【正文】 側(cè)蝕. 輾軋銅箔 　　對薄銅箔超細(xì)線路而言，導(dǎo)體與絕緣基材之間的接觸面非常狹小，如何能耐得住二者之間熱膨脹系數(shù)的巨大差異而仍維持足夠的附著力，完全依賴銅箔毛面上的粗化處理是不夠的，而且高速鍍銅箔的結(jié)晶結(jié)構(gòu)粗糙在高溫焊接時容易造成 XY 的斷裂也是一項難以解決的問題。 也是鍍鎳處理其作用是做為耐熱層。該法是在光面做粗化處理，該面就壓 在膠片上，所做成基板的銅面為粗面，因此對后制亦有幫助。 銅箔的分類　　按 IPCCF150 將銅箔分為兩個類型，TYPE E 表電鍍銅箔，TYPE W 表輾軋銅箔,再將之分成八個等級， class 1 到 class 4 是電鍍銅箔，class 5 到 class 8 PP(膠片 Prepreg)的制作 　　Prepreg是preimpregnated的縮寫，意指玻璃纖維或其它纖維浸含樹脂，并經(jīng)部份聚合而稱之。而各廠牌prepreg可參照其提供之Data sheet做為作業(yè)時的依據(jù)。 　　從個人計算機的演進(jìn)，可看出CPU世代交替的速度愈來愈快，消費者應(yīng)接不應(yīng) 暇，當(dāng)然對大眾而言是好事。 制程目的 　　三層板以上產(chǎn)品即稱多層板,傳統(tǒng)之雙面板為配合零件之密集裝配，在有限的板面上無法安置這么多的零組件以及其所衍生出來的大量線路，因而有多層板之發(fā)展。 A. 須要銅面處理的制程有以下幾個 　　 a. 干膜壓膜 　　 b. 內(nèi)層氧化處理前 　　 c. 鉆孔后 　　 d. 化學(xué)銅前 　　 e. 鍍銅前 　　 f. 綠漆前 　　 g. 噴錫(或其它焊墊處理流程)前 　　 h. 金手指鍍鎳前 　　本節(jié)針對a. c. f. g. 等制程來探討最好的處理方式(其余皆屬制程自動化中的一部 份，不必獨立出來) B. 處理方法 現(xiàn)行銅面處理方式可分三種： 　　 a. 刷磨法(Brush) 　　 b. 噴砂法(Pumice) 　　 c. 化學(xué)法(Microetch) 　　以下即做此三法的介紹 C. 刷磨法 　　 刷磨動作之機構(gòu),. 　　 　　 注意事項 　　　 a. 刷輪有效長度都需均勻使用到, 否則易造成刷輪表面高低不均 　　　 b. 須做刷痕實驗，以確定刷深及均勻性 　　　優(yōu)點 　　　　 a. 成本低 　　　　 b. 制程簡單，彈性 　　　 缺點 　　　　 a. 薄板細(xì)線路板不易進(jìn)行 　　　　 b. 基材拉長，不適內(nèi)層薄板 　　　　 c. 刷痕深時易造成D/F附著不易而滲鍍 　　　　 d. 有殘膠之潛在可能 　　 以不同材質(zhì)的細(xì)石(俗稱pumice)為研磨材料 　　 優(yōu)點： 　　　 a. 表面粗糙均勻程度較刷磨方式好 　　　 b. 尺寸安定性較好 　　　 c. 可用于薄板及細(xì)線 　　 缺點： 　　　 a. Pumice容易沾留板面 　　　 b. 機器維護不易 E. 化學(xué)法(微蝕法) 　　 化學(xué)法有幾種選擇，見表 . 　　 使用何種銅面處理方式，各廠應(yīng)以產(chǎn)品的層次及制程能力來評估之，并無定論，但可預(yù)知的是化學(xué)處理法會更普遍，因細(xì)線薄板的比例愈來愈高。通常乳膠涂布多少次,安定性高,用于大 ,且太厚時可能因厚薄不均而產(chǎn)生解像不良. 　　 　　　　 (2).間接網(wǎng)版(Indirect Stencil) 　　 　　　　　　 把感光版膜以曝光及顯像方式自原始底片上把圖形轉(zhuǎn)移過來，然后把已有圖 形的版膜貼在網(wǎng)面上，待冷風(fēng)干燥后撕去透明之載體護膜，即成間接性網(wǎng)版。 　　　　　　第三點是刮刀的長度，須比圖案的寬度每側(cè)長出3/4－1吋左右。 氯化銅蝕刻液比較　　　　兩種藥液的選擇，視影像轉(zhuǎn)移制程中，Resist是抗電鍍之用或抗蝕刻之用。 　　B．操作條件 見表為兩種蝕刻液的操作條件 　　C. 設(shè)備及藥液控制 　　　兩種 Etchant 對大部份的金屬都是具腐蝕性，所以蝕刻槽通常都用塑料，如 PVC (Poly Vinyl chloride)或PP (Poly Propylene)。因為作用之蝕刻液Cu+濃度增高降低了蝕刻速度，須迅速補充 新液以維持速度。金屬銅可在銅溶液中被氧化而溶解，見下面反應(yīng)式（1） 　　　　　　 　Cu176。 + 　H2CuCl4 +　2HCl →　2H2CuCl3 (2) 　　　　　　 金屬銅　　 銅離子　　　　　　 亞銅離子 　　　　其中H2CuCl4　實際是　CuCl2　+ 2HCl 　　　　　 2H2CuCl3　　實際是　CuCl　+ 2HCl 　　　　在反應(yīng)式(2)中可知HCl是消耗品。由此可看出HCl是氯化銅蝕刻中的消耗品，而且 是蝕刻速度控制的重要化學(xué)品。 　　　　 3. 有可能因此補充過多的氧化劑 (H2O2)，而攻擊鈦金屬H2O2 。 　　 C. 有文獻(xiàn)指K(鉀)會攻擊錫，因此外層線路蝕刻前之剝膜液之選擇須謹(jǐn)慎評 估。兩者的對位度好壞，影響成品良率極大，也是M/L對關(guān)鍵。 　　B. Mass Lam System 　　　沿用上一觀念Multiline發(fā)展出蝕后沖孔式的PPS系統(tǒng)，其作業(yè)重點如下： 　　　 光學(xué)靶點(Optical Target)以及四 　　　 、下底片仔細(xì)對準(zhǔn)固定后，如三明治做法，做曝光、顯影蝕刻， 剝膜等步驟。 　　　　 Cure過程故pattern必須有預(yù)先放大的設(shè)計才能符合最終產(chǎn)品尺寸需求。AOI及測試后面有專題,在此不詳述. 　　內(nèi)層制作至此完成, 下一流程為壓合.. 制程目的:　　將銅箔(Copper Foil),膠片(Prepreg)與氧化處理(Oxidation)后的內(nèi)層線路板,但未來因成本及縮短流程考量,取代制程會逐漸普遍. . 壓合流程,:. 各制程說明 內(nèi)層氧化處理(Black/Brown Oxide Treatment) 氧化反應(yīng) 　　A. 增加與樹脂接觸的表面積,加強二者之間的附著力(Adhesion).　　B. 增加銅面對流動樹脂之潤濕性,使樹脂能流入各死角而在硬化后有更強的抓地力。此三式是金屬銅與亞氯酸鈉所釋放出的初生態(tài)氧先生成中間體氧化亞銅,2Cu+[O] →Cu2O,再繼續(xù)反應(yīng)成為氧化銅CuO,若反應(yīng)能徹底到達(dá)二價銅的境界,則呈現(xiàn)黑巧克力色之棕氧化層,若層膜中尚含有部份一價亞銅時則呈現(xiàn)無光澤的墨黑色的黑氧化層。棕化層則呈碎石狀瘤狀結(jié)晶貼銅面,其結(jié)構(gòu)緊密無疏孔,與膠片間附著力遠(yuǎn)超過黑化層,不受高溫高壓的影響,成為聚亞醯胺多層板必須的制程。不過處理時間長或溫度高一些會比較均勻。　B. 酸浸調(diào)整板面PH,若之前為酸洗,則可跳過此步驟.　C. 微蝕 微蝕主要目的是蝕出銅箔之柱狀結(jié)晶組織(grain structure)來增加表面積,增加氧化 后對膠片的抓地力。通常氫氧化鈉在高溫及攪動下容易與空氣中的二氧化 碳形成碳酸鈉而顯現(xiàn)出消耗很多的情況,因堿度的降低常使棕化的顏色變淺或不均勻,宜分析 及補充其不足。 設(shè)備　　氧化處理并非制程中最大的瓶頸,大部分仍用傳統(tǒng)的浸槽式獨臂或龍門吊車的輸送。 　　　 (2) 將氧化處理后之試片置于130℃，置于密閉容器冷卻至室溫，稱重得重量－w1(g)。18(依各廠實際作業(yè)時間)，做水洗處理后，重復(fù)上一個步驟，稱得重量－w2(g)。之壓床用200177。熱板先預(yù)熱到150176。1分鐘,冷卻后 對角切開,并以測微卡尺量對角線的厚度,其計算如下: 　　　　 ho=[Wo/n(102)Wg]102　　　　 ho每張膠片原應(yīng)有的厚度,Wo原樣片的總重,Wg單位面積上之玻璃布重(g/in2),n張數(shù)。但此時間太短時則又無法在趕完板藏氣之前因黏 度太大無法流動而形成氣泡 (air bubble) 現(xiàn)象。 E. 檢查膠片中的玻璃紗束數(shù)目是否正確, 可將膠片放在焚爐中在540℃下燒15分鐘除去樹脂露 出玻璃布,在 20X 顯微鏡下計數(shù)每吋中的經(jīng)緯紗束是否合乎規(guī)范。1分鐘, 再取出放入密閉的干燥皿中冷到 室 溫,再迅速重稱烤后重量。章節(jié) ，常見銅箔厚度及其重要規(guī)格表。(c) 薄基板及膠片的經(jīng)緯方向不可混錯,必須經(jīng)對經(jīng),緯對緯,以免造成后來的板翹板扭無法補救的 結(jié)果。(d) 要求阻抗 (Impedance)控制的特殊板,應(yīng)改用低棱線(Low Profile)的銅箔,使其毛面(Matte side)之峰谷間垂直相差在6微米以下,傳統(tǒng)銅皮之差距則達(dá)12微米。 (e) 選擇好組合方式, 的選擇(長度,深度材質(zhì)),以及鉚釘機的操作(固定的緊密程度)等. C. 迭板環(huán)境及人員迭板現(xiàn)場溫度要控制在20176。膠片自冷藏庫取出及剪裁完成后要在室內(nèi)穩(wěn)定至少24小時才能用做迭置。 (a) 無梢壓板法此法每一個開口中每個隔板間的多層板散冊要。若有抽真空裝置 ,應(yīng)在壓合前先抽一段時間,以趕走水氣。2℃,相對濕度應(yīng)在50% 177。銅箔迭上后要用 除塵布在光面上輕輕均勻的擦動,一則趕走空間氣減少皺折,二則消除銅面的雜質(zhì)外物減少后 來板面上的凹陷。少用已經(jīng)硬化CStage的材料來墊 補厚度,此點尤其對厚多層板最為要緊,以防界面處受熱后分離。 (b) 為使流膠能夠填滿板內(nèi)的空隙 ,又不要因膠量太多造成偏滑或以后Z方向的過度膨脹,與銅面 接觸的膠片,其原始厚度至少要銅厚的兩倍以上才行。. P/P的切割 , 　 機械方向就是經(jīng)向,可要求廠商于不同Prepreg膠卷側(cè)邊上不同顏色做為辨識 銅箔規(guī)格　 詳細(xì)銅箔資料請見39。177。可以用以下兩種方法測量之 　　 c1　 燒完法 (Burn Out) 　　 c2 　處理重量法 (Treated Weight) 　　　其它尚有注意事項如下 D. 用偏光鏡 (Polarizing Filter) 檢查膠片中的硬化劑 dicy 是否大量的集中, 以防其發(fā)生 再結(jié)晶現(xiàn)象, 因再結(jié)晶后會吸水則會有爆板的危險。 上述在壓力下可以流動的時間,或稱為可以做趕氣及填隙之工作時間,稱為膠化時間或可流膠 時間。20 ℃并加上脫膜紙,將膠放上以31PSI或840磅177。 2)2　　　　　2=, 故可以解釋為壓后圓片以外的東西是流出去的 。177。 　　　 (2) 取一1cm寬之試片，做剝離拉力測試，得出剝離強度( 依使用設(shè)備計算 ).　　(Etch Amount) 之測定（管制范圍：70177。　　水平連續(xù)自動輸送的處理方式,對于薄板很適合,(Spray)及溢流法(Flood),前者的設(shè)備昂貴,溫度控制不易,又因大量與空氣混合造成更容易沉淀的現(xiàn)象,為縮短板子在噴室停留的時間,氧化液中多加有加速劑(Accelerator) . 　　 (o/w)之測定〔管制范圍：177。操作時最好讓槽液能合理的流動及交換。微蝕對棕化層的顏色均勻上非 常重要, 　D. 預(yù)浸中和 板子經(jīng)徹底水洗后,在進(jìn)入高溫強堿之氧化處理前宜先做板面調(diào)整 ,使新鮮的銅 面生成 暗紅色的預(yù)處理,并能檢查到是否仍有殘膜未除盡的亮點存在?！?不同濃度氧化槽液,其氧化層顏色,顆粒大小及厚度變化 　　內(nèi)層板完成蝕刻后需用堿液除去干膜或油墨阻劑,經(jīng)烘干后要做檢修,測試,之后才進(jìn)入氧化制程。內(nèi)層基板銅箔毛面經(jīng)鋅化處理與底材抓的很牢,但光面的黑化層卻容易受酸液之側(cè)攻而現(xiàn)出銅之原色,. C. 黑化因結(jié)晶較長厚度較厚故其覆蓋性比棕化要好,一般銅面的瑕疪較容易蓋過去而能得到色澤 均勻的外表　。 棕化與黑化的比較A. 黑化層因液中存有高堿度而雜有Cu2O,此物容易形成長針狀或羽毛狀結(jié)晶。. 還原反應(yīng) 　　目的在增加氣化層之抗酸性，并剪短絨毛高度至恰當(dāng)水準(zhǔn)以使樹脂易于填充并能減少粉紅圈( pink ring ) 的發(fā)生。因一旦完成壓合后,不幸仍有缺陷時,則已為時太晚,對于高層次板子而言更是必須先逐一保證其各層品質(zhì)之良好,始能進(jìn)行壓合, 由于高層板漸多,內(nèi)層板的負(fù)擔(dān)加重,且線路愈來愈細(xì),自動光學(xué)檢查(AOI)之使用在大廠中已非常普遍, 利用計算機將原圖案牢記,再配合特殊波長光線的掃瞄,而快速完美對各層板詳作檢查。 　　　 、即當(dāng)做鉚釘孔，內(nèi)層黑化后，即可以鉚釘將內(nèi)層及膠片 鉚合成冊，再去進(jìn)行無梢壓板。每個SLOT孔當(dāng)置放圓PIN后，因受溫壓會有變形時，仍能 自由的左右、上下伸展，但中心不變，故不會有應(yīng)力產(chǎn)生。 　　A. 四層板內(nèi)層以三明治方式，,黏貼于一壓條上(和內(nèi)層同厚), 緊貼于曝光臺面上，己壓膜內(nèi)層則放進(jìn)二底片間, 靠邊即可進(jìn)行曝光。注意事項如下： 　　 A. 硬化后之干膜在此溶液下部份溶解，部份剝成片狀，為維持藥液的效果及后水洗能徹底，過濾系統(tǒng)的效能非常重要. 　　 B. 有些設(shè)備設(shè)計了輕刷或超音波攪拌來確保剝膜的徹底，尤其是在外層蝕刻后 的剝膜, 線路邊被二次銅微微卡住的干膜必須被徹底剝下，以免影響線路 品質(zhì)。 　　　　 1. 側(cè)蝕 (undercut ) 增大，或者etching factor降低。 　　　　　 Cu176。 　　　以下是更詳細(xì)的反應(yīng)機構(gòu)的說明。本章為內(nèi)層制作所以探討酸性蝕刻,堿性蝕刻則于第十章再介 紹. 　　　 a. CuCl2酸性蝕刻反應(yīng)過程之分析 　　　　銅可以三種氧化狀態(tài)存在，原子形成Cu176。為了得到很好的蝕刻品質(zhì)－最筆直的線路側(cè)壁,(衡量標(biāo)準(zhǔn)為蝕刻因子 etching )，不同的理論有不同的觀點，且可能相沖突。外層制程中，若為傳統(tǒng)負(fù)片流程，D/F僅是抗電鍍，在蝕刻前會被剝除。 　　　 (3). 對位及試印 　　　　　?。瞬襟E主要是要將三個定位pin固定在印刷機臺面上,調(diào)整網(wǎng)版及離板間隙(Off Contact Distance)( 指版膜到基板銅面的距離，應(yīng)保持在2m/m－5m/m做為網(wǎng)布彈回的應(yīng)有距離 ),. 　　　　　?。羰亲詣佑∷⒆鳂I(yè)則是靠邊, ,適