【正文】 易看到，故而此處化銅層的厚度不免有些夸張不實。右圖之反回蝕系由于過度微蝕，請注意，銅箔 棱線粗糙面(Matt Side)，其黃銅處理層所產(chǎn)生的滲入“斜口”要比光胴面(Drum Side)少了很多，此乃說明微蝕液攻擊黑化層與其附近的銅箔速度最快，經(jīng)常造成Wedge Void。圖4. 左圖為400X放大畫面，銅箔表面的厚化銅層清晰可見。右圖為厚化銅后直接進行干膜影像轉移再做線路之孔角情形，處于兩銅之間者即厚化銅圖5. 左二100X之線路切片，由于厚化銅之品質不佳，完成線路蝕刻后竟然出現(xiàn)分離式的脫落。右100X系“打線墊”(Bonding Pad)表面鍍過厚鎳層()，因銅與鎳之合并應力超過對厚化銅的附著力，或造成化銅層本身的崩裂，因而也發(fā)生分離(Separtion)。圖6. 上左圖為純鈀系統(tǒng)之直接電鍍后所鍍五分鐘之電鍍銅層，由于導電度不是太好，以致留有黑化層被稀硫酸攻擊的缺口。上右圖即使鍍過兩次銅層，其缺口仍然堵不住，形成楔形孔破(Wedge Void)。下二圖化學銅所做通孔，即使黑化層有裂口多半仍能彌補。 微切片制作（八） 電鍍鎳金有得瞧 電鍍鎳金在PCB上一向只用于板邊金手指處當成接觸用途，希望在低電壓下（）能瞬間完成導通（訊號傳輸），而且還希望成為可換式插拔接點的另一種互連任務。由于黃金永遠不生銹不氧化（一般人常說的金氧化或金變色等，那完全是外行話。應該是金表面有了其他外來物的附著而已），且接觸電阻很低，因而被選為板邊金手指（G/F)的表面鍍層。至于鍍鎳則是當成一種屏障層(Bar rier)的作用，阻止金原子與銅原子之間的相互遷移（Migration)，避免黃金層貴金屬性質的降低，并無其他功能。IPC6012在表32中對Class 2的的板類，規(guī)定G/F用途的金層厚度為30μin，對鎳層厚度要求只有100μin，已經(jīng)放棄古早不切實的200微時，但二十年來才有這種覺醒未免太迂腐了。 早期某些軍規(guī)要求電鍍鎳金也做為焊接之用，這大概是從許多高階零件腳上鍍金所得到的靈感。其實電鍍鎳金的焊錫性與焊點可靠度（Reliability)根本不好，高溫焊接的瞬間黃金老早就溜到焊錫中去了。金層愈厚焊點強度（Strength）反而愈差，焊點實際是長在鎳層上的。這種理論老早就成熟了，只是要派上用場，免不了還要好好的磨蹭一番。 近年來又薄又小的各種手機板（大哥大、次筆記型電腦等）很難噴錫，在高階產(chǎn)品的形象作祟下，多半改用化學鎳金去做為表面貼焊的基地了。某些迷你板也會利用軟鎳（如胺基磺酸鎳）及薄金（1μin以下）當成蝕刻阻劑，又可執(zhí)行焊接或打線之雙重功能，那只是為了簡化流程節(jié)省成本而已，并非是什么正規(guī)的做法。+ 然而電子業(yè)的持續(xù)求新求變，尤其是數(shù)量龐大的個人電子產(chǎn)品，為了便宜及輕薄短小，許多積體電路元件已放棄外形的封裝，而改用板面直接安晶（DCADirect Chip Attach 或COB Chip On Board)等省事省錢的做法。于是電路板又流行打線（Wire Bonding 打金線或鋁線）用承墊（Bonding Pad)的制做。須知此等板面的打扁點(Wedge Bond)不管用那種打法（TC、 US 、TS等），都免不了涉及高熱量及大壓力，PBGA所用板材樹脂為BT,其Tg高達1800C，當然幫了很大的忙。但物美價廉最廣用的FR4，其Tg只有1300C的窘狀，不得不靠厚一點與硬一點的鎳層來支撐場面了。 目前國際規(guī)范對打線用的鎳金厚度尚未規(guī)定，但從一些先進廠商量產(chǎn)PBGA、CSP等產(chǎn)品切片中，清楚可見到鎳金的品質觀念，完全不同于傳統(tǒng)G/F的外觀而已，必須要通過客戶進廠功能檢驗的及格才放行。于是其鍍鎳鍍金的技術與難度不免又要再上好幾層樓了，此等品質的壓力當然比G/F大了很多。不過別忘了，我們業(yè)者有誰不是在壓力下成長茁狀的呢！外交部長胡志強對壓力的解說是愈壓愈有力，還真有幾分道理呢！，左圖為金手指之截面，系以傳統(tǒng)化銅、一銅與二銅所完成，其鎳層厚達500μin以上，黃金層的30μin竟也隱約可見，這種有厚鎳的切片很不好做。其一是鎳太硬不好拋光，其二是微蝕要特別小心，因鎳不但咬不動而且還會逼迫附近的銅被咬更深，一次沒咬漂亮只好重磨重拋再咬，如此美好畫面真是得來不易，大可持以傲人。右圖為化學鎳金之剖面，其鎳層也太厚至少有300μin以上，遠超過業(yè)界習慣的150μin，可能是化鎳槽新配藥水或浸入時太久所致。，鎳層特別厚之外，一銅為焦磷酸銅層，二銅為硫酸銅層，前者側蝕較嚴重形成縮入的現(xiàn)象。右400X亦為當年彩照之舊作。 打線墊（Bonding Pad)所鍍之厚鎳（1mil左右）與金層。右為正片法之金手指剖面，其品質技術均超過當年。，板內(nèi)夾有可散熱的銅層。下為球腳之接著墊，也有鍍鎳層及鍍金層，只是在焊接球腳的瞬間薄薄的黃金層早就溜進錫球中。右為日制另一種PBGA截板之塞孔綠漆（？），經(jīng)砂帶機削平后再去鍍銅（水平連線四槽），之后再鍍鎳及鍍金的清晰畫面。 ，系大哥大手機板面上電鍍鎳金之打線墊，且還利用鎳金層當成蝕刻阻劑用，其中暗視圖之黑色者即為鎳層。右200X者為CSP截板，正面為鍍鎳金之打線墊，反面有3mil的細線。，因受到外力壓迫而造成鎳層的破裂與壓陷現(xiàn)象，本樣因有厚鎳層存在故微蝕進行得并不順利。微切片制作（九） 化學鎳金不好玩 綠漆之后才輪到做化鎳浸金，因此一旦綠漆顯像不潔而留有殘膜（Scum）時，或在烤箱中做后烘烤硬化時又被污染，均將造成局部孔環(huán)或方墊鍍不上鎳金而露銅，甚至殘膜落入槽中還會進一步污染鎳水或金水。故一些鎳金代工業(yè)者有時為減少問題的發(fā)生，不免采用較激烈的手段，在前處理中刻意加強微蝕，希望除盡銅面附著的污染物。如此一來凡無綠漆覆蓋處的裸銅面很可能會遭到重創(chuàng)。下圖按順序分別為塞孔不足的孔壁，其無綠漆覆蓋的部份，已明顯遭到蝕刻而變薄。 化學鎳金為了避免產(chǎn)生綠漆透明殘膜或露銅起見，其最有效的方法就是增加一條DeScum的自動線，在化鎳金前徹底除去殘膜。這要比如何避免殘膜的發(fā)生似乎要容易一些。因殘膜可來自顯像不潔或烘箱太臟，導致有機氣體的再附著，或綠漆配方改變等問題，很不容易全盤掌握。 圖1 通孔中心由于綠漆并未塞滿造成孔壁被咬薄的明視與暗視圖 圖2 同一孔壁處被咬薄的放大特寫鏡頭，其兩端雖已塞有綠漆，但可能仍留有細縫，造成蝕刻液的毛細滲入而局部咬薄的現(xiàn)象。 圖3 由于過度蝕銅而未將銅鹽徹底去掉，以致造成化學鎳層的浮離，或進一步掏空現(xiàn)象。圖4 銅面前處理不良時，化學鎳雖可鍍上去，但當鎳層之內(nèi)應力太大時，即會產(chǎn)生浮離現(xiàn)象。左為100X之清晰垂直切片。右為200X之水平切片。 圖5 上左為100X四圖之電腦編輯畫面，可見到化鎳層順著基材表面所蔓延長胖的情形。下為連續(xù)焊墊間化鎳金常用搭連的俯視圖。上右為化鎳為活化不足，漏鍍一墊的俯視圖。 圖6 上四個100X之電腦分割畫面，為大哥大板面打線用的電鍍鎳金也同時鍍孔之情形，可清楚看到電鍍鎳的分布力（Throwing Power)并不好，只見外環(huán)上的厚鎳與孔中央的薄鎳相差幾達一倍之多。下200X大型拼湊畫面中為焊接用途的化學鎳金所鍍之通孔，雖因孔壁中央綠漆殘膜不潔而造成部分浮離，但其鎳層之厚度內(nèi)外均勻則是不爭的事實，此為化學鎳也在其他工業(yè)中廣為應用的重要原因。圖7 為200X圖系綠漆殘膜清除未盡經(jīng)化學鎳金后的影像，不但造成板子的報廢也帶來槽液的污染。須知化學鎳金幾乎不能重工，因含磷的化學鎳層很難剝除，既使重工后焊錫性尚可，外觀也一定遭到拒收，確是一項不好玩的表面處理。但因集焊接、打（鋁）線、接觸，與散熱功能于一身，想要淘汰一時還不容易呢！ 圖8 左為1000X之化鎳浸金之精采切片，化鎳層可測約170μin，但2μin的浸金層則連一點影子都沒有。右200X為大哥大手機六層板，通孔鍍化鎳金之均厚畫面。（剛好） 圖9 此二500X圖，左為化鎳金處理之焊墊經(jīng)焊錫沾著情形，注意焊接瞬間2μin的金層早已溜入焊錫中，實際上焊點是長在鎳面上的。右為電鍍鎳金之畫面，比較之下此20μin的金層隱約已可見到。圖10 上圖為日本同業(yè)為降低成本而將許多雙面板都以新式的CEM3代替FR4了，不但便宜而且性能也不差，只是在玻纖席部份可能是組織較松的關系，有些也不會斷角。 日本對化鎳金的技術很成熟，連這種便宜的雙面也鍍化鎳金。 所謂殘膜（Scum)系指感光阻劑（Photoresist,如干膜、濕膜或綠漆等），在曝光顯像之后，板面上應被沖顯掉（Developed)待鍍二銅或化鎳浸金的區(qū)域，仍留有極薄但會妨礙電鍍的透明殘膜，: 一，原光阻配方所加入的附著力促進劑（Adhesion Promotor)過量。 二，顯像液老化或管理不當（Developing Solution,一般俗稱顯影并不太正確，底片上的畫面是影，板面上則應是像了，整個影像轉移過程應稱為成像制造（Imaging Process). 三，曝光后的板子放置太久，使得光阻劑在銅面上過度老化而不易顯得干凈。 于顯像機中被打上孔口的膜屑 圖 10 各種殘膜的丑相（左） 由于綠漆曝像后殘膜未徹底清除， 造成化學鎳鍍不上而局部露銅的慘狀（右） 上二圖為感光綠漆完工再續(xù)做化鎳浸金后，所見到Scum阻凝鎳金沉積的情形。為能一勞永逸徹底解決之計，最好在綠漆顯像之后與化鎳浸金之前，一律再不心做一次微蝕，或干脆另加一道除殘膜（DeScum,商品已很流行了）的流程，避免最后無法重工只有報廢的凄慘下場。 下圖為二次銅與鍍錫鉛且經(jīng)剝膜之后的畫面，可清楚看到二鋼琴與錫鉛的密線路區(qū)出現(xiàn)縮腰的異常情形。這顯然也是一銅上的干膜顯像未凈，在縮腰處留有Scum，以致二銅初期鍍不上，后期卻漸被橫向跨滿而出現(xiàn)少許銅與錫鉛之較薄皮膜。此種未徹底顯像而出現(xiàn)的殘膜，可能來自曝光時底片上某些遮光區(qū)（指黑區(qū)或棕區(qū)）有泄光的情形。至于為何產(chǎn)生泄光，則需從曝光與底片上再去追查。 此為密線區(qū)白色者為鉛錫及二銅，紅色為待蝕刻的一銅，縮腰處將成缺口。 30 / 30