工艺创新及工艺改良对印制电路板企业的意义
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盈论文选编 高级技师论文 C 『PC Il! 电路与I4;蓑 嚣罄创薪 嚣 良 对印制电路橛金 的意 达进精电控股有限公司MET程部,,胡军【文】 【摘 要】在市场竞争日益激烈,PCB普通制造技术日 益公开及普及的今天,印制电路板工艺改良及工艺创新对 2、PCB@U造业中工艺创新及工艺改良的重 要性: 、PCB制造流程长、工艺复杂,其生产过程中涉及到 机械加工技术、化学反应技术、光学成像技术、印刷技 个印制电路板企业的生存及发展有着重要的意义。本文 就达进公司工艺创新及工艺改良为例,简要阐述工艺改良 在降低生产成本、提升生产效率、满足客户要求方面的作 用及意义。 术、清洗技术、电镀化学、表面处理技术等诸多的高端技 术。下面即以我司的实际案例说明工艺创新及改良对 PcB企业发展的意义。 2.1案例一:高端板工艺的开发及储备: 任何一个企业要想做强做大,其终极的战略目标即是 【关健词】工艺改良工艺创新生产成本生产效率客 户要求 1、工艺创新及工艺改良的内涵: 以公司原有IEl工艺作基础上进行技术参数或加工流 生产行业内的高端产品,这些产品均是技术含量高、附加 值高的产品,而这些产品的生产必须以先进的工艺为基 础。以我司产品发展策略为例:我司现行主要生产高端的 单、双面板及4—8层板。按照公司发展HDl板的目标要 程的优化达到提升效率、提升良品率及提升加工能力称为 工艺改良。为满足客户要求、提升产品的市场竞争力、满 足公司生存发展的需求,创新开发新的工艺或流程。 工艺创新及工艺改良可分三个层次: 求,MEI程部于2007开始开发HDI板制作的工艺流程,并 与香港理工大学建立了HDI板工艺开发的战略伙伴关系, 2007年7月成功试产了盲埋孔的6层HDl手机板及8层盲埋孔 HDl通信板。通过工艺开发,我司建立了HDI生产所需的 内层埋孔树脂塞孔工艺、comfo rmask开窗蚀铜CO2激光 (1】源于PCB企业发展战略的工艺创新:它含三方 面,一是未来PCB产品型号发展所需的关健工艺;二是从 技术发展趋势看必然要发展的技术;三是为提升工厂技术 水平而必须解决的一些关健工艺。这些工艺创新是源于企 钻盲孔工艺、HDI板对位系统设计工艺、盲埋孔板沉铜和 电镀工艺等一系列HDI板制作的核心工艺规范。因HDl板生 业的发展战略,目的在于提升企业的技术水平,为未来新 产品的发展提供技术支持。(见案例一) 产需要激光钻孑L机、垂直连续电镀线等关健设备的支持, 公司现行产品结构中HDl板所占比重较少,HDI板数量尚无 (2)源于客户特殊设计、特殊需求,在PCB生产过 程中某项工艺的改良创新,这种工艺改良源于某类产品在 生产过程中出现的技术瓶颈,是在原生产工艺技术基础上 进行的二次开发,针对某些PCB板自身特点有针对性的进 法达到设备投资需求,HDI'm产工艺现行只作为我司的储 备工艺,待时机成熟即刻就能将此工艺投入到实际生产。 2.2案例二:满足客户不同要求的工艺改良及创新: 在市场经济高度发展的今天,有竞争才有市场,特别 是对PCB制造业,只技术能力强,加工品质稳定的厂才能 行工艺改良。(见案例二、三) (3)源于批量规模型经济生产的工艺改良,这种工 艺改良源于产品批量生产的成本及效率要求,通过工艺改 经受市场的考验。以绿油塞孔制作为例,不同客户不同板 款对塞孑L品质要求各不相同。目前大部分PCB ̄J4造厂家绿 油塞孑L工艺,主要采用连塞带印及铝片塞孔再印板面绿的 良,提升固定设备下的产出量、良品率、降低物耗量、能 耗量。降低批量生产的成本,提高企业的市场竞争力。 (见案例四、五) 工艺,此两种工艺能有效控制塞孔品质,且生产效率也较 快,不过在制作部分要求单/双面开窗的ViaTL塞孔时,塞 .CIPC。COIM。cN固翰圃圊唧圈53 l C 『PC 1毫 电路与I4;蓑 油量过多时容易在显影过程中开窗面Via孔内油被冲出残 留在铜面上而影响焊锡;塞油量过少时又容易在显影过程 中冲掉,导致透光。针对现行客户对塞孔要求的不同,可 以通过控制导气板的使用、铝片的使用、刮刀的使用、油 l论文选编■ 墨粘度的调整,满足客户的不同工同塞孔要求。 下表为塞油量与各影响因素的关系表: 塞油量影响因素 油墨粘度 影响条件 大/小 塞油量情况 多油/少油 铝片厚度 铝片孔径 刮刀角度 厚/薄 大/小 大/小 多油/少油 多油/少油 少油/多油 刮刀硬度 导气板孔径 导气板厚度 导气板盲通孔 大/小 大/小 大/小 盲/通 少油/多油 多油/少油 多油/少油 少油/多油 量生产的效率及稳定性没有保障。为提升沉头孔加工效 率,降低沉头孔报废,工程部对以上工艺进行改良,将沉 头孔的加工由手钻改为CNC钻孔加工,这种加工方法,钻 孔速度大幅提升,同时改善手钻漏孔、沉头孑L偏位等问 题。通过多次的试验调整工程部建立了CNC钻机加工沉头 以下就以导气板的设计与使用为例,简单说明塞孔 控制工艺: 孔工艺,CNC钻孔机机台必须带电感应深度控制功能,德 国产schmolI钻机即有此功能。通过此工艺创新及改良加 工的深度偏差由 +/_0。2mm提升 至0+/一0.05mm, 沉头孔同心度偏 差 由 +/一 0.2 m m提升到 +/一0.05mm。 同 时加工效率由原 来的9ft2/人.H提 仅就导气板的设计及使用就可以通过导气板厚度、 升到360 ft2/机.H,极大的降低了人工成本;同时沉头加工 径径大小、盲孔深度来调整塞油量大小,满足不同塞孔, 同时导气板的使用还通过与其它影响因素的合理搭配,在 的报废率由原来的手钻1 5%下降到无沉头报废。此点即体 现特殊工艺创新及改良对特殊板的生产的意义。 2.4案例四:工艺改良提升生产效率: PCB制造属于高能耗制造业,物料成本及人工成本也 满足客户塞孔要求的同时,为生产操作提供更大的宽容 性。PCB塞孔的类型及客户对塞孔的要求变化多端,工艺 创新及改良也应多元化,对应不同的产品不同的要求,采 用不同的工艺搭配。 占很大成本比重,企业要发展就必须通过制造工艺的创新 及改良降低物耗、能耗、降低人工成本,提升利润。下面 2.3案例三:特殊工艺的创新与改良: 为满足市场接单必须开发特殊板生产的特殊工艺。 以我司的大拼板工艺为例说明工艺改良在降低物料、能 耗,降低整个生产成本中的作用。 下面以我司沉头孔工艺的改良为例说明特殊工艺创新及改 良的意义: 在设备人员基本不变的情况下,提升生产拼板面积可 提升生产效率,降低物耗及能耗,而加大拼板尺,需解决 板料伸缩率带来的对位问题、电镀均匀性,电镀时效问题、 部分设备的更新改造问题、客户拼板的改良优化问题。 初期我司这类板的加工工艺为:通孔采用CNC钻孔 加工,PCB板成型后沉头位孑L采用压钻机手工钻出,但批 _-54固碗励卿唧圈 。CIPC。COM.CN 雹论文选编 Jc= 『P Il!善1电路与J2;蓑 (2)在生产 下面以不同板料的伸缩率DOE测试为例,简述大拼后对位问题的工艺改良 过程中药水的补加 从原来的分析补加 及千尺补加改为在 线PH值监控及点滴 式补加,采用这种 补加方式,PH值可 控制在2.8-I-0.05的 水平,针对不同的 铜面积、不同的膜 厚要求,可以精确 的控制PH值及加药 量,精细控制 OSP膜生存厚度。 依据以上测试结果结合PCB板制造流程,对生产工 (3)对于客户服务方面,我司积极的到各客户端做 助焊接熔膜测试,针对客户端使用的不同助焊剂,通过测 试找到适用于客户的最佳OSP膜厚值确保国产OSP药水生 产的产品焊接性能稳定,达到于进13OSP药水相当的水平。 我司现使用国产 OSP药水有5年的时 间,现行市场上使用的 进口OSP药水生产成本 约为1 5—1.6元/fl ,而 国产OSP药水的生产成 本约为0.3元/ft。,按我 司每月60万尺OSP板 具、钻带、锣带、菲林、网版进行拉伸系数补偿,确保大 拼板后对位精度及PCBSt]造公差满足客户要求。 2006年9月份我司一厂双面、多层板产能已达到预期 设计的最大产能90万ft2/月,当时工程部提出了大拼板工 艺,将原来的平均拼板尺寸由原来的2.4 ft2/PNL,提升到 3.0 ft2/PN L1这样以生产PNL为单位,拼板的平均面积提 升25%,在生产设备、生产人员不变、水电耗量基本相同 的情况下,最大产能提升到1 1 2万ft2/月,每月可节省22万 ft2PCB板生产的人工、水电、设备投入,大幅度提升了 PCB板制造效益。 2.5案例五:工艺改良降低物料生产成本: PCB制造中物料成本占60%以上的生产成本,物料中 除板料及油类型由客户指定外,其它物料一般不作指定要 求,只要产品能够满足客户品质要求即可。面对众多的国 内外物料供应商,选择适合公司产品需求,价格低廉物料 对于控I ̄UPCB生产成本至关重要求。下面以我司使用国产 OSP药水为例,说明工艺改良对降低物料成本的意义。 使用国产OSP药水若想达到与进口OSP相当的水平, 重点是生产中工艺细节的控制及设备的改良,以下是我司 计,仅就使用国产OSP药 水~项每年可为公司节 省860万的药水成本。 结束语:以上是本 人结合PCB板制造实 际,论述工艺创新及改良 对PCB制造企业的影 响。一个企业要发展离 不开工艺创新及工艺改 改良的几点内容: 良,同时企业需依据实际 的产品等级及公司运营 状况投入及开发新工 (1】我司从2004年即开始导入国产OSP药水,结合 以往OSP生产的经验,在导入国产药水前,我司订购了一 台专用OSP板生产线,此线前处理的微蚀段喷淋按工艺部 要求改进为25度角斜喷,改善绿油关位及孔13附近微蚀效 果,确保这些特殊位置OSP成膜时均匀。 艺,满足客户要求、提升 企业效益,使工艺发展与 公司的战略发展同步。 .CIPC.COM.cN暖强圃圃唧圈55 I
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