【正文】 的發(fā)展趨勢,使得鉆孔技術(shù)一日千里,機鉆,雷射燒孔,感光成孔等,其它新技術(shù)會在20章中有所討論. 流程 上PIN鉆孔檢查 鉆孔作業(yè)時除了鉆盲孔,或者非常高層次板孔位精準度要求很嚴,用單片鉆之外,通常都以多片鉆,. 因為多片一鉆,所以鉆之前先以pin將每片板子固定住,此動作由上pin機(pinning maching)執(zhí)行之. 雙面板很簡單,大半用靠邊方式,另須多層板專用上PIN機作業(yè). . 鉆孔 鉆孔機的型式及配備功能種類非常多以下List評估重點 A. 軸數(shù)和產(chǎn)量有直接關(guān)系 B. 有效鉆板尺寸 C. 鉆孔機臺面選擇振動小強度平整好的材質(zhì) D. 軸承(Spindle) E. 鉆盤自動更換鉆頭及鉆頭數(shù) F. 壓力腳 G. XY及Z軸傳動及尺寸精準度XY獨立移動 H. 集塵系統(tǒng)搭配壓力腳排屑良好且冷卻鉆頭功能 I. Step Drill的能力 J. 斷針偵測 K. RUN OUT A. 溫濕度控制 B. 干凈的環(huán)境 C. 地板承受之重量 D. 絕緣接地的考量 E. 外界振動干擾 物料介紹 鉆孔作業(yè)中會使用的物料有鉆針(Drill Bit),墊板(Backup board),蓋板(Entry board):. 鉆針(Drill Bit), 或稱鉆頭, 其品質(zhì)對鉆孔的良窳有直接立即的影響, 以下將就其材料外型構(gòu)及管理簡述之 A. 鉆針材料 鉆針組成材料主要有三: a. 硬度高耐磨性強的碳化鎢 (Tungsten Carbide ,WC) (Cobalt) . 三種粉末按比例均勻混合之后,于精密控制的焚爐中于高溫中在模子中燒結(jié) (Sinter) 94% 是碳化鎢, 6% 左右是鈷 micron. B. 外型結(jié)構(gòu) 鉆針之外形結(jié)構(gòu)可分成三部份,即鉆尖 (drill point)退屑槽 ( 或退刃槽 Flute ) 及握柄 (handle,shank) 以下用圖標簡介其功能: a. 鉆尖部。 dents d. 內(nèi)層氣泡 e. 織紋顯露 f. 內(nèi)層偏移 后處理作業(yè) . 目的 A. 設(shè)立加工之基準靶位及基板外框成型 B. IPQC (In Process Quality Control) 作業(yè)提升質(zhì)量管理 : (post cure, post lamination)通常后烤條件是150, 驟curing很完整,可不做后烤,否則反而有害( 降低Tg ).可以測量Tg,判斷curing是否完 : . ,則可平整之. . B. 銑靶,打靶完成壓合后板上的三個箭靶會明顯的出現(xiàn)浮雕(Relief), :將之置于普通的單軸鉆床下用既定深度的平頭銑刀銑出箭靶及去掉原貼的耐熱膠 帶,再置于有投影燈的單軸鉆床或由下向上沖的沖床上沖出靶心的定位孔,再用此定位孔定 在鉆床上即行鉆孔作業(yè)注意要定時校正及重磨各使用工具, : 有單軸及雙軸,雙軸可自動補償取均值,減少公差. C. 剪邊(CNC裁板)完成壓合的板子其邊緣都會有溢膠,必須用剪床裁掉以便在后續(xù)制程中作業(yè) 方便及避免造成人員的傷害,剪邊最好沿著邊緣直線內(nèi)1公分處切下,切太多會造成電鍍夾點 的困擾,最好再用磨邊機將四個角落磨圓及邊緣毛頭磨掉,以減少板子互相間的刮傷及對槽液 的污染或者現(xiàn)在很普遍直接以CNC成型機做裁邊的作業(yè) 壓合制程至此結(jié)束,接下來的步驟是鉆孔. 六鉆孔 制程目的 單面或雙面板的制作都是在下料之后直接進行非導(dǎo)通孔或?qū)椎你@孔, 多層板則是在完成壓板之后才去鉆孔傳統(tǒng)孔的種類除以導(dǎo)通與否簡單的區(qū)分外,以功能的不同尚可分:零件孔,工具孔,通孔(Via),盲孔(Blind hole),埋孔(Buried hole)(后二者亦為via hole的一種).近年電子產(chǎn)品39?；钊S截面積(所得數(shù)值仍為壓力強度) 高壓設(shè)定壓力 = 560PSIA 247。2,相對濕度應(yīng)在50% 177。章節(jié) 常見銅箔厚度及其重要規(guī)格表 迭板作業(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,考量對稱,銅厚,樹脂含量,流量等以最低成本達品質(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,而且其壓合后之厚度不 mil(已有更尖端板的要求更薄于此),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,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)果膠片的張數(shù)一定要上下對稱,以平衡所產(chǎn)生的應(yīng)力少用已經(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在不得及使用時要注意其水 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12微米使用薄銅箔時與其接壤 的膠片流量不可太大,以防無梢大面積壓板后可能發(fā)常生的皺折(Wrinkle)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。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 詳細銅箔資料請見39。177。20 并加上脫膜紙,將膠放上以31PSI或840磅5%在8吋見方的壓床上壓10177。 2)2 2=, 故可以解釋為壓后圓片以外的東西是流出去的 2,比例流量Scaled flow test是指面積大時用大的壓力強度,面積小時用小的壓力強度其作法 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更厚者就不太準了熱板先預(yù)熱到150176。之壓床用200177。177。30u in (1) 取一試片9cm10cm 1oz規(guī)格厚度之銅片置于130之烤箱中烘烤10min去除水份置于密閉容器中冷卻至室溫稱重量得w1(g) (2) 將試片置于微蝕槽中約239。+ H2CuCl4 2H2CuCl3 + CuCl (不溶) (3) CuCl + 2HCl 2H2CuCl3 (可溶) (4) 式中因產(chǎn)生CuCl沈淀會阻止蝕刻反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生但因HCl的存在溶解 CuCl維持了蝕刻的進行由此可看出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 雖然增加HCl的濃度往往可加快蝕刻速度但亦可能發(fā)生下述的缺點 1. 側(cè)蝕 (undercut ) 增大或者etching factor降低 2. 若補充藥液是使用氯化鈉則有可能產(chǎn)生氯氣對人體有害 3. 有可能因此補充過多的氧化劑 (H2O2)而攻擊鈦金屬H2O2 . 目前使用CuCl2酸性蝕銅水平設(shè)備者,大半都裝置Auto dosing設(shè)備,以維持 蝕銅速率,控制因子有五: 1. 比重 2. HCl 3. H2O2 4. 溫度 5. 蝕刻速度 剝膜 剝膜在pcb制程中有兩個step會使用一是內(nèi)層線路蝕刻后之D/F剝除二 是外層線路蝕刻前D/F剝除(若外層制作為負片制程)D/F的剝除是一單純簡易 的制程一般皆使用聯(lián)機水平設(shè)備其使用之化學(xué)藥液多為NaOH或KOH濃 度在1~3%重量比注意事項如下 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)所以也有在溶液中加入BCS幫助溶解但有違環(huán)保且對人體有 害 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 估剝膜液為堿性因此水洗的徹底與否非常重要內(nèi)層之剝膜后有加 酸洗中和也有防銅面氧化而做氧化處理者 A. ,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)層則放進二底片間, B. 內(nèi)層先鉆(6層以上)粗對位工具孔(含對位孔及方向孔板內(nèi)監(jiān)測孔等), 再以雙面曝光方式進行內(nèi)層線路之制作兩者的對位度好壞影響成品良率極大也是M/L對關(guān)鍵 (post Etch Punch)方式 A. Pin Lam理論 包括底片 prepreq都沿用此沖孔系統(tǒng)此4個SLOT孔相對兩組有一組不對稱 可防止套反每個SLOT孔當置放圓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)生待冷卻壓力釋 放后又回復(fù)原尺寸是一頗佳的對位系統(tǒng) 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 剝膜等步驟 PE機器上讓CCD瞄準 該光學(xué)靶點依各廠自行設(shè)定沖出板邊4個Slot孔或其它圖形工具孔 鉚合成冊再去進行無梢壓板 A. 同心圓的觀念 a. 利用輔助同心圓可check內(nèi)層上下的對位度 b. 不同內(nèi)層同心圓的偏位表示壓合時候的Shift滑動 B. 設(shè)計原則 所示 ,若超出同心圓以外則此片可能不良 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 內(nèi)層檢測 AOI(簡單線路采目視) 電測(修補)確認 內(nèi)層板線路成完后,必須保證通路及絕緣的完整性(integrity),即如同單面板一樣先要仔細檢查因一旦完成壓合后,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,始能進行壓合, 由于高層板漸多,內(nèi)層板的負擔加重,且線路愈來愈細,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但AOI有其極限,例如細斷路及漏電(Leakage)很難找出,故各廠漸增加短斷路電性測試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 C. 在裸銅表面產(chǎn)生一層致密的鈍化層(Passivation)以阻絕高溫下液態(tài)樹脂中胺類(Amine)對銅面的影響 . 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水準以使樹脂易于填充并能減少粉紅圈( pink ring ) 的發(fā)生 . 黑化及棕化標準配方: 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,其余二者為安定劑,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 . 制程操作條件( 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堿度而雜有Cu2O,此物容易形成長針狀或羽毛狀結(jié)晶此種亞銅之長針在高溫下容易折斷而大大影響銅與樹脂間的附著力,并隨流膠而使黑點流散在板中形成電性問題,而且也容易出現(xiàn)水份而形成高熱后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制程 B. 黑化層較厚,經(jīng)PTH后常會發(fā)生粉紅圈(Pink ring),這是因 ,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,一般銅面的瑕較容易蓋過去而能得到色澤 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同不過處理時間長或溫度高一些會比較均勻事實上此種外觀之不均勻并不會影響其優(yōu)良之剝離強度(Peel Strength). 一般商品常加有厚度仰制劑(SelfLimiting)及防止紅圈之封護劑 (Sealer)使能耐酸等,則棕化之性能會更形突出 ,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,之后才進入氧化制程此制程主要有堿洗酸浸,微蝕預(yù)浸氧化,還原,抗氧化及后清洗吹干等步驟,現(xiàn)分述于后: A. 堿性清洗 ,能清除手指紋油脂,scum或有機物 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此一微蝕深度以5070微英吋為宜微蝕對棕化層的顏色均勻上非 常重要, D. 預(yù)