提升osp膜厚制程能力之研究

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1、提升O.S.P膜厚制程能力之研究　  1.前言　　电路板在SMD表面焊垫，或孔环焊垫，乃至于孔壁焊接等，都需要在原始铜面上外加锡铅层或化学镍金层，以保护铜面不致氧化及完成焊接的目地。　　而O.S.P(OrganicSolderabilityPreservatives)有机保焊剂是目前电路板针对铜面的另一种可焊锡处理层。本公司因作业需求引进一套O.S.P制作流程线来迎接更多客户需求。2.选题理由：　　在客户对O.S.P板子需求量大增，为了使品质及成本持续进步，因此能符合客户SPEC的均匀膜厚就日益重要，这就是为此实验目的。3.改善前现况(流程介绍)：

2、3.1现况说明：　　O.S.P膜厚客户允许规格在0.2um-0.5um。　　在本实验前三个月其膜厚虽控管在0.2um-0.45um之间，但因相对变化较大，其品质(Q)制程能力诊断表研判尚未进入客户满意的「安全区」内，因此有必要做进一步之改善。3.2流程说明自动入料→脱脂→水洗→微蚀→水洗→酸洗→纯水洗→冷风吹→CU-106A→冷风吹→纯水洗热烘干→冷风含自动收料4.改善预期目标　　将膜厚厚度控制在0.20um-0.30um之间，使制程能力进入安全区。5.特性要因分析6.第一阶段实验配置及解析：6.1计划构想　　我们收纳各种可能要因于实验之中，以达到

3、多因子少水准配置。6.2实验因子及配置6.3配置方式及交互作用：6.3.1采L16215方式配置(表示有15个因子，每个因子设定两个实验水准，做16次实验﹞。6.3.2点线图：6.3.3实验配置及数据：6.3.4实验平均值比较表：6.4变异数分析：ANOVA：在合并后在合并后有3个极显著因子，两个显著因子。藉由柏拉图可看知其贡献率。6.5贡献率分析：　6.6回应图解析：特性质因子ABCDFGHIABACAD膜厚控制A1C1G2I1A1C1显着性※※※※※※※※贡献度65.510.310.31.762.65结论A1B2C1D2F2G2H2I1　7.第

4、一阶段实验结论：7.1A因子影响占65.5%若能有效控管CU-106A浓度将有显著助益。7.2经实验证实C因子106A浸泡时间较短反而能提升膜厚品质均匀性且附带可提高产能。7.3G因子虽为极显著但脱脂铜含量不宜太高。因此在水准二的阶段需更新。  8.第二阶段实验配置及解析：8.1计划构想　　以第一阶段结论得知因子A及C为极显著，希望在第二阶段少因子多水准中寻找出最佳量产条件。8.2实验因子及水准　实验因子因子代号水准一水准二水准三交互作用106A浓度AA11A12A13浸泡时间CC11C12C13　常数项为BPH值D106A温度F脱脂温度G脱脂铜含

5、量H微蚀温度I微蚀铜含量8.3点线图　　因仅两因子，所以使用L934，每个因子3个水准，进行9次实验。8.4实验配置及数据8.4.1实验平均值比较表：8.5变异数分析ANOVAA因子CU-106A浓度在第二阶段仍为极显著因子，此时必藉由L.S.D期望能找出其操作WINDOW。因A1,A2与A2,A3均小于L.S.D（0.0396），因为膜厚特性至少需符合客户之规格下限﹝0.2um﹞所以选A2及A3作为CU-106A浓度之操作WINDOW。9.第二阶段实验结论　　在第二阶段少因子多水准中，药液浓度仍为显著因子，这结果只是告诉我们药液浓度敏感性。在最小

6、显著差L.S.D运用下得知其最佳操作范围。　　在品质及制作成本考量下，决定采用Ay5%（即A2至A3）为最佳作业条件。　　因C因子不显著表示各水准皆可使用，在产量考量下在CU-106A槽浸泡时间越短产量越能提高。　因此得出其最佳作业条件：10.再现性确认依实验得出最佳作业条件进行再现性确认，其膜厚均能在0.2um-0.3um之间，且Q特性座落在安全区。11.标准化及效果确认　　经再现性确认其制程参数可为最佳作业参数。并将相关参数修定规范，并纳入SPC执行管制。在使用STATGRAPHIC做实验前及实验后之检定，在五月及十一月两组数据分析如下：Two

7、-SampleAnalysisResults由上述分析得知最佳操作条件与原本使用作业条件确有不同。在经4个月量产，效果评估其Q项膜厚均能在安全区，P项控管也均落在安全区。　制程能力改善方向图　　由上制程能力改善图可知膜厚Q均落在安全区。再由下表可知改善前后之制程能力之差别。　月份改善前改善后月份CaCpCaCp五月0.391.130.041.34八月六月0.090.920.071.94九月七月0.240.640.11.33十月0.071.79十一月　 12.总结　　客户对PCB生产者不但要求降低售价，且对品质之要求亦更加严格。　　因此PCB制造商唯

8、有开发更佳的KNOWHOW与更稳定制程才能符合客户之需求。DOE证实能加快新制程最佳参数之开发，能帮助工程人员由DOE中顺