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PCB板內層制作與檢驗技巧

三層PCB板以上產品即稱多層PCB板,傳統之雙面板為配合零件之密集裝配,在有限的板面上無法安置這么多的零組件以及其所衍生出來的大量線路,因而有多層PCB板之發展。

加上美國聯邦通訊委員會(FCC)宣布自1984年10月以后,所有上市的電器產品若有涉及電傳通訊者,或有參與網絡聯機者,皆必須要做"接地"以消除干擾的影響。但因板面面積不夠,因此pcblay-out就將"接地"與"電壓"二功能之大銅面移入內層,造成四層PCB板的瞬間大量興起,也延伸了阻抗控制的要求。

而原有四層PCB板則多升級為六層PCB板,當然高層次多層PCB板也因高密度裝配而日見增多.本章將探討多層PCB板之內層制作及注意事宜。

制作流程

依產品的不同現有三種流程

A.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.Drilland Panel-plate

發料→鉆孔→通孔→電鍍→影像轉移→蝕刻→剝膜

發料

發料就是依制前設計所規劃的工作尺寸,依BOM來裁切基材,是一很單純的步驟,但以下幾點須注意:

A.裁切方式-會影響下料尺寸

B.磨邊與圓角的考量-影響影像轉移良率制程

C.方向要一致-即經向對經向,緯向對緯向

D.下制程前的烘烤-尺寸安定性考量

銅面處理

在印刷電路板制程中,不管那一個step,銅面的清潔與粗化的效果,關系著下一制程的成敗,所以看似簡單,其實里面的學問頗大。

A.須要銅面處理的制程有以下幾個

a.干膜壓膜

b.內層氧化處理前

c.鉆孔后

d.化學銅前

e.鍍銅前

f.綠漆前

g.噴錫(或其它焊墊處理流程)前

h.金手指鍍鎳前

本節針對a.c.f.g.等制程來探討最好的處理方式(其余皆屬制程自動化中的一部份,不必獨立出來)

B.處理方法

現行銅面處理方式可分三種:

a.刷磨法(Brush)

b.噴砂法(Pumice)

c.化學法(Microetch)

以下即做此三法的介紹

刷磨法

a.刷輪有效長度都需均勻使用到,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.制程簡單,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

噴砂法

以不同材質的細石(俗稱pumice)為研磨材料優點:

a.表面粗糙均勻程度較刷磨方式好

b.尺寸安定性較好

c.可用于薄板及細線缺點:

a.Pumice容易沾留板面

b.機器維護不易

化學法(微蝕法)

影像轉移

印刷法 

電路板自其起源到目前之高密度設計,一直都與絲網印刷(SilkScreen Printing)-或網版印刷有直接密切之關系,故稱之為"印刷電路板"。目前除了最大量的應用在電路板之外,其它電子工業尚有厚膜(Thick Film)的混成電路(Hybrid CIRcuit)、芯片電阻(Chip Resist)、及表面黏裝(Surface Mounting)之錫膏印刷等也都優有應用。

由于近年電路板高密度,高精度的要求,印刷方法已無法達到規格需求,因此其應用范圍漸縮,而干膜法已取代了大部分影像轉移制作方式.下列是目前尚可以印刷法cover的制程:

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(Peelableink)

除此之外,印刷技術員培養困難,工資高.而干膜法成本逐漸降低因此也使兩者消長明顯.

A.絲網印刷法(Screen Printing)簡介

絲網印刷中幾個重要基本原素:網材,網版,乳劑,曝光機,印刷機,刮刀,油墨,烤箱等,以下逐一簡單介紹.

a.網布材料

(1)依材質不同可分絲絹(silk),尼龍(nylon),聚酯(Polyester,或稱特多龍),不銹鋼,等.電路板常用者為后三者。

(2)編織法:最常用也最好用的是單絲平織法Plain Weave。

(3)網目數(mesh),網布厚度(thickness),線徑(diameter),開口(opening)的關系

開口:

網目數:每inch或cm中的開口數

線徑:網布織絲的直徑網布

厚度:厚度規格有六,Slight(S),Medium(M),Thick(T),Half heavyduty(H),Heavyduty(HD),Super heavyduty(SHD)

b.網版(Stencil)的種類 

(1).直接網版(Direct Stencil)

將感光乳膠調配均勻直接涂布在網布上,烘干后連框共同放置在曝光設備臺面上并覆以原稿底片,再抽真空使其密接感光,經顯像后即成為可印刷的網版。通常乳膠涂布多少次,視印刷厚度而定.此法網版耐用,安定性高,用于大量生產.但制作慢,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式自原始底片上把圖形轉移過來,然后把已有圖形的版膜貼在網面上,待冷風干燥后撕去透明之載體護膜,即成間接性網版。其厚度均勻,分辨率好,制作快,多用于樣品及小量產。

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