PCB焊盘工艺分类.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,FPCB,材料知识,(,张腾飞,V.12012-5-28),1.FPCB,常用单位换算,2.FPCB,常用表面处理方式,3.FPCB,结构,4.,关键性能参数和测试方法,5.,工序中的,FPCB,6.FPCB,供应商情况简介,一、,FPCB,常用单位换算,1.FPCB,常用单位可分为公制和英制两种：,公制：英制：,dm,分米,ft,英尺,cm,厘米,in,英寸,mm,毫米,mil,密尔,um,微米,uin,微英寸,2.,换算进制：,1dm =10cm 1ft =12in1cm =10mm 1in =1000mil1mm=1000um 1mil=1000uin,3.,公制英制互换进制：,1in=2.54cm=25.4mm=25400um 1mil=25.4um 1mil=0.0254mm 1uin=0.0254um1mm=39.37mil 1um=39.37uin,4.,铜箔厚度单位换算：,铜箔厚度常用单位：,oz,（,Ounce,盎司）,重量单位,1oz,定义为：,1,平方英尺面积上单面覆盖重量,1oz,（,28.35g,）的铜箔厚度,1 oz=35um=1.35mil2 oz=70um=2.7 mil,常用铜箔厚度会用分数表示：,1/2 oz=17.5um=0.7mil1/3 oz=11.7um=0.5mil1/4 oz=8.8um=0.35mil,注：目前,Truly,常用铜箔为,1/2 oz,二、,FPCB,常用表面处理方式,表面处理作用：防止铜面氧化，保持表面的可接合性。,FPCB,常用表面处理方式主要有以下几种：,1.OSP,（,Organic Surface Protection,）,2.,喷锡（,Hot Air Solder Leveling,）,3.,沉金（,Immersion Gold,）,4.,镀金（,Plating Gold,）,5.,镍钯金（,Ni-Pd-Au,）,6.,沉银（,Immersion Silver,）,7.,直接镀金：应该是新技术，只听说过，没有见过。,1.OSP,（有机可焊保护膜）：,将铜面清洗干净后，通过化学反应方法，在铜面上生成一种有机膜，,通过隔离空气来保护铜面不被氧化。,优点：价格便宜、厚度薄、表面平整；,缺点：低活性助焊剂难以破坏其表面、存储条件较严；,但其环境亲和性好，因为是水基保护膜，不会污染环境，另外也有,其缺点，不能过多次回流焊。,此类处理方式适合于板子整体要求较为一致的情况，因我司,FPCB,各部分要求不一样，有些部位需要厚金打线，有些部分需要硬金插拔，所以供应商操作难度较大，不适用。,2.,喷锡（,HASL,）：,将整块板浸入锡炉中，然后用热空气通过风刀整平，后清洁水洗。,优点：可焊性好、工艺简单；,缺点：价格较高、平整度不高；,喷锡（又称：热风整平）属粗放式处理，仅适用于较大线路间距的产品，如电脑主机板、电视板等，不适合精密线路处理。,我司产品所使用,FPCB,均是精密线路，此种不适合我司使用，且鉴于焊接性能、可靠性等原因，我司,FPCB,所使用的表面处理材料大多为金。,3.,沉金（,ENIG,）：,先在铜面上化学沉积一层镍磷层，再通过置换反应增加一层金层。,优点：可焊性好、可以进行,COB,金线邦定；,缺点：价格最高、制程控制困难；,沉金是化学反应，存在反应速率不一致的问题，如果沉金药水活性太高，药水会攻击镍磷层，导致金层与镍层之间结合力变小，,SMT,后产生黑焊盘不良。,按照行业内要求，,0.08um,以下称为薄金，,0.3um,以上称为厚金；,一般不会采用在,0.080.3um,之间的厚度值，,薄金主要用于焊盘、热压金手指、插拔金手指等，作用主要是防止铜面氧化，增加焊盘表面的可焊性；,厚金主要用于金线邦定，增加金线与,PAD,点之间的结合力；,4.,镀金（,Plating Gold,）：,通过电镀的方式，先镀上镍层，再镀金层。,优点：金层致密、金层表面光亮、可用于插拔金手指；,缺点：可焊性不如沉金；,镀金可分为：镀软金和镀硬金，区别在于软金镀的是纯金，硬金镀的是金和钴的合金；软金（可焊性良好）主要应用于焊接、金线邦定，硬金（耐磨）主要应用于插拔金手指；,镀软金和镀硬金我司都有应用。,不管是沉金还是镀金，都需要有镍层作屏障层，否则金直接跟铜接触后会迁移，金层在,1,小时之内就会消失。,5.,镍钯金（,Ni-Pd-Au,）：,镍钯金属于化学沉积方式生产。,优点：价格便宜、可用于,COB,金线邦定；,缺点：工艺复杂、国内仅少数厂家有做；,镍钯金是一种新的表面处理方式，它的出现主要为了解决,COB,厚金价格偏高问题，,COB,厚金需要的金层厚度规格为,0.3um,，而镍钯金的金层厚度要求仅为：,0.05um,，可以节省很多成本。,目前此种表面处理方式我司的板也有使用。,6.,沉银（,Immersion Silver,）：,沉银是一种落后工艺，基本已被淘汰。,表面处理方式对比表,二,.FPCB,的结构：,1.FPC,结构：,一般常见,FPC,外观如下图所示：,Mark,点,IC,焊盘,1PCS,SMT,行进方向,定位孔,微连点,白字油,连接器焊盘,两层,FPC,切片如下图所示：,主要材料有：,基材、铜箔、覆盖膜、油墨、屏蔽膜、补强,(FR4,、,SUS,钢片、,PI),等,：,胶,PI,基材,导通孔,线路,PI,覆盖膜,补强钢片,热固胶,2.FPC,分类及区别：,FPC,根据在我司的作用可分为以下类型：,a.CSP,类型：,主要用于,CSP,封装类型模组，特点是,CSP,类型,IC,直接焊接，因此,FPC,头部,会有,BGA,焊盘区域。,焊盘表面处理要求较低，尺寸、可焊性,OK,即可；,b.COB,类型：,COB,类型,FPC,主要用于热压结构模组，特点是头部无补强钢片，尾部一,般是,BTB,类型或,ZIF,类型连接器,PIN,；,要求主要有两点：,1.,头部透光性好，不能影响热压对位；,2.,头部弯折性好，热压后不能发生断裂；,c.COF,类型：,此类,FPC,直接用于金线邦定，因此对,FPC,性能要求较高，特点是,FPC,头部,设置有打金线的,PAD,点；,要求：,1.PAD,点金线邦定情况良好，厚金,0.3um,，镍钯金,0.05um,；,2.FPC,头部表面平整，不能影响,IC,搭载及,Holder,搭载；,3.PCB,结构：,一般常见,PCB,外观如下图所示：,邦定,PAD,电容,PAD,Mark,点,行进方向,切片结构与,FPC,类似，不再赘述。,PCB,同样可分为,CSP,和,COB,类型，但,CSP,类型较少使用；,另根据,PCB,的叠层结构，可以把,PCB,分为：普通型和,HDI,型；,普通型,PCB,指的是仅仅包含通孔的,PCB,，一般用于较简单线路设计；,所谓,HDI,类型，指的就是,High Density Interconnect,（高密度互联）,直观来说就是包含埋孔和盲孔的,PCB,，如下图所示：,通孔,盲孔,埋孔,L1,L2,L3,L4,L5,L6,FPCB,原材料介绍：,1.FPC,基材：,FPC,基材主要有以下几种：,根据铜箔分类：电解铜、压延铜；,电解铜适合精细线路制作，压延铜适合有动态弯折要求的产品；,根据铜箔与胶的结合方式：有胶基材、无胶基材；,有胶基材较硬，不适合弯折，无胶基材较软，透明度好，适合热压,根据介质层分类：,PI,、,PET,；,我司多使用的是,PI,介质层，,PET,难以加工，一般不会使用；,FPC,基材厂家主要有：新扬、新日铁、台虹、生益等；,2.PCB,基材：,PCB,基材主要可以按以下分类：,根据介质层分类：普通,FR4,、高,TG FR4,、,BT,基材等；,我司使用高,TG,材料较多，因为金线邦定时会产生高温，,TG,值较低的基材会,软化变形，不利于生产；,随着电子产品的要求日益严格，高,TG,材料的应用也在逐渐增多；,BT,基材是小日本研发的一种材质，性能优异，强度很好，,TG,值高，但同时价,格也很高，除非特殊产品，一般不会使用；,根据环保分类：有卤、无卤；,有卤基材主要是添加了卤素阻燃剂，但燃烧时会产生致癌物质，因此被欧盟,禁用，无卤基材添加的是非卤素阻燃剂，燃烧时不会产生致癌物质。,为适合欧盟的要求，无卤基材的使用也在日益增多；,根据玻纤密度：,1080,、,2160,等；,PCB,基材厂家主要有：建滔、南亚、生益等；,3.,铜箔：,铜箔主要用于多层板制造，多层板在生产过程中会使用铜箔进行压合增层，,所以，多层板也叫：增层板或积层板；,单纯的铜箔一般都是电解铜薄，分为光面和毛面，光面用于线路蚀刻制作，,毛面主要用于增强铜箔与介质层的结合力；,4.,屏蔽膜：,屏蔽膜主要用在,FPC,中，起到电磁屏蔽的作用，防止线路信号受到电磁干扰；,屏蔽膜一般要求接地处理，只有进行接地处理，才能将屏蔽产生的电荷导出,不至于影响正常信号；,电磁屏蔽膜主要有：,绝缘保护层、金属层、导电层,三部分构成；,绝缘保护层作用在于保护金属层不被外力损坏；,金属层用于屏蔽外部电磁干扰；,导电层用于导出电荷；,离型膜,保护层,金属层,导电层,绝缘层,离型膜,5.,补强板：,补强板，顾名思义作用在于给,FPC,补强，为的是能够顺利在,FPC,上面贴装,元器件，补强板有维持,FPC,外形稳定性的作用；,补强板材质一般可分为：,FR4,、,PI,、钢片,等；,FR4,材质也可分为有卤和无卤材质，一般,FPC,采用冲压成型，,FR4,边缘易产生,毛刺不良，部分改良产品可较好改善此不良；,PI,补强一般用于,ZIF,金手指位补强，为了便于金手指插入连接器内部；,补强钢片一般采用,SUS304,材质，此种材质具有以下两个特点：,a.,弱磁性，不会对我司,AF,产品马达产生影响；,b.,不锈性，表面光亮，不会氧化变色；,补强钢片一般可分为：普通补强钢片、镀镍补强钢片；,普通补强钢片用于一般产品，无补强接地要求的产品；,镀镍补强钢片用于有接地要求的产品，镍稳定性好，能够保证较低的电阻值；,三,.,关键性能参数及测试方法：,1.,外观：,因为我司所用,FPCB,均是用于摄像模组相关，外观上要求较为严格，,外观测试方法为：,40X,显微镜下观察，要求：,a.,油墨不易产生粉尘，以免造成污点不良；,b.,邦定,PAD,表面颜色一致，不能有任何可见不良；,c.,冲切或铣边边缘不能有毛刺等不良；,2.,尺寸：,尺寸为通用测试中最为重要的一点，因为,FPCB,尺寸直接影响,IC,搭载精度、,Holder,搭载精度、金手指接触精度、成品全尺寸等数据。,尺寸测试方法为：,对照冲模图测量所有重点尺寸；,使用工具主要有：,游标卡尺、千分尺、投影仪、,STM6,等,尺寸要求不能超上下公差，部分三星型号要求长宽厚的,Cpk,值必须,1.33,三,.,关键性能参数及测试方法：,3.,性能：,性能测试也是,FPCB,测试中非常重要的一部分，它决定着使用性能上 的一些性质，如：弯折、接地、可焊性、附着力等；,测试方法为：,使用专用工具进行测试；,使用的工具有：,弯折测试仪、万用表、锡炉、,3M600#,胶带等；,以上功能测试标准，我司内部要求主要如下：,a.,弯折：,0.5mm,弯折半径，,30,次无断裂；,b.,接地：,补强钢片、屏蔽膜接地电阻值,10um,；,四,.,工序使用情况介绍：,FPCB,不仅属于主材，而且是基础材料，如果把整个模组看做是一个,人体的话，那么,FPCB,就是骨骼和血管，不仅是支撑身体的基础，还,是传输信号的通道；,因此，整个模组的制造过程，从投料到出货，都有,FCPB,身影的存在,下面，我们就简要介绍一下各工序的使用情况：,1.SMT,：,SMT,是投料生产的第一站，从这一站开始，就要把,FPCB,作为一个,地基在上面构建出有生命的模组；,此时需要加在,FPCB,上的元器件主要有以下几种：,电容、电阻、连接器、,LED,等所有需要使用锡膏焊接的元件；,对于,CSP,模组，甚至连,IC,就已经搭载在,FPCB,上了。,2.COB,：,COB,车间需要在,FPCB,上进行,Die,邦和,Wire,邦，继而搭载,Holder,和,Lens,的组合，从而完成模组的组装；,所谓邦定，就是固定的意思，,Die,就是,COB,裸芯片的意思，,Wire,就是,金线的意思，那么,Die,邦和,Wire,邦就是固晶和打金线的意思；,Die,邦：需要先在,FPCB,上画胶，一般有“十”字和“米”字两种方式，,然后将,IC,贴在,FPCB,上，通过低温固化完成搭载，,一般需要控制的参数为：,IC,推力、搭载精度等,；,Wire,邦：通过瓷嘴使用金丝球焊机焊接，连接,FPCB,和,IC,上的焊点，,一般需要控制,弧高、金线拉力等参数,；,2.COB,：,Die,邦和,Wire,邦后就是,Holder,和,Lens,的搭载了（镜头组），,Lens,旋入是在,IR,车间完成的，这里咱们就不介绍了，,镜头组搭载时首先需要在,FPCB,上画胶，此时画的是,Holder,搭载胶，,FPCB,起到的是承载镜头组的作用，此时对,FPCB,的要求主要如下：,1.,平整度：,如果,FPCB,平整度不好，则会导致镜头组搭载后倾斜，,最终在检测车间发现会无法对焦（,MN,）；,2.,焊盘距边公差：,焊盘距边公差决定着,IC,与镜头组的相对位置，,如果公差控制的不好，将会导致暗角不良（,shading,）；,3.,热压：,热压车间作用是把,LU,和,FPC,组合在一起，,当然，,CSP,产品、,Socket,结构和,COF,类型产品是不经过热压的；,热压主要需要考虑以下因素：,1.FPCB,热压金手指的位置精度：,如果位置精度太差，会影响到成品,模组的尺寸，甚至会影响,LU,热压对位；,2.FPC,的透光性：,如果,FPC,透光性太差，会影响热压对位，降低生产,效率；,3.FPC,柔软度：,FPC,如果太硬，在高温高压下会发生金手指断裂不良,即使不断裂，也会有微裂存在。可能在我司检测,OK,的模组，到,客户端装机使用时就出现问题了。,热压的问题还有很多，跟工艺相关度较大，因为在此制程中有高温,高压，会存在很多意想不到的隐患。,4.,检测：,检测车间作用是调焦、检测、,OQC,等，,调焦检测与,FPCB,的关系较小，主要是后面的,OQC,，,OQC,检查时，会查,外观，,FPCB,的一些外观不良会在这里检出；,主要有以下：,1.,缺口、撕裂、折痕等外观可见的不良；,五,.,常用工具介绍：,测试,FPCB,常用到的工具主要有以下几种：,1.,游标卡尺,用于,FPCB,外围尺寸的测量；,2.,千分尺：,用于,FPCB,厚度的测量；,3.,投影仪：,用于,FPCB,焊盘等,PAD,点尺寸的测量；,4.,显微镜：,用于,FPCB,外观的测量；,5.,万用表：,用于,FPC,接地电阻的测量；,6.,弯折测试仪：,用于,FPC,弯折性能的测试；,五,.,供应商情况简介：,我司,FPCB,的供应商可分为韩系和国内，一般情况下韩系供应商的,报价会比国内贵很多，但相应的，品质也会比国内供应商要好；,1.,韩系：,我司主要的韩系供应商有以下几家：,进星：,PCB,和软硬结合板供应商，不生产,FPC,，相对品质较为稳定,沟通良好，问题总能消灭在萌芽阶段；,DDE,：,PCB,供应商，反应较慢，配合度不是很良好；,GDS,：,FPC,、,PCB,、软硬结合板供应商，品质较好；,NewFlex,：,FPC,、软硬结合板供应商，沟通较为困难，因沟通不良已,导致多次样品问题，已增加会汉语人员进行配合；,2.,国内：,我司主要的国内供应商有以下几家：,爱升：,FPC,和,PCB,供应商，产品较大，制程能力较差，对我司的配合,也逐步变差，制程方面的问题难以改善；,三德冠：,FPC,供应商，支持免费做样，因半导体单量较大，对我司,配合还算可以，品质较差；,华大：,FPC,供应商，是舜宇等模组行业的主要供应商，品质较好,但由于我司需要量较小，配合较差；,华盟：,FPC,供应商，品质较差，目前已很少样品开模，应是我司淘汰,供应商；,以上就是,FPCB,在整个模组制作过程中的流程信息，,如果有什么不明白的，请随时咨询。,增加,FPCB,供应商技术能力比较,谢谢！,