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如何快速瞭解PCB綠漆製程原理及一些綠漆製程失效模式的解決方案

#頭條創作挑戰賽#在PCB工藝流程中綠漆製程(Solder mask)也可叫防焊製程,其主要做為下游組裝的防焊膜 (Solder Mask,S/M) 的用途。今日主要從10個方面的內容來簡單介紹這一工藝流程。

1。綠漆的功用與配方:(1) 綠漆在PCB板面最早是做為下游組裝的防焊膜 (Solder Mask,S/M) 的用途,因而某些場合也直呼為 ”防焊” (下左圖上二方型銅墊稱為 S/M Defined 綠漆設限,下四焊墊稱為 Copper Defined 銅面設限)。

(2) 綠漆在封裝載板除了防焊之外尚有永久保護線路 (綠漆厚度需 0。7 mil 以上),以及綠漆開口SRO做為FC載板高鉛預焊料 ( Presolder )的特別用途。因而S/M在載板方面的重要性與加工難度方面又更遠甚於PCB。

(3) 現行載板承接晶片之預焊料密度已大為增高,其開口 ( Opening ) 直徑逐漸逼小到60µm(2。4 mil),因而其高能量曝光(450mj)與精密解像的難度均已大幅提升。目前甚至已用到 Stepper 與 DMD 最先進的數位式曝光了。

1。1綠漆的沿革與配方的改變:(1) 早年通孔插裝時代各種板類防焊膜 (Solder Mask))所用綠漆均屬全環氧樹脂熱固化式的配方,固化後強度與附著力都很好。至於解像度的優劣則全靠網版印刷的加工精度。

(2)自從SMT興起而線路變得更為精密後,於是配方中另加入丙烯酸而轉型為可感光成像的LPSM (Liquid Photo-imaginable Solder Mask))酸性油墨。純Epoxy式油墨已遭淘汰。

(3)綠漆的厚度在IPC-SM-840D中規定Class II要在0。7 mil 以上,自從數字訊號的工作頻率逐漸加快後,為減少綠漆對高速傳輸的反效果起見,厚度的規定已從規範中 (840D) 取消了。但封裝載板為了保護線路起見仍規定要在1 mil 以上。

1。2兩液型可感光之液態綠漆(LPSM),其代表性配方中A劑與B劑之各組成份與功能說明如下:

1。3太陽Taiyo綠漆之配方:如下表所示,另太陽公司尚備有專用於FC載板真空壓膜式幹膜綠漆商品之TR6320及AUS410。

1。4綠漆解像與配方中的粉料(1):板面上各種焊墊的表面處理與後來的焊錫性或焊點強度都是在綠漆開口(視窗)中完成的。由於黑色S/M曝光能量極大(800mJ/㎝2)一旦底片受熱變形,就會出現SRO的走位,且所新增粉料的粒徑也會影響解像度,並引發後續SMT焊接的問題。下圖即為iPhone 4手機板面黑色S/M視窗之解像與ENIG之比較。

1)。左圖為Ibiden用玻璃底片所成像放大200倍的黑漆SRO(曝光能量達800mJ/㎝2),不但 落點精準且黑漆中粉料粒子(重量比約25%)細小均勻(0。1-7。8μm)。

2)。中圖為LG也採玻璃底片所成像之SRO,但黑漆內的粉粒卻太粗糙了(0。1-18。5μm),外觀與解像邊緣均不如Ibiden者優美(日本原裝 PSR 4000 EG 70M)。

3)。右圖太陽霧面黑漆PSR 4000 MEH/CA-40 G23K為UMT所用與外商不同。

1。4綠漆解像與配方中的粉料(2):上述Ibiden之iPhone 4手機板上SRO成像者為玻璃底片 (更換上下臺面),通常系將塑膠底片吸附在玻璃臺上故開口位置十分精準。但解像邊緣的齊直度 (Definition) 卻相差很多,這當然是出自粉料粗細的關係,下四例則為Mylar式底片之成像200倍與100倍畫面。

1。4綠漆解像與配方中的粉料(2):上述Ibiden之iPhone 4手機板上SRO成像者為玻璃底片 (更換上下臺面),通常系將塑膠底片吸附在玻璃臺上故開口位置十分精準。但解像邊緣的齊直度 (Definition) 卻相差很多,這當然是出自粉料粗細的關係,下四例則為Mylar式底片之成像200倍與100倍畫面。

2。綠漆塗布前之銅面粗化:(1綠漆為了對銅面具備更好的附著力起見,必須先做好粗糙處理。粗化法有機械法(不織布刷磨、噴火山灰、砂帶研磨)與化學微蝕法(SPS,CZ-8100或Bondfilm等)。目前PCB以不織布刷磨為主,Carrier以CZ-8100為主。亦可先刷再咬之雙重粗化。

(2)要注意的是綠漆後銅面還要進行表面可焊處理工程,銅面過度粗糙者將造成焊錫性爬錫的受阻,對超小焊墊較為不利。

2。1綠漆前銅面粗化處理(1): (1) 利用浮石粉 (大陸稱火山灰) 噴掃銅面以完成清潔去鏽及粗化作用,隨後再用稀硫酸加SPS微蝕加以清洗,希望取得Rz≧2µm的粗度。由於此法管理困難已漸自產線出局。

(2)另一常用者即為機械式刷磨,所用磨料為附著砂粒的不織布 (Non Woven),此法容易管理附著力也夠強。但銅面的刷痕較深對後續OSP的焊錫性會帶來負面影響。

(3)第三種為化學粗化法常用者為SPS,不但成本便宜管理也較簡單,但表面粗糙卻稍嫌不足。特殊超粗化法如MEC的EtchBond 8100效果雖好但成本卻不便宜,一般封裝載板壓合前與綠漆前均採CZ-8100的做法。

綠漆前銅面(超)粗化(2): 1)。封裝載板為了S/M附著力更好起見外層銅面應先做SPS之微蝕粗化,而考試板則應升級到IGE式超粗化微蝕,以增大接觸表面積加強抓地力。

2)。但綠漆完工後表面處理前之微蝕,反而要改用最輕微的硫酸雙氧水微蝕將原本超粗化及氧化的銅面削平,以利焊接的爬錫與散錫動作。

3)。薄板小墊以微蝕為主以減少變形,厚板大墊則可採不織布刷磨。

3。綠漆網印與其他塗布作業:綠漆的攪拌與印膜——-1)。主流綠漆以重量比70%主劑搭配30%硬化劑為準,混合後必須徹底攪拌均勻(旋攪15分鐘)才可用於網版印刷。或3分鐘攪拌再加6分鐘上下快速抖動振動以達到完全混合與儘量趕氣。

2)。一旦混合不均上層硬化劑較多,則容易發生顯像不潔,附著力降低與細窄處綠漆Dam的開裂,通常混合後的Pot Life不宜超過24小時,網膜上回收者也不可超過8小時,若必須調整黏度而新增稀釋者(例如BCS防白水)每kg也以20ml為限。

3)。一般綠漆也會加入消泡用的矽油(Silicone Oil),在加熱過程中由於其本身滑潤及比重較輕之故,將逐漸浮出表面而帶走微量的氣泡。但也造成漆面的過度光亮與附著力有問題,經常使得填底膠(Underfill)與銀膠的附著不良。

3。1。綠漆網印作業:不欲S/M入孔者網板之版膜可加擋墨點,必須綠漆塞孔者則採具有漏墨點之網版空網全面塗印(Flood Print),利用三倍厚刮刀的直角於去程中推墨(見後圖),通盲小孔者慢推一次到達盡頭即可飛回,較大通孔者則還要增加一次回程刮印,板面幹墨平均厚度約20μm,以1。6㎜的板厚而言其孔內綠漆厚度將達1600μm。

3。2。綠漆網印作業(2): •上示意圖為一般性線路印刷之銳角刮刀,至於非線路簡單版膜(Stencil)之綠漆滿板印刷法(Flood Print)則採用直角硬橡膠刮刀,可承受較大的壓力。

•攻角愈小者漏墨量愈多,一般塞孔綠漆者應採厚刮刀小攻角與良好直角之方式去單面進行刮印。攻角愈大都通孔內之進墨量愈少而板面上的積墨量將愈多。

3。3。綠漆網印作業(3):1)。網印工作環境的溫溼度都會影響到綠漆本身及印墨的物性,當室溫為20℃時其常規刨和水氣壓為17。3g/m3(相對溼度100%RH)30℃者為52。0g/m3;故知30℃ 50% RH 之水氣量竟為20℃ 50%RH者3倍之多。

2)。綠漆印墨中丙烯酸親水性的酸根(Acrylate COOH)將因水氣增多而被H2O包圍,導致顯像(Developing)過程中的Na+不易接觸到COOH進行中和與水解,終而容易出現殘膜Scum與強熱中附著力不良的現象。

3)。良好作業環境之Temp應為20-25℃,溼度在50-60% RH,並於無紫外線照明下進行綠漆網印作業。雙面妥印後需靜置10分鐘以利出氣。

4)。銅面粗糙度對S/M附著力影響極大,下圖為理論粗糙度之內容。

3。4。綠漆網印作業(4):1)。網印所用刮刀以PU(Poly-Urethane)塑膠為刀片之材質,蕭氏硬度(Shore Hardness)約60-70度。其左右應比手握的刮板寬約2-3㎝,裝妥後的刀片高度約3。2㎝,短於2。8㎝者硬度將增大可能造成孔環內緣金黃色薄膜的假性露銅。2。網布以PET聚酯類材質之公制36T(英制90目mesh),40T(100目)與43T者為主,36T者每㎝2中共有36*36=1296個漏墨小洞,40T者有1600小洞。

3。網布繃張在鋁框上可採斜張網(22。5°Bias)與正張網兩法,張力設定在22-24N/㎝2(N牛頓;是指推動1kg物體使產生1m/s2加速度之力量而言)。通常斜張網正貼膜(Stencil)者當刮刀向前推墨時會產生側向流動的效果,有利於線路背後與拐角處的填墨,但網布卻較浪費。

3。5。綠漆網印作業(5): 1)。一般網印法俗稱有正片印刷與負片印兩類,現以圖示綠漆之固定網版於下:

2)。為了省時可完成雙面印刷後再去烘烤乾燥,也就是先找出料號板的支撐點使第二面可實施架空再去印刷,其做法如下:

3。6綠漆靜電噴塗: 此法系利用壓縮空氣先將油墨噴成細小墨滴,然後再被電場感應成為帶負電的墨滴或極化滴(分成正負兩極),再經高速旋轉的離心力加以分散並被吸在帶正電性的PCB銅面上。好處是雙面可同時噴塗且厚度均勻,而更換料號時亦無需架網。本法膜厚較厚(25μm)且產能大,缺點是浪費油墨,更換油墨時非常麻煩。

3。7綠漆印刷中的失效異常:綠漆內的雜質——-當綠漆的製造或使用之環境不佳甚至存在著粉塵汙染時,其固體粒子在綠漆滾動塗布中經常會陷落線上路邊緣。一旦竟有導體混雜其中者,將引發漏電或絕緣不良等缺失。

4。塗布後之預烤乾燥:預烘烤趕走溶劑——-在溫度為80℃的各式烘烤環境中,利用持續迴圈(30次/分或3-5m3/分)的乾燥熱風,將前後兩面綠漆預烤約30~50分鐘以趕走各種溶劑。此等熱風應出自新鮮空氣升溫不宜太快,且熱量不可過度以避擴音前發生聚合反應。並希望線路肩部仍能保持5~10μm的幹墨厚度。

4。1烤箱內熱風迴圈的路徑: 1)。常規烤箱(含自走式)的熱風,應為由下端某側向上吹出已加熱的新鮮空氣,到達烤頂部後再由另側下吹並由烤箱下端的背後排出。油墨內溶劑的揮發是以Benard Cell不規則形態逸走,其每個單胞(Cell)中央處會稍呈下沉出現環狀流動而逐漸收縮之橘皮現象。

2)。隧道式逐步加溫式烤箱則以每分鐘上升4。7度為宜,總共烘烤時間可設定在66分鐘左右,一般隧道式烤箱之效果、效率、耗電與自動化都比單一烤箱更好但卻很佔空間。

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4。2烘烤中綠漆液墨的物性:1)。當綠漆液墨表面沾著某種表面張力(Surface Tension)較低的外來汙染物粒子或液滴時,於是周圍表面張力較高的液墨即會對錶面張力度低的液墨產拉扯的力量,造成汙染區形成凹陷者稱之為陷坑(Craters )。

2)。當綠漆烘烤乾燥太快時,因各小區內溶劑揮發有所快慢差異,進而出現之表面張力拉扯與密度的不同,兩者協同作用下導致液墨在各小區內出現自我迴圈與外移之自然流動現象,此即所謂Benard Cell現象。

3)。故知印刷房內除了要保持環境的潔淨外,烘烤乾燥的升溫不但要緩和而且要儘量均勻以減少綠漆表面的橘皮現象。

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綠漆烘乾最好利用自走式大型熱風迴圈分段加溫式烤箱,或簡單熱風迴流烤箱進行連續式靜置作業。單面80℃不可超過60分鐘,以避免區域性產生固化反應進而導致解像的困難,甚至造成分子量較小的有機物昇華逸走而影響物性。

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4。3綠漆乾燥後曝光前硬度的量測:可利用鉛筆去量測曝光前已乾燥綠漆的硬度,乾燥不足者很容易出現抽真空曝光的壓痕與顯像後虛白邊緣的undercut。後續表面處理若採I-Ag者則將有賈凡尼腐蝕之斷線危機。烘烤過度則可能發生熱聚合反應甚至解像不良。

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綠漆塗布後的預烤乾燥作業非常重要,一旦其乾燥不足者,將造成下一站之過度顯像 (Developing) 出現根部側蝕後之內縮,並可能在狹窄堤防處引發下游回焊中滲錫短路的危險。對於ENIG板類尤其更要小心。

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綠漆乾燥良好及解像優異者,其側壁直立角度不但很垂直甚至還可能呈現足部少許外伸,如此將可大幅降低從牆腳滲錫的隱憂。但後續化鎳金或電鎳金前的銅面微蝕則不可太猛,否則鎳層仍將會從綠漆底部滲入而埋下後患。

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5。綠漆的曝光:雙面已乾燥的綠漆(經兩次烘烤之板面應朝下貼在曝光機臺面上),可利用底片或光罩在高功率(7KW-10KW)平行光曝光機,或新型數位DMD甚至Stepper去進行逐面曝光。曝光能量到達底片表面須達400-600mJ/cm2(油墨表面應350mJ/cm2)並還須隔絕氧氣使順利完成聚合反應。

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5。綠漆的曝光(1) :1)。早先綠漆曝光機多為散射光(例如ORC2001),由於各種開口(SRO)愈做愈小(如01005電容器之150μm*180μm)故已逐漸改為平行光機組(如ORC之 2021)。但仍採玻璃臺底面之溝槽式吸牢Mylar底片的光面(也就是藥膜面朝下且另貼保護膜)使完成架設。每達100面曝光後即應清潔底片以防沾黏,每1000次即應換片。

2)。量產Panel需正反兩面分別曝光,iPhone 4手機板霧面黑漆者(PSR 4000MEH/CA-40 G23K)每PNL(16個Strip、共64Pieces)需110秒(每天約1000片),而一般綠漆者(如PSR 4000/GEC 50A)只需90秒,藍漆者(如PSR 4000 BLO2)與綠漆相同。

3)。由於S/R其曝光中所產生的有機揮發物不斷逸出,造成平行光機組透鏡與面鏡的汙染及老化而必須更換昂貴的配件,散射光機組則問題尚不算大。

4)。四個CCD曝光前之自動化對位,可取得6個引數而做為對準度的管理。

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5。綠漆的曝光(2) 1)。綠漆曝光一般綠墨者其平行光UV光能量如前頁所述,但黑漆者(如太陽之PSR-4000 EG-23亮黑漆,或MEH/CA-40G23K之霧黑漆)所需光能量甚高,透過玻璃檯面到達底片 (Mylar)表面須800mJ/㎝(油墨表面應500mJ),且完成曝光後亦需靜置10分鐘以利光固反應繼續進行。

2)。傳統底片之曝光應採UV光平行光機組(例如ORC2021),新型無底片之DMD數位成像(DI)面積性掃瞄式曝光(採UV405μm)者,例如ORC之自動聯機 DXP-3512為宜(目前20μm厚的綠漆其SRO可小到60μm)。

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5。綠漆的曝光(3): 1)。綠漆的曝光UV能量(J/㎝2)雖比圖形成像光阻高強很多,但感光原理卻無不同。除了正統使用塑膠底片(Mylar)或昂貴的玻璃底片外,亦可改採數字曝光成像(Direct Imaging;DI),也就是先前的LDI或當下更新的DMD等。

2)。正統底片成像(Vector Imaging)不但動作快而精準度也最好,但底片卻會因溫溼度變形而導致大面積精密畫面出現走樣的煩惱。

3)。早期數位成像(DI)由於計算機很慢以致量產並不實用,現行的雷射直接成像(LDI)對20*21吋大版面線路只需90秒即可完成線性掃瞄,而數字微鏡(DMD)更可加快到19秒。

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5。綠漆的曝光(4): 1)。綠漆平行光曝光與線路平行光曝光兩者在自動化管理上並無差異,也就是需按產品的難易而在機臺上設定其不同規格值。

2)。待曝光板上與玻璃臺底片上其兩者間,須管理三種引數即:板面上與底片上兩特定落點間之直線誤差稱為PE值(Pitch Error)、其斜線中點誤差稱為JE值 (Judge Error)與ME值(Mask Error);而ME值則可忽略之(即將機臺上設定為999即可)。

3)。PE值是取自機臺四具CCD自動計算與管理的6個值(四邊及對角線的長度),現行載板所卡之Spec為±15μm,而 PCB則為±35μm。至於底片與板面之間差異的JE值,現行載板卡3。0μm而PCB另卡10μm,均為機臺自動管理。

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綠漆中原本即具有已固化而不能再感光的骨幹部份( Binder ),以及尚可感光的丙烯酸單體與寡聚物,最後才一併接受紫外光( UV )的能量而出現部份固化,成為板面的綠漆塗布層。下列圖示為其他UV固化式接著劑類的反應示意圖。

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6。綠漆的顯像:前述利用強力UV照射的積光能量,將底片透光區下的綠漆予以迅速感光固化,而遮光區並未固化的弱酸性綠漆,則可經1%Na2CO3的弱鹼類進行中和與水解而遭到移除,如此露出底銅的過程稱為顯像。

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6。1綠漆的顯像(1):遮光區未經感光的原始弱酸性綠漆油墨,遭到弱鹼1% Na2CO3槽液解像而溶除的原理,其實就是一種酸鹼中和反應,並在沖刷水解中而使之從板上移除的過程。下列反應式即為綠漆顯像反應的基本代表式。

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6。2綠漆的顯像(2):1)。顯像槽線的長短與配置不盡相同,現以CSP載板為例說明其作業情形。

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2)。為了減少綠漆視窗(SRO)處底銅墊上的殘渣起見,顯像液噴嘴宜前傾55度(比原來的90度更好)以方便沖走死角處的異物。對SRO較小者效果更好。

3)。顯像作業入料時以板子的Component Side朝下,一旦漆面發生滾輪壓痕時,後續文字印刷與安裝零件後尚可遮醜;且細長的Solder Dam也不易被沖斷。

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6。3綠漆的顯像(3):利用1%的Na2CO3水溶液,通常在31±1℃中經過90秒的水平輸送與噴灑(噴壓2。0±0。5kg/㎝2)即可完成解像。其顯破點(Break Point)不可超過噴灑行程的50%。但已入孔的綠漆則將不易顯洗得乾淨,故知前段印刷時即應採用備妥擋墨點的CDF-5直接網版,以減少油墨的不當入孔。

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6。綠漆顯像(成像)品質(1):1)當綠漆預烘烤乾燥不足時,則面漆聚合度雖已達不沾黏底片的程度,但底層乾燥不足處仍將遭到Na2CO3過度解像,如此之攻擊將造成底漆的內縮與虛空。此種邊緣性的側蝕 (Undercut U/C) 將成為藏汙納垢的場所。一旦發生在狹窄防焊堤Solder Dam處將存在滲錫與浮離及斷裂的麻煩。

2)綠漆的Undercut (UC) 對後來表面處理之 I-Ag 造成的影響最大,將可能引發賈凡尼效應而咬斷UC處的底銅線路以致後患無窮。

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6。綠漆顯像(成像)品質(2):顯像不潔——-綠漆作業環境之室溫宜低於22℃,以減少綠漆來自環境之吸水。一旦吸水較多時,則將出現顯像不潔的殘膜(Scum)存在,進而對後續的表面處理將造成困擾。以相對溼度RH50%相同但溫度卻不同(20℃/30℃)的兩環境為例,30℃者空氣中飽和水分子含量(15。2g/㎝3)也就是絕對溼度,居然是20℃者(8。65g/㎝3)的兩倍之多!於是將對靜置中綠漆的加速吸溼。

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7。綠漆的後烤全固化及品管:為了要使完工綠漆達到良好的物性電性與抗化性起見,其後固(硬)化須在150℃中烤足60分鐘。凡烤箱每低10℃者其時間要增加一倍,例如130℃者其時間要拉長到240分鐘,超過板材Tg者要改成掛烤以防板體變形。全固化不足者對後續表面處理非常不利,全固化過度者則附著力會降低(矽油浮出)且還會出現脆性。

後固化溫度很高,甚至造成某些尚未及時反應光啟劑(PI)的昇華(sublimation),累積在風管中很容易造成火災;要經常清理內壁。此種強熱還會造成銅面過度氧化,將可能引發後續ENIG的區域性綠漆浮離。

為了使綠漆的聚合度與交聯度更好達到嚴格的可靠度起見,某些情況還需加做強力UV照射(使透入綠漆)稱為UV bumping(約1500mj/cm2)

綠漆的熟化度或永久性(Permanency)測試法系按IPC-TM-650之2。3。23,採二氯甲烷數滴在漆面擦拭後用牙籤頭去刮試,若無傷痕者,即表OK。

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7。綠漆的後烤全固化(1):已成像綠漆之後烘烤全固化反應,簡單說就是讓最終墨體內剩餘的亞克力酸性樹脂 (羰酸),繼續與環氧樹脂進行破環或開環式的再聚合反應,完成最後有關可靠度的全固化或全熟化 ( Fully Curing )製程。事實上未做全固化的綠漆甚至也可當成抗鍍阻劑。

完成全固化的綠漆不但得到高分子之良好聚合 (Polymerization),甚至更可形成立體交聯 (Crosslingking)的空間網狀結構體。

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7。強熱性全固化之後烘烤(3):同步發生第三類全固化之開環聚合反應,系從一級銨起步持續連續交聯反應,一直到三級胺主體結構的強大分子為止達成最終之熟化。

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7。綠漆之物料與加工之質量檢驗:• 綠漆本身物料與性質其內容之檢驗與規範以IPC-SM-840D(April 2007)為準,該規範將S/M本身質量分為:①Class H(指高可靠度級)與 ②Class T(指通訊級)等兩級。若客戶訂單並未指明者,一律以Class T級處理之(見IPC-6012C之3。7節說明)。

•綠漆在各種板面加工之一般外觀質量檢驗以IPC-6012C(April 2010)之3。7。1綠漆覆蓋性(Coverage)全文為主(共有9則),至於S/M 的附著力品質則以3。7。2為主,下表3。13即為其規格。

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•綠漆之厚度規格以3。7。3為主,也就是S/M厚度已無資料之規定,而另以供需雙方之協商為依據(AABUS)。綠漆之所以取消厚度需求主要是為了板面上微帶線(Microstrip)之傳輸更快而著想,IPC雖無厚度要求但一般仍以0。4㏕為預設之常規。

為了綠漆對銅面抓得更牢起見,塗布綠漆前的銅面粗糙處理必須做到盡善(例如載板所用的CZ-8100)。但固化後綠漆將做為焊墊處的裸銅面還要進行表面處理,因而銅面的去鏽與削平特別重要,應採H2SO4/H2O2而不應再用不正確的SPS去加粗銅面。

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薄型載板綠漆後彎翹之改善: 1)。當PCB薄板(40㏕以下)或載板10㏕以下者,且其兩面綠漆面積又相差很大時,強熱固化後經常會發生板彎板翹。原因是油墨烘烤與固化過程中體積變小產生收縮應力所致。

2)。補救的方法是在綠漆較少的板面上,增加其綠漆的厚度以加大其收縮之應力而改善其彎翹的煩惱。

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3)。亦可在綠漆面積較小的板面上,增多其烘烤的能量以抵銷掉綠漆較多另一面的收縮程度。

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用於封裝載板的綠漆固化後厚約在1mil左右,一旦皮膜尚存在微隙者,難免後續會發生電鍍鎳金的異常生長冒出。

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8。綠漆塞孔的重要性:1)。不欲入孔之網版上宜加擋墨點,必須入孔而塞滿深孔者,則可採厚刀單面先行在有漏墨點網版上塞滿與半固化後,再做雙板面之面漆。如此三道防堵應可減少孔內綠漆固化收縮之裂縫,降低其吸入表面處理槽液而造成孔銅受傷。

2)。40㏕以下薄板之0。3 m/m以下小孔與微盲孔者,則可不必先行塞孔,直接利用厚刮刀對板面慢印中也可同時入孔。

3)。大面積之表面塗布可採網印法、噴塗法、滾塗法與幹膜法。

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綠漆塞孔也可採垂直雙面滾輪塗布法使之入孔,油墨可由角度較少之刮刀面引入抽動的板面,穿越通孔後由另一面刮刀將之刮除。

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綠漆塞孔可利用太陽油墨專用油墨THP-100DX3對小孔或微盲孔進行塞孔,其操作之流程如下:

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通常厚板(1。2㎜以上)大孔(0。3㎜以上)者,綠漆塞孔不良經常成為下游焊後斷孔的主因。

綠漆後流程—表面處理槽液的滲入:1)。綠漆後的PCB還要進行可焊性的各種表面處理,Carrier綠漆後則要進行極為精密的綠漆開口(SRO)工程,以妥備覆晶Bump凸塊的可焊基地。投資最大者當然是曝光機了。

2)。綠漆填塞PCB的導電通孔(Via)已成為業界最容易發生組裝後斷孔的罪魁禍首,對於大孔(0。3㎜以上)與厚板(1。2㎜以上)而言,最好實施先塞飽通孔與乾燥後才印面漆的手法。在三道保護下方得以減少後續表面處理槽液由裂縫滲入而咬傷孔銅壁的災難。

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一般通孔式傳統多層板經常要求導電孔(Via)進行綠漆塞孔,一則可保護孔銅避免遭後續流程與使用環境之傷害,二則可減少波焊中焊錫入孔的浪費。但塞孔不良者反而引發無窮的後患。

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9。綠漆後其他加工:化學錫與綠漆(1)——-1)。某些PCB需用到化學錫(I-Sn)做為可焊性表面處理;CSP或FC等載板更需I-Sn處理在綠漆開口(SRO)的底銅墊上而做為錫膏預焊料(Presoldor)的焊接基地。

2)。I-Sn槽液中含強烈有機物硫脲(Thio Urea;TU)與甲基磺酸(MSA)都會攻擊綠漆 ,且高溫(72℃)長時間(15分鐘)的操作更將對綠漆不利,經常造成綠漆變色與附著力減弱,甚至連墨體也吸入汙染,同時槽液本身也遭到S/M的有機汙染。

3)。一般綠漆常出現腫脹以致介面附著力變差而令I-Sn側向攻入造成質量不良,改良綠漆配方加強綠漆前銅面粗化與減輕I-Sn前銅面微蝕者,將可降低綠漆浮離的風險。

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化學錫與綠漆(2):1)。為了讓綠漆附著良而在條件強烈的化錫流程中不致浮離起見,銅面的粗糙度至少應達到Ra在 0。2μm以上,Rz在2。0μm以上以增加其抓地力。

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2)。覆晶載板(F。C。 Carrier)的正面(頂面)給高鉛凸塊(Bump)用的眾多密集綠漆開口(SRO)中的中鉛承墊,與外圍給被動元件(電容器)無鉛貼焊用的SAC305焊墊,也都要先處理上化學錫的皮膜,才能續做兩者預焊料(Presolder)的工程。

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10。載板所用之幹膜綠漆:各式小面積薄型載板所用的綠漆非常講究平坦度(Flatness)、均厚精厚、高解像、塞孔填孔與抗溫溼偏壓(THB)之抗HAST等條件,因而不得不改採成本昂貴加工麻煩(抽真空壓貼)與儲存困難(–20℃)的幹膜式綠漆(如太陽油墨的PFR-800 AUS 410)。以505*505㎜的Panel而言,BGA球腳面的Aus703成本約40元,而凸塊面之Aus410則高達320元。

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幹膜綠漆的切膜(Cutting):須採真空貼膜機(例如Meiki Vacuum Laminator)將DFSM先行自動剪膜以及連續式真空壓膜。所有待貼膜的銅面均須事先完成CZ-8100/8300超粗化與有機皮膜之處理。

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幹膜綠漆的真空貼膜(Lamination):利用壓力可均勻分佈的氣囊(Diaphragm),對已真空貼膜的載板兩面進行加溫、板面抽氣與氣囊式均勻加壓等動作;之後再進行底片曝光(Mylar面280mj/㎝2)以及解像(1% Na2CO3)等工序,與一般光阻幹膜的做法大致相同。

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為了達到綠漆厚度與平坦度的要求,某些載板為了降低幹膜綠漆( 例如AUS410 )的成本起見,乃改用常規性溼膜綠漆。而於成像後徹底固化前再予以壓平進而造成陰影,但對綠漆結構並未帶來任何缺失,終而已為客戶所接受。

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幹膜綠漆於載板上的全流程:封裝載板外表精密DFSM的全流程與一般光阻式幹膜的做法非常類似(僅貼膜不同),但成像與固像卻需極高能量(強UV與強熱)以完成其關鍵性的熟化或固化工程。

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