如何快速了解PCB绿漆制程原理及一些绿漆制程失效模式的解决方案

如何快速了解PCB绿漆制程原理及一些绿漆制程失效模式的解决方案今日主要从 10 个方面的内容来简单介绍这一工艺流程 绿漆的厚度在 IPC SM 840D 中规定 Class II 要在 0 7 mil 以上 自从数字讯号的工作频率逐渐加快后 为减少绿漆对高速传输的反效果起见 厚度的规定已从规范中 取消了

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#头条创作挑战赛#在PCB工艺流程中绿漆制程(Solder mask)也可叫防焊制程,其主要做为下游组装的防焊膜 (Solder Mask,S/M) 的用途。今日主要从10个方面的内容来简单介绍这一工艺流程。

1.绿漆的功用与配方:(1) 绿漆在PCB板面最早是做为下游组装的防焊膜 (Solder Mask,S/M) 的用途,因而某些场合也直呼为 ”防焊” (下左图上二方型铜垫称为 S/M Defined 绿漆设限,下四焊垫称为 Copper Defined 铜面设限)。

(2) 绿漆在封装载板除了防焊之外尚有永久保护线路 (绿漆厚度需 0.7 mil 以上),以及绿漆开口SRO做为FC载板高铅预焊料 ( Presolder )的特别用途。因而S/M在载板方面的重要性与加工难度方面又更远甚于PCB。

(3) 现行载板承接芯片之预焊料密度已大为增高,其开口 ( Opening ) 直径逐渐逼小到60µm(2.4 mil),因而其高能量曝光(450mj)与精密解像的难度均已大幅提升。目前甚至已用到 Stepper 与 DMD 最先进的数位式曝光了。

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1.1绿漆的沿革与配方的改变:(1) 早年通孔插装时代各种板类防焊膜 (Solder Mask))所用绿漆均属全环氧树脂热固化式的配方,固化后强度与附着力都很好。至于解像度的优劣则全靠网版印刷的加工精度。

(2)自从SMT兴起而线路变得更为精密后,于是配方中另加入丙烯酸而转型为可感光成像的LPSM (Liquid Photo-imaginable Solder Mask))酸性油墨。纯Epoxy式油墨已遭淘汰。

(3)绿漆的厚度在IPC-SM-840D中规定Class II要在0.7 mil 以上,自从数字讯号的工作频率逐渐加快后,为减少绿漆对高速传输的反效果起见,厚度的规定已从规范中 (840D) 取消了。但封装载板为了保护线路起见仍规定要在1 mil 以上。

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1.2两液型可感光之液态绿漆(LPSM),其代表性配方中A剂与B剂之各组成份与功能说明如下:

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1.3太阳Taiyo绿漆之配方:如下表所示,另太阳公司尚备有专用于FC载板真空压膜式干膜绿漆商品之TR6320及AUS410。

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1.4绿漆解像与配方中的粉料(1):板面上各种焊垫的表面处理与后来的焊锡性或焊点强度都是在绿漆开口(窗口)中完成的。由于黑色S/M曝光能量极大(800mJ/㎝2)一旦底片受热变形,就会出现SRO的走位,且所添加粉料的粒径也会影响解像度,并引发后续SMT焊接的问题。下图即为iPhone 4手机板面黑色S/M窗口之解像与ENIG之比较。

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1).左图为Ibiden用玻璃底片所成像放大200倍的黑漆SRO(曝光能量达800mJ/㎝2),不但 落点精准且黑漆中粉料粒子(重量比约25%)细小均匀(0.1-7.8μm)。

2).中图为LG也采玻璃底片所成像之SRO,但黑漆内的粉粒却太粗糙了(0.1-18.5μm),外观与解像边缘均不如Ibiden者优美(日本原装 PSR 4000 EG 70M)。

3).右图太阳雾面黑漆PSR 4000 MEH/CA-40 G23K为UMT所用与外商不同。

1.4绿漆解像与配方中的粉料(2):上述Ibiden之iPhone 4手机板上SRO成像者为玻璃底片 (更换上下台面),通常系将塑料底片吸附在玻璃台上故开口位置十分精准。但解像边缘的齐直度 (Definition) 却相差很多,这当然是出自粉料粗细的关系,下四例则为Mylar式底片之成像200倍与100倍画面。

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1.4绿漆解像与配方中的粉料(2):上述Ibiden之iPhone 4手机板上SRO成像者为玻璃底片 (更换上下台面),通常系将塑料底片吸附在玻璃台上故开口位置十分精准。但解像边缘的齐直度 (Definition) 却相差很多,这当然是出自粉料粗细的关系,下四例则为Mylar式底片之成像200倍与100倍画面。

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2.绿漆涂布前之铜面粗化:(1绿漆为了对铜面具备更好的附着力起见,必须先做好粗糙处理。粗化法有机械法(不织布刷磨、喷火山灰、砂带研磨)与化学微蚀法(SPS,CZ-8100或Bondfilm等)。目前PCB以不织布刷磨为主,Carrier以CZ-8100为主。亦可先刷再咬之双重粗化。

(2)要注意的是绿漆后铜面还要进行表面可焊处理工程,铜面过度粗糙者将造成焊锡性爬锡的受阻,对超小焊垫较为不利。

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2.1绿漆前铜面粗化处理(1): (1) 利用浮石粉 (大陆称火山灰) 喷扫铜面以完成清洁去锈及粗化作用,随后再用稀硫酸加SPS微蚀加以清洗,希望取得Rz≧2µm的粗度。由于此法管理困难已渐自产线出局。

(2)另一常用者即为机械式刷磨,所用磨料为附着砂粒的不织布 (Non Woven),此法容易管理附着力也够强。但铜面的刷痕较深对后续OSP的焊锡性会带来负面影响。

(3)第三种为化学粗化法常用者为SPS,不但成本便宜管理也较简单,但表面粗糙却稍嫌不足。特殊超粗化法如MEC的EtchBond 8100效果虽好但成本却不便宜,一般封装载板压合前与绿漆前均采CZ-8100的做法。

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绿漆前铜面(超)粗化(2): 1).封装载板为了S/M附着力更好起见外层铜面应先做SPS之微蚀粗化,而考试板则应升级到IGE式超粗化微蚀,以增大接触表面积加强抓地力。

2).但绿漆完工后表面处理前之微蚀,反而要改用最轻微的硫酸双氧水微蚀将原本超粗化及氧化的铜面削平,以利焊接的爬锡与散锡动作。

3).薄板小垫以微蚀为主以减少变形,厚板大垫则可采不织布刷磨。

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3.绿漆网印与其他涂布作业:绿漆的搅拌与印膜—1).主流绿漆以重量比70%主剂搭配30%硬化剂为准,混合后必须彻底搅拌均匀(旋搅15分钟)才可用于网版印刷。或3分钟搅拌再加6分钟上下快速抖动振动以达到完全混合与尽量赶气。

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2).一旦混合不均上层硬化剂较多,则容易发生显像不洁,附着力降低与细窄处绿漆Dam的开裂,通常混合后的Pot Life不宜超过24小时,网膜上回收者也不可超过8小时,若必须调整黏度而添加稀释者(例如BCS防白水)每kg也以20ml为限。

3).一般绿漆也会加入消泡用的硅油(Silicone Oil),在加热过程中由于其本身滑润及比重较轻之故,将逐渐浮出表面而带走微量的气泡。但也造成漆面的过度光亮与附着力有问题,经常使得填底胶(Underfill)与银胶的附着不良。

3.1.绿漆网印作业:不欲S/M入孔者网板之版膜可加挡墨点,必须绿漆塞孔者则采具有漏墨点之网版空网全面涂印(Flood Print),利用三倍厚刮刀的直角于去程中推墨(见后图),通盲小孔者慢推一次到达尽头即可飞回,较大通孔者则还要增加一次回程刮印,板面干墨平均厚度约20μm,以1.6㎜的板厚而言其孔内绿漆厚度将达1600μm。

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3.2.绿漆网印作业(2): •上示意图为一般性线路印刷之锐角刮刀,至于非线路简单版膜(Stencil)之绿漆满板印刷法(Flood Print)则采用直角硬橡胶刮刀,可承受较大的压力。

•攻角愈小者漏墨量愈多,一般塞孔绿漆者应采厚刮刀小攻角与良好直角之方式去单面进行刮印。攻角愈大都通孔内之进墨量愈少而板面上的积墨量将愈多。

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3.3.绿漆网印作业(3):1).网印工作环境的温湿度都会影响到绿漆本身及印墨的物性,当室温为20℃时其常规刨和水气压为17.3g/m3(相对湿度100%RH)30℃者为52.0g/m3;故知30℃ 50% RH 之水气量竟为20℃ 50%RH者3倍之多。

2).绿漆印墨中丙烯酸亲水性的酸根(Acrylate COOH)将因水气增多而被H2O包围,导致显像(Developing)过程中的Na+不易接触到COOH进行中和与水解,终而容易出现残膜Scum与强热中附着力不良的现象。

3).良好作业环境之Temp应为20-25℃,湿度在50-60% RH,并于无紫外线照明下进行绿漆网印作业。双面妥印后需静置10分钟以利出气。

4).铜面粗糙度对S/M附着力影响极大,下图为理论粗糙度之内容。

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3.4.绿漆网印作业(4):1).网印所用刮刀以PU(Poly-Urethane)塑料为刀片之材质,萧氏硬度(Shore Hardness)约60-70度。其左右应比手握的刮板宽约2-3㎝,装妥后的刀片高度约3.2㎝,短于2.8㎝者硬度将增大可能造成孔环内缘金黄色薄膜的假性露铜。2.网布以PET聚酯类材质之公制36T(英制90目mesh),40T(100目)与43T者为主,36T者每㎝2中共有36*36=1296个漏墨小洞,40T者有1600小洞。

3.网布绷张在铝框上可采斜张网(22.5°Bias)与正张网两法,张力设定在22-24N/㎝2(N牛顿;是指推动1kg物体使产生1m/s2加速度之力量而言)。通常斜张网正贴膜(Stencil)者当刮刀向前推墨时会产生侧向流动的效果,有利于线路背后与拐角处的填墨,但网布却较浪费。

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3.5.绿漆网印作业(5): 1).一般网印法俗称有正片印刷与负片印两类,现以图示绿漆之固定网版于下:

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2).为了省时可完成双面印刷后再去烘烤干燥,也就是先找出料号板的支撑点使第二面可实施架空再去印刷,其做法如下:

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3.6绿漆静电喷涂: 此法系利用压缩空气先将油墨喷成细小墨滴,然后再被电场感应成为带负电的墨滴或极化滴(分成正负两极),再经高速旋转的离心力加以分散并被吸在带正电性的PCB铜面上。好处是双面可同时喷涂且厚度均匀,而更换料号时亦无需架网。本法膜厚较厚(25μm)且产能大,缺点是浪费油墨,更换油墨时非常麻烦.

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3.7绿漆印刷中的失效异常:绿漆内的杂质—当绿漆的制造或使用之环境不佳甚至存在着粉尘污染时,其固体粒子在绿漆滚动涂布中经常会陷落在线路边缘。一旦竟有导体混杂其中者,将引发漏电或绝缘不良等缺失。

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4.涂布后之预烤干燥:预烘烤赶走溶剂—在温度为80℃的各式烘烤环境中,利用持续循环(30次/分或3-5m3/分)的干燥热风,将前后两面绿漆预烤约30~50分钟以赶走各种溶剂。此等热风应出自新鲜空气升温不宜太快,且热量不可过度以避免提前发生聚合反应。并希望线路肩部仍能保持5~10μm的干墨厚度。

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4.1烤箱内热风循环的路径: 1).常规烤箱(含自走式)的热风,应为由下端某侧向上吹出已加热的新鲜空气,到达烤顶部后再由另侧下吹并由烤箱下端的背后排出。油墨内溶剂的挥发是以Benard Cell不规则形态逸走,其每个单胞(Cell)中央处会稍呈下沉出现环状流动而逐渐收缩之橘皮现象。

2).隧道式逐步加温式烤箱则以每分钟上升4.7度为宜,总共烘烤时间可设定在66分钟左右,一般隧道式烤箱之效果、效率、耗电与自动化都比单一烤箱更好但却很占空间。

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4.2烘烤中绿漆液墨的物性:1).当绿漆液墨表面沾着某种表面张力(Surface Tension)较低的外来污染物粒子或液滴时,于是周围表面张力较高的液墨即会对表面张力度低的液墨产拉扯的力量,造成污染区形成凹陷者称之为陷坑(Craters )。

2).当绿漆烘烤干燥太快时,因各小区内溶剂挥发有所快慢差异,进而出现之表面张力拉扯与密度的不同,两者协同作用下导致液墨在各小区内出现自我循环与外移之自然流动现象,此即所谓Benard Cell现象。

3).故知印刷房内除了要保持环境的洁净外,烘烤干燥的升温不但要缓和而且要尽量均匀以减少绿漆表面的橘皮现象。

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绿漆烘干最好利用自走式大型热风循环分段加温式烤箱,或简单热风回流烤箱进行连续式静置作业。单面80℃不可超过60分钟,以避免局部产生固化反应进而导致解像的困难,甚至造成分子量较小的有机物升华逸走而影响物性。

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4.3绿漆干燥后曝光前硬度的量测:可利用铅笔去量测曝光前已干燥绿漆的硬度,干燥不足者很容易出现抽真空曝光的压痕与显像后虚白边缘的undercut。后续表面处理若采I-Ag者则将有贾凡尼腐蚀之断线危机。烘烤过度则可能发生热聚合反应甚至解像不良。

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绿漆涂布后的预烤干燥作业非常重要,一旦其干燥不足者,将造成下一站之过度显像 (Developing) 出现根部侧蚀后之内缩,并可能在狭窄堤防处引发下游回焊中渗锡短路的危险。对于ENIG板类尤其更要小心。

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绿漆干燥良好及解像优异者,其侧壁直立角度不但很垂直甚至还可能呈现足部少许外伸,如此将可大幅降低从墙脚渗锡的隐忧。但后续化镍金或电镍金前的铜面微蚀则不可太猛,否则镍层仍将会从绿漆底部渗入而埋下后患。

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5.绿漆的曝光:双面已干燥的绿漆(经两次烘烤之板面应朝下贴在曝光机台面上),可利用底片或光罩在高功率(7KW-10KW)平行光曝光机,或新型数位DMD甚至Stepper去进行逐面曝光。曝光能量到达底片表面须达400-600mJ/cm2(油墨表面应350mJ/cm2)并还须隔绝氧气使顺利完成聚合反应。

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5.绿漆的曝光(1) :1).早先绿漆曝光机多为散射光(例如ORC2001),由于各种开口(SRO)愈做愈小(如01005电容器之150μm*180μm)故已逐渐改为平行光机组(如ORC之 2021)。但仍采玻璃台底面之沟槽式吸牢Mylar底片的光面(也就是药膜面朝下且另贴保护膜)使完成架设。每达100面曝光后即应清洁底片以防沾黏,每1000次即应换片。

2).量产Panel需正反两面分别曝光,iPhone 4手机板雾面黑漆者(PSR 4000MEH/CA-40 G23K)每PNL(16个Strip、共64Pieces)需110秒(每天约1000片),而一般绿漆者(如PSR 4000/GEC 50A)只需90秒,蓝漆者(如PSR 4000 BLO2)与绿漆相同。

3).由于S/R其曝光中所产生的有机挥发物不断逸出,造成平行光机组透镜与面镜的污染及老化而必须更换昂贵的配件,散射光机组则问题尚不算大。

4).四个CCD曝光前之自动化对位,可取得6个参数而做为对准度的管理。

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5.绿漆的曝光(2) 1).绿漆曝光一般绿墨者其平行光UV光能量如前页所述,但黑漆者(如太阳之PSR-4000 EG-23亮黑漆,或MEH/CA-40G23K之雾黑漆)所需光能量甚高,透过玻璃台面到达底片 (Mylar)表面须800mJ/㎝(油墨表面应500mJ),且完成曝光后亦需静置10分钟以利光固反应继续进行。

2).传统底片之曝光应采UV光平行光机组(例如ORC2021),新型无底片之DMD数位成像(DI)面积性扫瞄式曝光(采UV405μm)者,例如ORC之自动联机 DXP-3512为宜(目前20μm厚的绿漆其SRO可小到60μm)。

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5.绿漆的曝光(3): 1).绿漆的曝光UV能量(J/㎝2)虽比图形成像光阻高强很多,但感光原理却无不同。除了正统使用塑料底片(Mylar)或昂贵的玻璃底片外,亦可改采数字曝光成像(Direct Imaging;DI),也就是先前的LDI或当下更新的DMD等。

2).正统底片成像(Vector Imaging)不但动作快而精准度也最好,但底片却会因温湿度变形而导致大面积精密画面出现走样的烦恼。

3).早期数位成像(DI)由于计算机很慢以致量产并不实用,现行的雷射直接成像(LDI)对20*21吋大版面线路只需90秒即可完成线性扫瞄,而数字微镜(DMD)更可加快到19秒。

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5.绿漆的曝光(4): 1).绿漆平行光曝光与线路平行光曝光两者在自动化管理上并无差异,也就是需按产品的难易而在机台上设定其不同规格值。

2).待曝光板上与玻璃台底片上其两者间,须管理三种参数即:板面上与底片上两特定落点间之直线误差称为PE值(Pitch Error)、其斜线中点误差称为JE值 (Judge Error)与ME值(Mask Error);而ME值则可忽略之(即将机台上设定为999即可)。

3).PE值是取自机台四具CCD自动计算与管理的6个值(四边及对角线的长度),现行载板所卡之Spec为±15μm,而 PCB则为±35μm。至于底片与板面之间差异的JE值,现行载板卡3.0μm而PCB另卡10μm,均为机台自动管理。

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绿漆中原本即具有已固化而不能再感光的骨干部份( Binder ),以及尚可感光的丙烯酸单体与寡聚物,最后才一并接受紫外光( UV )的能量而出现部份固化,成为板面的绿漆涂布层。下列图示为其他UV固化式接着剂类的反应示意图。

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6.绿漆的显像:前述利用强力UV照射的积光能量,将底片透光区下的绿漆予以迅速感光固化,而遮光区并未固化的弱酸性绿漆,则可经1%Na2CO3的弱碱类进行中和与水解而遭到移除,如此露出底铜的过程称为显像。

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6.1绿漆的显像(1):遮光区未经感光的原始弱酸性绿漆油墨,遭到弱碱1% Na2CO3槽液解像而溶除的原理,其实就是一种酸碱中和反应,并在冲刷水解中而使之从板上移除的过程。下列反应式即为绿漆显像反应的基本代表式。

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6.2绿漆的显像(2):1).显像槽线的长短与配置不尽相同,现以CSP载板为例说明其作业情形。

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2).为了减少绿漆窗口(SRO)处底铜垫上的残渣起见,显像液喷嘴宜前倾55度(比原来的90度更好)以方便冲走死角处的异物。对SRO较小者效果更好。

3).显像作业入料时以板子的Component Side朝下,一旦漆面发生滚轮压痕时,后续文字印刷与安装零件后尚可遮丑;且细长的Solder Dam也不易被冲断。

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6.3绿漆的显像(3):利用1%的Na2CO3水溶液,通常在31±1℃中经过90秒的水平输送与喷洒(喷压2.0±0.5kg/㎝2)即可完成解像。其显破点(Break Point)不可超过喷洒行程的50%。但已入孔的绿漆则将不易显洗得干净,故知前段印刷时即应采用备妥挡墨点的CDF-5直接网版,以减少油墨的不当入孔。

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6.绿漆显像(成像)品质(1):1)当绿漆预烘烤干燥不足时,则面漆聚合度虽已达不沾黏底片的程度,但底层干燥不足处仍将遭到Na2CO3过度解像,如此之攻击将造成底漆的内缩与虚空。此种边缘性的侧蚀 (Undercut U/C) 将成为藏污纳垢的场所。一旦发生在狭窄防焊堤Solder Dam处将存在渗锡与浮离及断裂的麻烦。

2)绿漆的Undercut (UC) 对后来表面处理之 I-Ag 造成的影响最大,将可能引发贾凡尼效应而咬断UC处的底铜线路以致后患无穷。

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6.绿漆显像(成像)品质(2):显像不洁—绿漆作业环境之室温宜低于22℃,以减少绿漆来自环境之吸水。一旦吸水较多时,则将出现显像不洁的残膜(Scum)存在,进而对后续的表面处理将造成困扰。以相对湿度RH50%相同但温度却不同(20℃/30℃)的两环境为例,30℃者空气中饱和水分子含量(15.2g/㎝3)也就是绝对湿度,居然是20℃者(8.65g/㎝3)的两倍之多!于是将对静置中绿漆的加速吸湿。

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7.绿漆的后烤全固化及品管:为了要使完工绿漆达到良好的物性电性与抗化性起见,其后固(硬)化须在150℃中烤足60分钟。凡烤箱每低10℃者其时间要增加一倍,例如130℃者其时间要拉长到240分钟,超过板材Tg者要改成挂烤以防板体变形。全固化不足者对后续表面处理非常不利,全固化过度者则附着力会降低(硅油浮出)且还会出现脆性。

后固化温度很高,甚至造成某些尚未及时反应光启剂(PI)的升华(sublimation),累积在风管中很容易造成火灾;要经常清理内壁。此种强热还会造成铜面过度氧化,将可能引发后续ENIG的局部绿漆浮离。

为了使绿漆的聚合度与交联度更好达到严格的可靠度起见,某些情况还需加做强力UV照射(使透入绿漆)称为UV bumping(约1500mj/cm2)

绿漆的熟化度或永久性(Permanency)测试法系按IPC-TM-650之2.3.23,采二氯甲烷数滴在漆面擦拭后用牙签头去刮试,若无伤痕者,即表OK。

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7.绿漆的后烤全固化(1):已成像绿漆之后烘烤全固化反应,简单说就是让最终墨体内剩余的亚克力酸性树脂 (羰酸),继续与环氧树脂进行破环或开环式的再聚合反应,完成最后有关可靠度的全固化或全熟化 ( Fully Curing )制程。事实上未做全固化的绿漆甚至也可当成抗镀阻剂。

完成全固化的绿漆不但得到高分子之良好聚合 (Polymerization),甚至更可形成立体交联 (Crosslingking)的空间网状结构体。

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7.强热性全固化之后烘烤(3):同步发生第三类全固化之开环聚合反应,系从一级铵起步持续连续交联反应,一直到三级胺主体结构的强大分子为止达成最终之熟化。

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7.绿漆之物料与加工之质量检验:• 绿漆本身物料与性质其内容之检验与规范以IPC-SM-840D(April 2007)为准,该规范将S/M本身质量分为:①Class H(指高可靠度级)与 ②Class T(指通讯级)等两级。若客户订单并未指明者,一律以Class T级处理之(见IPC-6012C之3.7节说明)。

•绿漆在各种板面加工之一般外观质量检验以IPC-6012C(April 2010)之3.7.1绿漆覆盖性(Coverage)全文为主(共有9则),至于S/M 的附着力品质则以3.7.2为主,下表3.13即为其规格。

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•绿漆之厚度规格以3.7.3为主,也就是S/M厚度已无数据之规定,而另以供需双方之协商为依据(AABUS)。绿漆之所以取消厚度需求主要是为了板面上微带线(Microstrip)之传输更快而着想,IPC虽无厚度要求但一般仍以0.4㏕为默认之常规。

为了绿漆对铜面抓得更牢起见,涂布绿漆前的铜面粗糙处理必须做到尽善(例如载板所用的CZ-8100)。但固化后绿漆将做为焊垫处的裸铜面还要进行表面处理,因而铜面的去锈与削平特别重要,应采H2SO4/H2O2而不应再用不正确的SPS去加粗铜面。

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薄型载板绿漆后弯翘之改善: 1).当PCB薄板(40㏕以下)或载板10㏕以下者,且其两面绿漆面积又相差很大时,强热固化后经常会发生板弯板翘。原因是油墨烘烤与固化过程中体积变小产生收缩应力所致。

2).补救的方法是在绿漆较少的板面上,增加其绿漆的厚度以加大其收缩之应力而改善其弯翘的烦恼。

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3).亦可在绿漆面积较小的板面上,增多其烘烤的能量以抵销掉绿漆较多另一面的收缩程度。

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用于封装载板的绿漆固化后厚约在1mil左右,一旦皮膜尚存在微隙者,难免后续会发生电镀镍金的异常生长冒出。

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8.绿漆塞孔的重要性:1).不欲入孔之网版上宜加挡墨点,必须入孔而塞满深孔者,则可采厚刀单面先行在有漏墨点网版上塞满与半固化后,再做双板面之面漆。如此三道防堵应可减少孔内绿漆固化收缩之裂缝,降低其吸入表面处理槽液而造成孔铜受伤。

2).40㏕以下薄板之0.3 m/m以下小孔与微盲孔者,则可不必先行塞孔,直接利用厚刮刀对板面慢印中也可同时入孔。

3).大面积之表面涂布可采网印法、喷涂法、滚涂法与干膜法。

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绿漆塞孔也可采垂直双面滚轮涂布法使之入孔,油墨可由角度较少之刮刀面引入抽动的板面,穿越通孔后由另一面刮刀将之刮除。

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绿漆塞孔可利用太阳油墨专用油墨THP-100DX3对小孔或微盲孔进行塞孔,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,绿漆塞孔不良经常成为下游焊后断孔的主因。

绿漆后流程—表面处理槽液的渗入:1).绿漆后的PCB还要进行可焊性的各种表面处理,Carrier绿漆后则要进行极为精密的绿漆开口(SRO)工程,以妥备覆晶Bump凸块的可焊基地。投资最大者当然是曝光机了。

2).绿漆填塞PCB的导电通孔(Via)已成为业界最容易发生组装后断孔的罪魁祸首,对于大孔(0.3㎜以上)与厚板(1.2㎜以上)而言,最好实施先塞饱通孔与干燥后才印面漆的手法。在三道保护下方得以减少后续表面处理槽液由裂缝渗入而咬伤孔铜壁的灾难。

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一般通孔式传统多层板经常要求导电孔(Via)进行绿漆塞孔,一则可保护孔铜避免遭后续流程与使用环境之伤害,二则可减少波焊中焊锡入孔的浪费。但塞孔不良者反而引发无穷的后患。

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9.绿漆后其他加工:化学锡与绿漆(1)—1).某些PCB需用到化学锡(I-Sn)做为可焊性表面处理;CSP或FC等载板更需I-Sn处理在绿漆开口(SRO)的底铜垫上而做为锡膏预焊料(Presoldor)的焊接基地。

2).I-Sn槽液中含强烈有机物硫脲(Thio Urea;TU)与甲基磺酸(MSA)都会攻击绿漆 ,且高温(72℃)长时间(15分钟)的操作更将对绿漆不利,经常造成绿漆变色与附着力减弱,甚至连墨体也吸入污染,同时槽液本身也遭到S/M的有机污染。

3).一般绿漆常出现肿胀以致接口附着力变差而令I-Sn侧向攻入造成质量不良,改良绿漆配方加强绿漆前铜面粗化与减轻I-Sn前铜面微蚀者,将可降低绿漆浮离的风险。

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化学锡与绿漆(2):1).为了让绿漆附着良而在条件强烈的化锡流程中不致浮离起见,铜面的粗糙度至少应达到Ra在 0.2μm以上,Rz在2.0μm以上以增加其抓地力。

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2).覆晶载板(F.C. Carrier)的正面(顶面)给高铅凸块(Bump)用的众多密集绿漆开口(SRO)中的中铅承垫,与外围给被动组件(电容器)无铅贴焊用的SAC305焊垫,也都要先处理上化学锡的皮膜,才能续做两者预焊料(Presolder)的工程。

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10.载板所用之干膜绿漆:各式小面积薄型载板所用的绿漆非常讲究平坦度(Flatness)、均厚精厚、高解像、塞孔填孔与抗温湿偏压(THB)之抗HAST等条件,因而不得不改采成本昂贵加工麻烦(抽真空压贴)与储存困难(–20℃)的干膜式绿漆(如太阳油墨的PFR-800 AUS 410)。以505*505㎜的Panel而言,BGA球脚面的Aus703成本约40元,而凸块面之Aus410则高达320元。

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干膜绿漆的切膜(Cutting):须采真空贴膜机(例如Meiki Vacuum Laminator)将DFSM先行自动剪膜以及连续式真空压膜。所有待贴膜的铜面均须事先完成CZ-8100/8300超粗化与有机皮膜之处理。

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干膜绿漆的真空贴膜(Lamination):利用压力可均匀分布的气囊(Diaphragm),对已真空贴膜的载板两面进行加温、板面抽气与气囊式均匀加压等动作;之后再进行底片曝光(Mylar面280mj/㎝2)以及解像(1% Na2CO3)等工序,与一般光阻干膜的做法大致相同。

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为了达到绿漆厚度与平坦度的要求,某些载板为了降低干膜绿漆( 例如AUS410 )的成本起见,乃改用常规性湿膜绿漆。而于成像后彻底固化前再予以压平进而造成阴影,但对绿漆结构并未带来任何缺失,终而已为客户所接受。

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干膜绿漆于载板上的全流程:封装载板外表精密DFSM的全流程与一般光阻式干膜的做法非常类似(仅贴膜不同),但成像与固像却需极高能量(强UV与强热)以完成其关键性的熟化或固化工程。

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以上为绿漆制程全部内容,欢迎大家提出问题或者留言给我进行讨论。谢谢!

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