【正文】 ),膠片(Prepreg)與氧化處理(Oxidation)後的內(nèi)層線路板,但未來(lái)因成本及縮短流程考量,取代製程會(huì)逐漸普遍. . 壓合流程,:. 各製程說(shuō)明 內(nèi)層氧化處理(Black/Brown Oxide Treatment) 氧化反應(yīng) 　　A. 增加與樹(shù)脂接觸的表面積,加強(qiáng)二者之間的附著力(Adhesion).　　B. 增加銅面對(duì)流動(dòng)樹(shù)脂之潤(rùn)濕性,使樹(shù)脂能流入各死角而在硬化後有更強(qiáng)的抓地力。　　C. 在裸銅表面產(chǎn)生一層緻密的鈍化層(Passivation)以阻絕高溫下液態(tài)樹(shù)脂中胺類(Amine)對(duì)銅面的影響。. 還原反應(yīng) 　　目的在增加氣化層之抗酸性，並剪短絨毛高度至恰當(dāng)水準(zhǔn)以使樹(shù)脂易於填充並能減少粉紅圈( pink ring ) 的發(fā)生。. 黑化及棕化標(biāo)準(zhǔn)配方: 表一般配方及其操作條件 上表中之亞氯酸鈉為主要氧化劑,其餘二者為安定劑,其氧化反應(yīng)式。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(jià)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(jià)亞銅時(shí)則呈現(xiàn)無(wú)光澤的墨黑色的黑氧化層。. 製程操作條件( 一般代表 ),典型氧化流程及條件。 棕化與黑化的比較A. 黑化層因液中存有高鹼度而雜有Cu2O,此物容易形成長(zhǎng)針狀或羽毛狀結(jié)晶。此種亞銅之長(zhǎng)針在高溫下容易折斷而大大影響銅與樹(shù)脂間的附著力,並隨流膠而使黑點(diǎn)流散在板中形成電性問(wèn)題,而且也容易出現(xiàn)水份而形成高熱後局部的分層爆板。棕化層則呈碎石狀瘤狀結(jié)晶貼銅面,其結(jié)構(gòu)緊密無(wú)疏孔,與膠片間附著力遠(yuǎn)超過(guò)黑化層,不受高溫高壓的影響,成為聚亞醯胺多層板必須的製程。 B. 黑化層較厚,經(jīng)PTH後常會(huì)發(fā)生粉紅圈(Pink ring),這是因 PTH中的微蝕或活化或速化液攻入黑化層而將之還原露出原銅色之故。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(zhǎng)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(guò)去而能得到色澤 均勻的外表　。棕化則常因銅面前處理不夠完美而出現(xiàn)斑駁不齊的外觀,常不為品管人員所認(rèn)同。不過(guò)處理時(shí)間長(zhǎng)或溫度高一些會(huì)比較均勻。事實(shí)上此種外觀之不均勻並不會(huì)影響其優(yōu)良之剝離強(qiáng)度(Peel Strength). 一般商品常加有厚度仰制劑(SelfLimiting)及防止紅圈之封護(hù)劑 (Sealer)使能耐酸等,則棕化之性能會(huì)更形突出。　,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)層板完成蝕刻後需用鹼液除去乾膜或油墨阻劑,經(jīng)烘乾後要做檢修,測(cè)試,之後才進(jìn)入氧化製程。此製程主要有鹼洗、酸浸,微蝕、預(yù)浸、氧化,還原,抗氧化及後清洗吹乾等步驟,現(xiàn)分述於後: 　A. 鹼性清洗 ,能清除手指紋、油脂,scum或有機(jī)物?！. 酸浸調(diào)整板面PH,若之前為酸洗,則可跳過(guò)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(lái)增加表面積,增加氧化 後對(duì)膠片的抓地力。通常此一微蝕深度以5070微英吋為宜。微蝕對(duì)棕化層的顏色均勻上非 常重要, 　D. 預(yù)浸中和 板子經(jīng)徹底水洗後,在進(jìn)入高溫強(qiáng)鹼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,並能檢查到是否仍有殘膜未除盡的亮點(diǎn)存在。 　E. 氧化處理市售的商品多分為兩液,其一為氧化劑常含以亞氯酸鈉為主,另一為氫氧化鈉及添 加物,使用時(shí)按比例調(diào)配加水加溫即可。通常氫氧化鈉在高溫及攪動(dòng)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,因鹼度的降低常使棕化的顏色變淺或不均勻,宜分析 及補(bǔ)充其不足。溫度的均勻性也是影響顏色原因之一,加熱器不能用石英,因高溫強(qiáng)鹼會(huì)使矽 化物溶解。操作時(shí)最好讓槽液能合理的流動(dòng)及交換。 　F. 還原－此步驟的應(yīng)用影響後面壓合成敗甚鉅. 　G. 抗氧化－此步驟能讓板子的信賴度更好,但視產(chǎn)品層次,不一定都有此步驟. 　H. 後清洗及乾燥要將完成處理的板子立即浸入熱水清洗,以防止殘留藥液在空氣中乾涸在板面 上而不易洗掉,經(jīng)熱水徹底洗淨(jìng)後,才真正完工。 設(shè)備氧化處理並非製程中最大的瓶頸,大部分仍用傳統(tǒng)的浸槽式獨(dú)臂或龍門(mén)吊車的輸送。所建立的槽液無(wú)需太大量,以便於更換或補(bǔ)充,建槽材料以CPVC或PP都可以。水平連續(xù)自動(dòng)輸送的處理方式,對(duì)於薄板很適合,(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澱的現(xiàn)象,為縮短板子在噴室停留的時(shí)間,氧化液中多加有加速劑(Accelerator) . 　　 (o/w)之測(cè)定〔管制範(fàn)圍：177。（mg/cm2）〕　　　 (1) 取一試片9cm10cm 1oz規(guī)格厚度之銅片，隨流程做氧化處理。 　　　 (2) 將氧化處理後之試片置於130℃，置於密閉容器冷卻至室溫，稱重得重量－w1(g)。 　　　 (3) 試片置於20%H2SO4中約10min去除氧化表層，重覆上一步驟，稱重得重量－w2(g) 　　　 (4) 計(jì)算公式： O/W = （W1W2／9102）1000　　　　　 又稱weight gain,一般在InprocessQC會(huì)用此法 　　 ( Peel Strength )之測(cè)定?。ü苤乒?fàn)圍：4~8 lb/in）　　　 (1) 取一試片1oz規(guī)格厚度之銅箔基板，做氧化處理後圖做疊板( lay up )後做壓合處理。 　　　 (2) 取一1cm寬之試片，做剝離拉力測(cè)試，得出剝離強(qiáng)度( 依使用設(shè)備計(jì)算 ).　　(Etch Amount) 之測(cè)定（管制範(fàn)圍：70177。30u in）　　　 (1) 取一試片9cm10cm 1oz規(guī)格厚度之銅片，置於130℃之烤箱中烘烤10min去除水份，置於密閉容器中冷卻至室溫，稱重量得－w1(g) 　　　 (2) 將試片置於微蝕槽中約239。18(依各廠實(shí)際作業(yè)時(shí)間)，做水洗處理後，重覆上一個(gè)步驟，稱得重量－w2(g)。 　　　 (3) 計(jì)算公式：　　 疊板 　　進(jìn)壓合機(jī)之前,需將各多層板使用原料準(zhǔn)備好,以便疊板(Layup),尚需膠片(Prepreg),銅箔(Copper foil),以下就敘述其規(guī)格種類及作業(yè): P/P(Prepreg)之規(guī)格　P/P的選用要考慮下列事項(xiàng): 　－絕緣層厚度 　?。瓋?nèi)層銅厚 　　－樹(shù)脂含量 　?。瓋?nèi)層各層殘留銅面積 　?。瓕?duì)稱 　　最重要還是要替客戶節(jié)省成本 　　P/P主要的三種性質(zhì)為膠流量(Resin Flow)、膠化時(shí)間(Gel time)及膠含量(Resin Content)其進(jìn)料測(cè)試方式及其他特性介紹如下所述: A. 膠流量(Resin Flow)　　 1,流量試驗(yàn)法Flow test與經(jīng)緯斜切截取4吋見(jiàn)方的膠片四張精稱後再按原經(jīng)向?qū)?jīng)向或 緯 對(duì)緯的上下疊在一起,在已預(yù)熱到170176。177。176。之壓床用200177。25PSI去壓10分鐘,待其熔 合 及冷卻後,精稱此圓片重量,然後計(jì)算膠流之百分 流量為: 　　　式中分子相減之差即表示流出去的膠量,因原面積為16m2,而壓後所沖之圓片面積為(247。 2)2　　　　　2=, 故可以解釋為壓後圓片以外的東西是流出去的 ?！　?2,比例流量Scaled flow test是指面積大時(shí)用大的壓力強(qiáng)度,面積小時(shí)用小的壓力強(qiáng)度其作法 是正切膠片成　　　7in,薄膠片(104,106,108)者要 1820張,中度者()切10張,比116更厚者就不太準(zhǔn)了。熱板先預(yù)熱到150176。177。20 ℃並加上脫膜紙,將膠放上以31PSI或840磅177。5%在8吋見(jiàn)方的壓床上壓10177。1分鐘,冷卻後 對(duì)角切開(kāi),並以測(cè)微卡尺量對(duì)角線的厚度,其計(jì)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)。 B. 膠化時(shí)間 (Gel time or Tack Time)　　膠片中的樹(shù)脂為半硬化的 BStage 材料,在受到高溫後即會(huì)軟化及流動(dòng),經(jīng)過(guò)一段軟化而流動(dòng) 的時(shí)間後,又逐漸吸收能量而發(fā)生聚合反應(yīng)使得黏度增大再真正的硬化成為 CStage 材料。 上述在壓力下可以流動(dòng)的時(shí)間,或稱為可以做趕氣及填隙之工作時(shí)間,稱為膠化時(shí)間或可流膠 時(shí)間。當(dāng)此時(shí)段太長(zhǎng)時(shí)會(huì)造成板中應(yīng)有的膠流出太多, 不但厚度變薄浪費(fèi)成本而且造成銅箔 直接壓到玻璃上使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及抗化性不良。但此時(shí)間太短時(shí)則又無(wú)法在趕完板藏氣之前因黏 度太大無(wú)法流動(dòng)而形成氣泡 (air bubble) 現(xiàn)象。 C. 膠含量 (Resin Content)　　 是指膠片中除了玻璃布以外之膠所占之重量比。可以用以下兩種方法測(cè)量之 　　 c1　 燒完法 (Burn Out) 　　 c2 　處理重量法 (Treated Weight) 　　　其他尚有注意事項(xiàng)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)晶後會(huì)吸水則會(huì)有爆板的危險(xiǎn)。將膠片在光源經(jīng)兩片互相垂直的偏光鏡 而可以看到膠片中的dicy 的集中再結(jié)晶現(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(shù)脂露 出玻璃布,在 20X 顯微鏡下計(jì)數(shù)每吋中的經(jīng)緯紗束是否合乎規(guī)範(fàn)。 F. 揮發(fā)成份 (Volatile), 在膠片捲上斜切下4 吋4 吋的樣片 4 片, 在天平上精稱到 1mg, 然 後置入163 176。177?！嫱L(fēng)良好的烤箱中烤15 177。1分鐘, 再取出放入密閉的乾燥皿中冷到 室 溫,再迅速重稱烤後重量。其失重與原重之比值以百分法表示之即為揮發(fā)成份含量。. P/P的切割, 　 機(jī)械方向就是經(jīng)向,可要求廠商於不同Prepreg膠卷側(cè)邊上不同顏色做為辨識(shí) 銅箔規(guī)格　 詳細(xì)銅箔資料請(qǐng)見(jiàn)39?；?9。章節(jié) ，常見(jiàn)銅箔厚度及其重要規(guī)格表。 疊板作業(yè)　　壓板方式一般區(qū)分兩種:一是Caplamination,一是Foillamination，本節(jié)僅討論Foillamination. A. 組合的原則　 組合的方法依客戶之規(guī)格要求有多種選擇,考量對(duì)稱,銅厚,樹(shù)脂含量,流量等以最低成本達(dá)品質(zhì) 要求: (a) 其基本原則是兩銅箔或?qū)w層間的絕緣介質(zhì)層至少要兩張膠片所組成,而且其壓合後之厚度不 mil(已有更尖端板的要求更薄於此),以防銅箔直接壓在玻璃布上形成介電常數(shù)太 大之絕緣不良情形,而且附著力也不好。 (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後Z方向的過(guò)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。最外層與次外層至少要有5 mil以保證 絕緣的良好。(c) 薄基板及膠片的經(jīng)緯方向不可混錯(cuò),必須經(jīng)對(duì)經(jīng),緯對(duì)緯,以免造成後來(lái)的板翹板扭無(wú)法補(bǔ)救的 結(jié)果。膠片的張數(shù)一定要上下對(duì)稱,以平衡所產(chǎn)生的應(yīng)力。少用已經(jīng)硬化CStage的材料來(lái)墊 補(bǔ)厚度,此點(diǎn)尤其對(duì)厚多層板最為要緊,以防界面處受熱後分離。在不得及使用時(shí)要注意其水 份的烘烤及表面的粗化以增附著力。(d) 要求阻抗 (Impedance)控制的特殊板,應(yīng)改用低稜線(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。使用薄銅箔時(shí)與其接壤 的膠片流量不可太大,以防無(wú)梢大面積壓板後可能發(fā)常生的皺折(Wrinkle)。銅箔疊上後要用 除塵布在光面上輕輕均勻的擦動(dòng),一則趕走空間氣減少皺折,二則消除銅面的雜質(zhì)外物減少後 來(lái)板面上的凹陷。但務(wù)必注意不可觸及毛面以免附著力不良。 (e) 選擇好組合方式, 的選擇(長(zhǎng)度,深度材質(zhì)),以及鉚釘機(jī)的操作(固定的緊密程度)等.C. 疊板環(huán)境及人員疊板現(xiàn)場(chǎng)溫度要控制在20176。177。2℃,相對(duì)濕度應(yīng)在50% 177。5%, ,人員要穿著連身裝之抗靜電服裝、戴罩帽、手套、口罩(目的在防止皮膚接觸及濕氣),布鞋, 進(jìn)入室內(nèi)前要先經(jīng)空氣吹浴30秒,私人物品不宜帶入,入口處更要在地面上設(shè)一膠墊以黏鞋 底污物。膠片自冷藏庫(kù)取出及剪裁完成後要在室內(nèi)穩(wěn)定至少24小時(shí)才能用做疊置。完成疊 置的組合要在1小時(shí)以內(nèi)完成上機(jī)壓合。若有抽真空裝置 ,應(yīng)在壓合前先抽一段時(shí)間,以趕走水氣。膠片中濕氣太大時(shí)會(huì)造成Tg降低及不易硬化現(xiàn)象。 (a) 無(wú)梢壓板法此法每一個(gè)開(kāi)口中每個(gè)隔板間的多層板散冊(cè)要上下左右對(duì)準(zhǔn),而且各隔板間也絕對(duì)要上下對(duì)準(zhǔn),自然整個(gè)壓床之各開(kāi)口間也要對(duì)準(zhǔn)在中心位置。 對(duì)準(zhǔn)的方式有兩種方式: －一種是投影燈式,在疊板臺(tái)正上方裝一投影機(jī),先將鋁載板放在定位並加上牛皮紙,將光影按板冊(cè)之尺寸投影在鋁板上,再將各板冊(cè)之內(nèi)容及隔板逐一疊齊,最後再壓上牛皮紙及鋁蓋板即完成一個(gè)開(kāi)口間的組合。 　 －另一種是無(wú)投影燈時(shí),將板冊(cè)之各材料每邊找出中點(diǎn)來(lái),鋁皮鋼板也找出中點(diǎn),也可進(jìn)行上下對(duì)準(zhǔn)。 　　 六層板則先將2個(gè)內(nèi)層雙面板分別鑽出鉚釘孔,每片雙面板的四個(gè)鉚釘孔要與板內(nèi)各孔及線 路有絕對(duì)準(zhǔn)確的關(guān)係再取已有鉚釘梢的樣板套在所用夾心的膠片,此等膠片已有稍大一點(diǎn)的 鉚孔,於是小心將四邊中心的鉚釘孔對(duì)準(zhǔn)並套上鉚釘,再小心用沖釘器把四個(gè)鉚釘逐一沖開(kāi)壓 扁而將兩內(nèi)層及其間的膠片夾死,其上下兩面再疊上膠片及銅箔如四層板一樣去壓合。此時(shí)可 用X光檢查兩薄內(nèi)層板間的對(duì)準(zhǔn)情形再進(jìn)行壓合或折掉重鉚。一般六層板只在第二層上做出箭靶即可。層間對(duì)位方式另參考內(nèi)層製作檢驗(yàn). 　(b) 有梢套孔疊置將已精準(zhǔn)鑽出的工具孔的內(nèi)層一一套在下載鋁板定位梢上,並套上沖孔較大的膠片、牛皮紙、脫模紙、隔皮等。(c)壓力艙式疊置法將板冊(cè)內(nèi)容按上無(wú)梢法疊鋁載板上,此載板與液壓法不同,其反面有導(dǎo)氣的井字形溝槽,正　面平坦用以承載板冊(cè),連同隔板以多孔性的毯子包住放在導(dǎo)氣板上,外面再包以兩層防漏絕氣特殊隔膜,最後以有彈性可耐壓的特殊膠帶將隔膜四周貼合氣板上,推入壓力艙