【正文】 棕化層則因厚度很薄 .較不會生成粉紅圈。棕化層則呈碎石狀瘤狀結晶貼銅面 ,其結構緊密無疏孔 ,與膠片間附著力遠超過黑化層 ,不受高溫高壓的影響 ,成為聚亞醯胺多層板必須的製程。 棕化與黑化的比較 A. 黑化層因液中存有高鹼度而雜 有 Cu2O,此物容易形成長針狀或羽毛狀結晶。 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)反應成為氧化銅 CuO,若反應能徹底到達二價銅的境界 ,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。 . 還原反應 目的在增加氣化層之抗酸性，並剪短絨毛高度至恰當水準以使樹脂易於填充並能減少粉紅圈 ( pink ring ) 的發(fā)生。 AOI 及測試後面有專題 ,在此不詳述 . 內層製作至此完成 , 下一流程為壓合 . 五 .壓合 . 製程目的 : 將銅箔 (Copper Foil),膠片 (Prepreg)與氧化處理 (Oxidation)後的內層線路板 ,壓合成多層基板 .本章仍介紹氧化處理 ,但未來因成本及縮短流程考量 ,取代製程會逐漸普遍 . . 壓合流程 ,如下圖 : . 各製程說明 內層氧化處理 (Black/Brown Oxide Treatment) . 氧化反應 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後有更強的抓地力。因一旦完成壓合後 ,不幸仍有缺陷時 ,則已為時太晚 ,對於高層次板子而言更是必須先逐一保證其各層品質之良好 ,始能進行壓合 , 由於高層板漸多 ,內層板的負擔加重 ,且線路愈來愈細 ,萬一有漏失將會造成壓合後的昂貴損失 .傳統(tǒng)目視外 ,自動光學檢查 (AOI)之使用在大廠中已非常普遍 , 利用電腦將原圖案牢記 ,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。 Resin Cure 過程故 pattern 必須有預先放大的設計才能符合最終產(chǎn)品尺寸需求。 如圖 、即當做鉚釘孔，內層黑化後，即可以鉚釘將內層及膠片 鉚合 成冊，再去進行無梢壓板。 B. Mass Lam System 沿用上一觀念 Multiline 發(fā)展出 蝕後沖孔 式的 PPS系統(tǒng)，其作業(yè)重點如下： CAM 在工作底片長方向邊緣處做兩 光學靶點 (Optical Target)以及四 角落之 pads 見圖 、下底片仔細對準固定後，如三明治做法，做曝光、顯影蝕刻， 剝膜等步驟。每個 SLOT 孔當置放圓 PIN 後，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，故不會有應力產(chǎn)生。兩者的對位度好壞，影響成品良率極大，也是 M/L 對關鍵。 對位系統(tǒng) 傳統(tǒng)方式 A. 四層板內層以三明治方式，將 層底片事先對準 ,黏貼於一壓條上 (和內層同厚 ), 緊貼於曝光檯面上，己壓膜內層則放進二底片間 , 靠邊即可進行曝光。 C. 有文獻指 K(鉀 )會攻擊錫，因此外層線路蝕刻前之剝膜液之選擇須謹慎評 估。注意事項如下： A. 硬化後之乾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後水洗能徹底，過濾系統(tǒng)的效能非常重要 . B. 有些設備設計了輕刷或超音波攪拌來確保剝膜的徹底，尤其是在外層蝕刻後 的剝膜 , 線路邊被二次銅微微卡住的乾膜必須被徹底剝下，以免影響線路 品質。 3. 有可能因此補充過多的氧化劑 (H2O2)，而攻擊鈦金屬 H2O2 。 1. 側蝕 (undercut ) 增大，或者 etching factor 降低。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品。 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 在反應式 (2)中可知 HCl 是消耗品。 以下是更詳細的反應機構的說明。金屬銅可在銅溶液中被氧化而溶解，見下面反應式（ 1） Cu176。本章為內層製作所以探討酸性蝕刻 ,鹼性蝕刻則於第十章再介 紹 . a. CuCl2 酸性蝕刻反應過程之分析 銅可以三種氧化狀態(tài)存在，原子形成 Cu176。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。為了得到很好的蝕刻品質－最筆直的線路側壁 ,(衡量標準為蝕刻因子 etching factor 其定義見圖 )，不同的理論有不同的觀點， 且可能相衝突。 B．操作條件 見表為兩種蝕刻液的操作條件 C. 設備及藥液控制 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膠，如 PVC (Poly Vinyl chloride)或 PP (Poly Propylene)。外層製程中，若為傳統(tǒng)負片流程， D/F 僅是抗電鍍，在蝕 刻前會被剝除。 氯化銅蝕刻液比較 兩種藥液的選擇，視影像轉移製程中， Resist 是抗電鍍之用或抗蝕刻之用。 (3). 對位及試印 －此步驟主要是要將三個定位 pin 固定在印刷機臺面上 ,調整網(wǎng)版及離板間隙 (Off Contact Distance)( 指版膜到基板銅面的距離，應保持在 2m/m－ 5m/m 做為網(wǎng)布彈回的應有距離 ),然後覆 墨試印 .若有不準再做微調 . －若是自動印刷作業(yè)則是靠邊 , pinning 及 ccd 等方式對位 .因其產(chǎn)量大 ,適合 極大量的單一機種生產(chǎn) . (4). 烘烤 不同製程會選擇不同油墨 , 烘烤條件也完全不一樣 ,須 follow廠商提供的 data sheet,再依廠內製程條件的差異而加以 modify.一般因油墨組成不一， 烘烤方式有風乾 ,UV,IR等．烤箱須注意換氣循環(huán)，溫控，時控等 . (5). 注意事項 不管是機印或手印皆要注意下列幾個重點 －括 刀行進的角度，包括與版面及ｘｙ平面的角度， －須不須要回墨 . －固定片數(shù)要洗紙 ,避免陰影 . －待印板面要保持清潔 PCB 制造流程及說明 15 －每印刷固定片數(shù)要抽檢一片依 check list 檢驗品質 . 乾膜法 更詳細製程解說請參讀外層製作 .本節(jié)就幾個內層製作上應注意事項加以分析 . A. 一般壓膜機 (Laminator)對於 厚以上的薄板還不成問題 ,只是膜皺要多 注意 B. 曝光時注意真空度 C. 曝光機臺的平坦度 D. 顯影時 Break point 維持 50~70% ,溫度 30+_2,須 auto dosing. 蝕刻 現(xiàn)業(yè)界用於蝕刻的化學藥液種類，常見者有兩種，一是酸性氯化銅 (CaCl2)、 蝕刻液，一種是鹼性氨水蝕刻液。 第三點是刮刀的長度，須比圖案的寬度每側長出 3/4－ 1 吋左右。 第二是刮刀的硬度，電路板多使用 Shore A 之硬度值 60度－ 80度者 .平坦基 板銅面上線路阻劑之印刷可用 70－ 80 度 。通常乳膠塗佈多少次 ,視印刷厚度而定 .此法網(wǎng)版耐用 ,安定性高 ,用於大 量生產(chǎn) .但製作慢 ,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 圖形轉移過來，然後把已有圖 形的版膜貼在網(wǎng)面上，待冷風乾燥後撕去透明之載體護膜，即成間接性網(wǎng)版。目前除了最大量的應用在電路板之外，其他電子工業(yè)尚有厚膜 (Thick Film)的混成電路 (Hybrid Circuit)、晶片電阻 (Chip Resist )、及表面黏裝 (Surface Mounting)之錫膏印刷等也都優(yōu)有應用。 A. 須要銅面處理的製程有以下幾個 a. 乾膜壓膜 b. 內層氧化處理前 c. 鉆孔後 d. 化學銅前 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. 等製程來探討最好的處理方式 (其餘皆屬製程自動化中的一部 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. 化學法 (Microetch) 以下即做此三法的介紹 C. 刷磨法 刷磨動作之機構 ,見圖 所示 . 表 是銅面刷磨法的比較表 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. 製程簡單，彈性 缺點 a. 薄板細線路板不易進行 b. 基材拉長，不適內層薄板 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 以不同材質的細石 (俗稱 pumice)為研磨材料 PCB 制造流程及說明 13 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. 可用於薄板及細線 缺點： a. Pumice 容易沾留板面 b. 機器維護不易 E. 化學法 (微蝕法 ) 化學法有幾種選擇，見表 . 使用何種銅面處理 方式，各廠應以產(chǎn)品的層次及製程能力來評估之，並無定論，但可預知的是化學處理法會更普遍，因細線薄板的比例愈來愈高。但因板面面積不夠 ,因此 pcb layout 就將 接地 與 電壓 二功能之大銅面移入內層，造成四層板的瞬間大量興起 ,也延伸了 阻抗控制的要求。 四 .內層製作與檢驗 製程目的 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麼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。因為高頻化 , 須要基材有更低的 Dk 與 Df 值。 高頻化 從個人電腦的演進，可看出 CPU 世 代交替的速度愈來愈快，消費者應接不應 暇，當然對大眾而言是好事。 極小化 如分行動電話， PDA， PC卡，汽車定位及衛(wèi)星通信等系統(tǒng)。而各廠牌 prepreg 可參照其提供之 Data sheet 做為作業(yè)時的依據(jù)。 Prepreg又有人稱之為 Bonding sheet 膠片製作流程 製程品管 製造過程中，須定距離做 Gel time, Resin flow, Resin Content 的測試，也須做 Volatile 成份及 Dicy 成份之分析，以確保品質之穩(wěn)定。 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 是輾軋銅箔 .現(xiàn)將其型級及代號分列於表 PP(膠片 Prepreg)的製作 Prepreg是 preimpregnated的縮寫，意指玻璃纖維或其它纖維浸含樹脂，並經(jīng)部份聚合而稱之。上述 Polyclad 的 DST 銅箔，以光