與層之間導(dǎo)通,鍍銅,鍍銅后照片,Layer 3,6（H10）,截面圖,2009-10-24 PWB工藝流程,28,鍍完銅以后進(jìn)入H10層圖形形成的過程，和H11層的圖形形成過程一樣。,Layer 3,6（H10）,8) PT工序（前處理-貼膜-露光-顯影-蝕刻-剝膜）,2009-10-24 PWB工藝流程,29,和H

18、11層的圖形形成過程一樣：,H10層圖形形成以后，為了確認(rèn)圖形有無缺陷，需要對基板進(jìn)行AOI檢查。同H11層,Layer 3,6（H10）,9) AOI檢查,10)黒化/粗化 預(yù)疊,2009-10-24 PWB工藝流程,30,過程類似H11-10層。圖示為層壓后的效果圖,Layer 2,7（H90）,1) 層壓,2009-10-24 PWB工藝流程,31,4.978mm X線打孔(3.15mm孔) 切邊 2.0 X線打孔,注意：此過程同第一次，該層增加了2.0 X線打孔。,注意此孔和其它2.0孔位置的區(qū)別,2.0孔的目的：為激光打孔提供對位孔,2.0孔后的半蝕刻(HET)工序，目的：降低銅箔的厚度,使導(dǎo)體厚符合客戶要求；同時也為激光打孔做準(zhǔn)備，降低銅箔厚度，便于激光加工。,Layer 2,7（H90）,2) X線打孔/切邊,3) 半蝕刻,2009-