PCB制造流程及說明
變綠變黑,此時必須更槽。金槽對銅離子極敏感,2Oppm以上析出就會減緩,同時會導致應力增大。鍍鎳後也不宜久置,以免因鈍化而無法析鍍,故鎳後水洗完應儘速進入金槽,有時為了特定狀況則作10%檸檬酸浸泡再進入金槽也能改善一些結合力。經鍍金後的鍍面仍難免有部份疏孔,此鍍件經水洗後仍應經一道封孔處理,如此可使底層鎳經有機磷的處理增加其耐蝕性。 14.4 結語
A. OSP製程成本最低,操作簡便,通常終檢電測完,包裝前作業之.但此製程因須裝配廠修改設備 及製程條件且重工性較差因此普及度仍不佳有待雙方努力.
B. 化鎳金製程則因成本極高,會鎖定某些領域的板子如COB,IC Substrate等,不會普及化.
C. 目前也有其它較低成本而仍有化鎳金功能之產品如Pd/Ni,Sn, Organic Silver等,以後陸續會再做探討.
十五 成型(Outline Contour)
15.1製程目的
為了讓板子符合客戶所要求的規格尺寸,必須將外圍沒有用的邊框去除之。若此板子是Panel出貨(連片),往往須再進行一道程序,也就是所謂的V-cut,讓客戶在Assembly前或後,可輕易的將Panel 折斷成Pieces。又若PCB是有金手指之規定,為使容易插入,connector的槽溝,因此須有切斜邊(Beveling)的步驟。 15.2 製造流程
外型成型(Punching or Routing)→V-cutaBeveling ( 倒角 )→清洗
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15.2.1外型成型
外型成型的方式從PCB演變大致有以下幾個方式: 15.2.1.1 Template模板
最早期以手焊零件,板子的尺寸只要在客戶組裝之產品可容納得下的範圍即可,對尺寸的容差要求較不嚴苛,甚至板內孔至成型邊尺寸亦不在意,因此很多用裁剪的方式,單片出貨。
再往後演變,尺寸要求較嚴苛,則打樣時,將板子套在事先按客戶要求尺寸做好的模板(Template)上,再以手動銑床,沿Template外型旋切而得。若是大量,則須委外製作模具(Die)以沖床沖型之。這些都是早期單面或簡單雙面板通常使用的成型方式。 15.2.1.2 沖型
沖型的方式對於大量生產,較不CARE板邊粗糙度以及板屑造成的影響時,可考慮使 用沖型,生產成本 較routing為低,流桯如下:
模具設計→模具發包製作→試沖→First Article量測尺寸→量產。 a. 模具製作前的設計非常重要,它要考慮的因素很多,例舉如下: (1) PCB的板材為何,(例如FR4,CEM,FRI)等 (2) 是否有沖孔
(3) Guide hole (Aligned hole)的選擇 (4) Aligned Pin的直徑選擇 (5) 沖床噸數的選擇 (6) 沖床種類的選擇
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(7) 尺寸容差的要求 b. 模具材質以及耐用程度
目前國內製作模具的廠商水準不錯,但是材料的選用及熱處理加工,以及可沖次數,尺寸容差等,和日本比較,尚遜一籌,當然價格上的差異,亦是相當的大。 15.2.1.3 切外型
因為板子層次技術的提昇,以及裝配方法的改變,再加上模具沖型的一些限制, 例如模具的高價以及修改的彈性不佳,且精密度較差,因此CNC Routing的應用愈來愈普遍。 A. 除了切外型外,它也有幾個應用: a. 板內的挖空(Blank) b. 開槽slots c. 板邊須部份電鍍。 B. 作業流程:
CNC Routing程式製作→試切→尺寸檢查(First Article)→生產→清潔水洗→吹乾→烘乾
a. 程式製作
目前很多CAD/CAM軟體並沒Support直接產生CNC Routing程式的功能,所以大部份仍須按DRAWING上的尺寸圖直接寫程式。注意事項如下:
(1) 銑刀直徑大小的選擇,須研究清楚尺寸圖的規格,包括SLOT的寬度,圓弧直徑的要求(尤其在轉角),另外須考慮板厚及STACK的厚度。一般標準是使用1/8 in直徑的Routing Bits。
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(2) 程式路徑是以銑刀中心點為準,因此須將銑刀半徑offset考慮進去.
(3). 考慮多片排版出貨,客戶折斷容易,在程式設計時,有如下不同的處理方式,見圖15.1
(4). 若有板邊部份須電鍍的規格,則在PTH前就先行做出Slot,見圖15.2 (5) Routing Bit在作業時,會有偏斜(deflect)產生,因此這個補償值也應算入 b. 銑刀的動作原理
一般銑刀的轉速設定在6,000~36,000轉/分鐘。由上向下看其動作,應該是順時鐘轉的動作,除在板子側面產生切削的作用外,還出現一種將板子向下壓迫的力量。若設計成反時針的轉向,則會發生向上拉起的力量,將不利於切外形的整個製程。 1 銑刀的構造
圖15.3 是銑刀的橫切面以及各重點構造的介紹. Relief Angle浮離角:減少與基材的摩擦而減少發熱. Rake Angle(摳角):讓chip(廢屑)切斷摳起,其角度愈大時,使用的力量較小,反之則較大。Tooth Angle(Wedge Angle)楔尖角:這是routing bit齒的楔形形狀,其設計上要考慮銳利及堅固耐用。 2. 偏斜 ( deflect )
在切外型的過程中,會有偏斜的情形,若是偏斜過多將影響精準程度,因此必須減少偏斜值。在程式完成初次試切時,必須量出偏斜的大小,再做補償, 待合乎尺寸規格後,再大量生產.
影響偏斜的因素大致有如下幾個: -板子厚度
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-板材質 -切的方向
-轉速 根據這些因素,下面探討如何減少偏斜,以降低其造成的偏差。 -銑刀必須標準化,如直徑、齒型等 -針對不同板材選擇適用的銑刀
-根據不同的材質,找出不同的轉速及切速,如FR4材質可以24,000轉/分鐘;至於切速一般而言速度愈 快,偏斜值愈大;反之愈小。
-若有必要,可設定兩次同樣的路徑,將因偏斜而較大尺寸的部份銑除。
-銑刀進行的路徑遵守一個原則:切板外緣時,順時針方向,切板內孔或小片間之槽溝時,以逆時針方 向進行,見圖15.4 的解說。 C. 輔助工具
NC ROUTING設備評估好壞,輔助工具部份的重要所佔比例非常高。輔助工具的定義是如何讓板子正確的定位,有效率的上、下板子,以及其排屑渣的功能,圖15.5(a.b)是一輔助工具說明。
1機械檯面(Machine Plate)必須讓工作面板對位PIN固定於其上,尺寸通常為1/4 in左右
2.工作面板(Tooling Plate)通常比機械檯面稍小,其用途為bushings並且在每支SPINDLE的中心線下有槽構(Slot)
3.Sub-plates:材質為Benelax或亞麻布及酚醛樹脂做成的,其表面須將待切板子的形狀事先切出,如此可以在正式切板時,板屑(chips)可以由此排掉同時其上也必須做出板子
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