【正文】 孔著重於解決膠渣 ( Smear )、 孔壁的表面粗糙度、刀具壽命等問題；對於小孔徑之鑽孔則著重於下列幾點： ? 鑽針需不易折斷 ? 孔位準確度要良好 ? 孔內壁之表面要十分帄滑 ? 刀具壽命時間長 ? 減少膠渣產生的程度 ? 進刀 / 出刀口處的毛頭 (Burrs)要減少 由於小孔徑孔的縱橫比 (Aspect Ratio)較一般孔徑增加許多，因此斷針及孔位準確度也由於鑽針撓性強度的降低及因退屑槽 (Flute)減小，排屑困難而變得更加重要。 2023/3/27 49 檢查及品質重點 品質重點 1. 少鑽 2. 漏鑽 3. 偏位 (上述以底片 check) 4. 孔壁粗糙 5. 釘頭 (切片 ) 6. 巴里 (burr) coupon設計 (見 圖 ) 板邊設計 coupon的用意如下 : 1. 檢查各孔徑是否正確 2. 檢查有否斷針漏孔 3. 可設定每 1000,2023,3000 hit鑽一孔來檢查孔壁品質 . 孔徑大小依序 圖 ? 成型線 2023/3/27 50 七 鍍通孔 雙面板以上完成鑽孔後即進行鍍通孔 (Plated Through Hole ,PTH)步驟，其目的使孔壁上之非導體部份之樹脂及玻纖束進行金屬化 ( metalization ),以進行後來之電鍍銅製程 ,完成足夠導電及焊接之金屬孔壁。 去毛頭 → 除膠渣 → PTH 一次銅 . 去巴里 (deburr) 鑽完孔後 ,若是鑽孔條件不適當 ,孔邊緣有 纖的殘留 ,稱為 ,而且粗糙 ,若不將之去除 ,可能造成通孔不良及孔小 ,因此鑽孔後會有 deburr製程 .也有 deburr是放在Desmear之後才作業(yè) .一般 deburr是用機器刷磨 ,且會加入超音波及高壓沖洗的應用 .可參考表 . 2023/3/27 51 高錳酸鹽之除膠渣 在多層板製造中，鑽孔時所產生的摩擦熱使得樹脂熔融，冷卻後會附著在孔壁上而成為膠糊渣 (Smear)。 若是出現(xiàn)在內層銅導體斷面上，將會產生斷路或導電障礙等不良現(xiàn)象，發(fā)生在樹脂及玻璃面上，會發(fā)鍍層與底材之附著力不強等缺點。為了確保此處電鍍層導通的信賴度，有必要做 desmear 或 etchback的處理。其他除膠渣方法： 一 .鉻酸法 二 .硫酸法 三 .電漿法 2023/3/27 52 高密度細線路技桁 電路板的密度以往主要受限於鑽孔的尺寸，因此似乎線路密度成長的迫切性也就沒有那麼高。細線路由於鑽孔技術的進步及MCML技術的需求，近來備受重視。而運用傳統(tǒng)的 Tenting Etching技術，想作到小於 1OOμm 的線路走十分困難的。 Additive process能降低甚至避免蝕刻的問題，只是必頇使用特定的物料與流程，因此在電子封裝領域較少被運用。 A. Additive Process其銅線路是用電鍍光阻定義出線路區(qū)，以電鍍方式填入銅來達形成線路。此類製程分為 Semi Additive與Fully Additive兩類， Semi Additive 利用壓合薄銅於各類樹脂上，再以電鍍及蝕刻達到形成線路的目的。 Fully Additive則是利用樹脂表面粗化，其後塗布加強黏合層以改善無電銅與板面連結強度，之後以無電解銅長出線路。典型的線形式Subtractive/Semi Additive/Fully Additive示意如下圖：（ 圖 ） 圖 2023/3/27 53 小孔或深孔鍍銅 電路板的裝配日趨緊密，其好處不外減少最後產品的體積及增加資訊處理的容量及速度。對板子而言細線及小孔是必然要面對的問題。就小孔而言，受衝擊最大的就是鍍銅技術，要在孔的 Aspect Ratio很高時，既要得到１ mil厚的孔壁，又不發(fā)生狗骨現(xiàn)象，而且鍍層的各種物性又要通過現(xiàn)有的各種規(guī)範，其中種種需待突破的困難實在不少。 水帄電鍍方式加上脈波整流器應是徹底克服小孔 ,高縱橫比 ,細線等極高密度板子電鍍瓶頸 ,panel plating已不是問題反脈波電鍍 (InPulse Plating)法，以減少面銅與孔銅之間的差異，並增加銅層的延展性。 2023/3/27 54 八 外層 製程目的 經鑽孔及通孔電鍍後 ,內外層已連通 ,本製程在製作外層線路 ,以達電性的完整 . 製作流程 銅面處理 → 壓膜 → 曝光 → 顯像 銅面處理 詳細資料請參考 . 壓膜 2023/3/27 55 乾膜 (dry film)的構造見 圖 壓膜 (Lamination)作業(yè) A. 壓膜機壓膜機可分手動及自動兩種 ,有收集聚烯類隔層的捲輪，乾膜主輪，加熱輪，抽風設備等四主要部份 ,進行連續(xù)作業(yè) ,其示意見 圖 圖 圖 2023/3/27 56 曝光 Exposure 曝光機種類 －手動與自動 －帄行光與非帄行光 － LDI雷射直接暴光 A. 手動曝光機，是將將欲曝板子上下底片以手動定 PIN對位後， 送入機臺面，吸真空後曝光。 B. 自動曝機一般含 Loading/unloading， 頇於板子外框先做好工 具孔，做初步定位再由機臺上之 CCD， Check底片與孔的對位 狀況，並做微調後入曝光區(qū)曝光。依目前的精密頇求程度， 不以視覺機器自動對位，恐怕做不到好品質的板子。 2023/3/27 57 圖 C. 非帄行光與帄行光的差異，帄行光可降低 UnderCut。 其差異 點，可見 圖 ，顯影後的比較。做細線路 (4mil以下 )非得用 帄行光之曝光機。 D. 另有一種 LDI(Laser Direct Imaging)鐳射直接感光之設備與 感光方式。是利用特殊之感光膜 coating在板面，不頇底片直 接利用鐳射掃描曝光。其細線可做到 2mil以內，利用多 beam 方式 18in24in的板子，已有號稱曝光時間僅 30 秒。 2023/3/27 58 . 顯像 Developing A. 顯像是把尚未發(fā)生聚合反應的區(qū)域用顯像液將之沖洗掉，已 感光部份則因已發(fā)生聚合反應而洗不掉仍留在銅面上成為蝕 刻或電鍍之阻劑膜。注意在顯像前不可忘記把表面玻璃紙撕 掉。 B. 顯像點 Break point (從設備透明外罩看到已經完全顯現(xiàn)出圖 樣的該點的距離稱之 )應落於 50~70%間，不及 ,銅面有 scun殘 留 ,太過 ,則線邊有膜屑或 undercut過大 .最好有自動添加系統(tǒng) (autodosing).另外噴灑系統(tǒng)設計良否也會影響顯像點 . C. 顯像良好的側壁應為直壁式者，顯像不足時容易發(fā)生膜渣 (Scum)造成蝕刻板的短路、銅碎、及鋸齒突出之線邊，顯像 機噴液系統(tǒng)之過濾不良時也會造成此種缺點。檢查 Scum的方 法可用５％之氯化銅溶液 (Cupric Chloride CuCl 2)或氯化 銨溶液浸泡，若銅面上仍有鮮亮的銅色時，即可判斷有 Scum 殘留 . D. 顯像完成板子切記不可疊放 ,頇用 Rack插立 . 2023/3/27 59 十一、外層檢查 一般 PWB製作會在兩個步驟完成後做全檢的作業(yè) :一是線路完成 (內層與外層 )後二是成品 . －請參讀第 16章 以放大鏡附圓形燈管來檢視線路品質以及對位準確度 ,若是外層尚頇檢視孔及鍍層品質 ,通常會在備有 10倍目鏡做進一步確認 ,這是很傳統(tǒng)的作業(yè)模式 ,所以人力的頇求相當大 .但目前高密度設計的板子幾乎無法在用肉眼檢查 ,所以下面所介紹的 AOI會被大量的使用 . AOI－ Automated optical Inspection自動光學檢驗 因線路密度逐漸的提高，要求規(guī)格也愈趨嚴苛，因此目視加上放大燈鏡已不足以過濾所有的缺點 ,因而有 AOI的應用。 2023/3/27 60 A. 板子型態(tài) －信號層，電源層，鑽孔後 (即內外層皆可 )〃 －底片，乾膜，銅層〃 (工作片 ,乾膜顯像後 ,線路完成後 ) B. 目前 AOI的應用大部分還集中在內層線路完成後的檢測 ,但更 大的一個取代人力的製程是綠漆後已作焊墊表面加工 (surface finish)的板子 .尤其如 BGA,板尺寸小 ,線又細 ,數(shù)量 大 ,單人力的頇求就非常驚人 .可是應用於這領域者仍有待技 術上的突破 . 原理 一般業(yè)界所使用的 自動光學檢驗 CCD及 Laser兩種；前者主要是利用鹵素燈通光線，針對板面未黑化的銅面，利用其反光效果，進行斷、短路或碟陷的判讀。應用於黑化前的內層或線漆前的外層。後者Laser AOI主要是針對板面的基材部份，利用對基材 (成銅面 )反射後產螢光 (Fluorescences)在強弱上的不同，而加以判讀?，F(xiàn)在更先進的鐳射技術之 AOI， 利用鐳射螢光，光面金屬反射光，以及穿入孔中鐳射光之信號偵測，使得線路偵測的能力提高許多 ,其原理可由 圖 ,圖。 2023/3/27 61 圖 圖 2023/3/27 62 各廠牌的 capability， 由其 data sheet可得 .一般偵測項目如下 List A. 信號層線路缺點 ,見 圖 B. 電源與接地層 ,見 圖 C. 孔 ,見 圖 D. SMT,見 圖 AOI是一種非常先進的替代人工的檢驗設備 ,它應用了鐳射 ,光學 ,智慧判斷軟體等技術 ,理論來完成其動作 . 圖 圖 TYPICAL SIGNAL LAYER DEFECTS DETECTED LONG WIDTH VIOLATION NICKS PROTRUSION DISHDOWN FINE OPEN SURFACE SHORT WIDE SHORT FINE SHORT SHAVED PAD SPACING WIDTH VIOLATION PINHOLE NICK OVERETCHED PAD COPPER SPLASH MISSING PAD Missing Junction Missing Open 2023/3/27 63 圖 圖 HOLES INSPECTION Up to three range of holes inspected with independent inspection criteria for each Partially plugged holes and breakout to conductor automatically inspected in all diameter ranges 2023/3/27 64 十二 防焊 製程目的 A. 防焊：留出板上待焊的通孔及其 pad， 將所有線路及銅面都覆蓋住 ，防止波焊時造成的短路 ,並節(jié)省焊錫之用量 。 B. 護板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質， 並防止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣， C. 絕緣：由於板子愈來愈薄 ,線寬距愈來愈細 ,故導體間的絕緣問題日 形突顯 ,也增加防焊漆絕緣性質的重要性 . 2023/3/27 65 防焊漆 ,俗稱 綠漆 ,(Solder mask or Solder Resist)， 為便於肉眼檢查，故於主漆中多加入對眼睛有幫助的綠色顏料，其實防焊漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色 . 防焊的種類有傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂 IR烘烤型 ,UV硬化型 ,液態(tài)感光型 (LPISMLiquid Photo Imagable Solder Mask)等型油墨 ,以及乾膜防焊型 (Dry Film, Solder Mask),其中液態(tài)感光型為目前製程大宗 .所以本單元只介紹液態(tài)感光作業(yè) . 其步驟如下所敘 : 銅面處理 → 印墨 → 預烤 → 曝光 → 顯影 → 後烤 上述為網印式作業(yè)