【正文】 　　 使用何種銅面處理方式，各廠應(yīng)以產(chǎn)品的層次及制程能力來評(píng)估之，并無定論，但可預(yù)知的是化學(xué)處理法會(huì)更普遍，因細(xì)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(nèi)層，造成四層板的瞬間大量興起,也延伸了阻抗控制的要求。 制程目的 　　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么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?yàn)楦哳l化, 須要基材有更低的Dk與Df值。 　　從個(gè)人計(jì)算機(jī)的演進(jìn)，可看出CPU世代交替的速度愈來愈快，消費(fèi)者應(yīng)接不應(yīng) 暇，當(dāng)然對(duì)大眾而言是好事。 　　如分行動(dòng)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(shí)的依據(jù)。Prepreg又有人稱之為Bonding sheet 　　制造過程中，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(zhì)之穩(wěn)定。 銅箔的分類　　按 IPCCF150 將銅箔分為兩個(gè)類型，TYPE E 表電鍍銅箔，TYPE W 表輾軋銅箔,再將之分成八個(gè)等級(jí)， class 1 到 class 4 是電鍍銅箔，class 5 到 class 8 PP(膠片 Prepreg)的制作 　　Prepreg是preimpregnated的縮寫，意指玻璃纖維或其它纖維浸含樹脂，并經(jīng)部份聚合而稱之。上述Polyclad的DST銅箔，以光面做做處理，改善了這個(gè)問題， 另外，一種叫有機(jī)硅處理（Organic Silane Treatment），加入傳統(tǒng)處理 方式之后，亦可有此效果。該法是在光面做粗化處理，該面就壓 在膠片上，所做成基板的銅面為粗面，因此對(duì)后制亦有幫助。此層的作用即是防止 上述反應(yīng)發(fā)生，其厚度約500~1000A 　　 c. Stabilization－耐熱處理后，再進(jìn)行最后的鉻化處理(Chromation)，光面與 粗面同時(shí)進(jìn)行做為防污防銹的作用，也稱鈍化處理(passivation)或抗氧化 處理(antioxidant) B新式處理法 　　 a. 兩面處理(Double treatment)指光面及粗面皆做粗化處理，嚴(yán)格來說，此法 的應(yīng)用己有20年的歷史，但今日為降低多層板的COST而使用者漸多． 在光面也進(jìn)行上述的傳統(tǒng)處理方式，如此應(yīng)用于內(nèi)層基板上，可以省掉壓 膜前的銅面理處理以及黑/棕化步驟。 也是鍍鎳處理其作用是做為耐熱層。ED 銅箔應(yīng)力高，但后來線路板業(yè)者所鍍上的一次銅或二次銅的應(yīng)力就沒有那么高。所用之載體有兩類，一類是以傳統(tǒng) ED 銅箔為載體, ,厚度約3 . 　　 超薄銅箔最不易克服的問題就是 針孔 或 疏孔 (Porosity)，因厚度太薄,讓結(jié)晶變細(xì). 細(xì)線路,尤其是5 mil以下更需要超薄銅箔,以減少蝕刻時(shí)的過蝕與側(cè)蝕. 輾軋銅箔 　　對(duì)薄銅箔超細(xì)線路而言，導(dǎo)體與絕緣基材之間的接觸面非常狹小，如何能耐得住二者之間熱膨脹系數(shù)的巨大差異而仍維持足夠的附著力，完全依賴銅箔毛面上的粗化處理是不夠的，而且高速鍍銅箔的結(jié)晶結(jié)構(gòu)粗糙在高溫焊接時(shí)容易造成 XY 的斷裂也是一項(xiàng)難以解決的問題。 　?。＠w布的制作： 　　　 玻璃纖維布的制作，是一系列專業(yè)且投資全額龐大的制程本章略而不談． 銅箔(copper foil) 　　早期線路的設(shè)計(jì)粗粗寬寬的,厚度要求亦不挑剔,但演變至今日線寬3,4mil,甚至更細(xì)(現(xiàn)國內(nèi)已有工廠開發(fā)1 mil線寬),. (Rolledor Wrought Method) 　　是將銅塊經(jīng)多次輾軋制作而成，其所輾出之寬度受到技術(shù)限制很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸基板的要求 (3 呎*4呎) ,而且很容易在輾制過程中造成報(bào)廢，因表面粗糙度不夠,所以與樹脂之結(jié)合能力比較不好，而且制造過程中所受應(yīng)力需要做熱處理之回火軔化(Heat treatment or Annealing),故其成本較高。 　　PCB基材所選擇使用的E級(jí)玻璃，最主要的是其非常優(yōu)秀的抗水性。 　　　 ：玻纖有很低的熬線性膨脹系數(shù)，及高的熱導(dǎo)系數(shù)，因此在高溫環(huán)境下有極佳的表現(xiàn)。 　　　 ：玻璃纖維為無機(jī)物，因此不會(huì)燃燒 　　　 ：可耐大部份的化學(xué)品，也不為霉菌，細(xì)菌的滲入及昆蟲的功擊?！　。ＡЮw維一些共同的特性如下所述：　　　 ：和其它紡織用纖維比較，玻璃有極高強(qiáng)度。按組成的不同(見表)，玻璃的等級(jí)可分四種商品：A級(jí)為高堿性，C級(jí)為抗化性，E級(jí)為電子用途，S級(jí)為高強(qiáng)度。FR4等基材，即是使用前者，CEM3基材，則采用后者玻璃席。真正大量做商用產(chǎn)品，則是由OwenIllinois及Corning Glass Works兩家公司其共同的研究努力后，組合成OwensCorning Fiberglas Corporation于1939年正式生產(chǎn)制造。此物質(zhì)的使用，已有數(shù)千年的歷史。本節(jié)僅討論最大宗的玻璃纖維。B. 問題 　　 a. 硬化后脆度高. 　　 b. 對(duì)濕度敏感，甚至可能和水起反應(yīng). 　　玻璃纖維(Fiberglass)在PCB基板中的功用，是作為補(bǔ)強(qiáng)材料。 Cyanate Ester Resin 　　1970年開始應(yīng)用于PCB基材，目前Chiba Geigy有制作此類樹脂。 　　 b. BGA ,PGA, MCMLs等半導(dǎo)體封裝載板 半導(dǎo)體封裝測試中，有兩個(gè)很重要的常見問題，一是漏電現(xiàn)象，或稱 CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花現(xiàn)象(受濕氣及高溫沖 擊)。 　　 d. 耐化性，抗溶劑性良好 　　 e. 絕緣性佳 B. 應(yīng)用 　　 a. COB設(shè)計(jì)的電路板 由于wire bonding過程的高溫，會(huì)使板子表面變軟而致打線失敗。BT樹脂通常和環(huán)氧樹脂混合而制成基板。 表為四種不同樹脂制造的基板性質(zhì)的比較. BT/EPOXY樹脂　　BT樹脂也是一種熱固型樹脂，是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co.)在1980年研制成功。 由于玻璃束未能被樹脂填滿，很容易在做鍍通孔時(shí)造成玻璃中滲銅 (Wicking) 的出現(xiàn)，影響板子的可信賴度。 　　 FR4 的 23倍，故只有軍用板或 Rigid Flex 板才用的起。 　　 (Varnish,又稱生膠水,液態(tài)樹脂稱之)中所使用的溶劑之沸點(diǎn)較高，不易趕完，容易產(chǎn)生高溫下分層的現(xiàn)象。 　　 ，或與銅箔之間的黏著力較差，不如環(huán)氧樹脂那么強(qiáng)，而且撓性也較差。就 Z 方向而言可大大的減少孔壁銅層斷裂的機(jī)會(huì)。鉆孔時(shí)不容易產(chǎn)生膠渣，對(duì)內(nèi)層與孔壁之接通性自然比 FR4 好。為保持多層板除膠渣的方便起見，此種四功能的基板在鉆孔后最好在烤箱中以 160 ℃烤 24 小時(shí), 使孔壁露出的樹脂產(chǎn)生氧化作用，氧化后的樹脂較容易被蝕除，而且也增加樹脂進(jìn)一步的架橋聚合,對(duì)后來的制程也有幫助。最早是美國一家叫 Polyclad 的基板廠所引進(jìn)的。(Multifunctional Epoxy)　　 傳統(tǒng)的 FR4 對(duì)今日高性能的線路板而言已經(jīng)力不從心了， 故有各種不同的樹脂與原有的環(huán)氧樹脂混合以提升其基板之各種性質(zhì)，　A. Novolac　　 最早被引進(jìn)的是酚醛樹脂中的一種叫 Novolac 者 ,由 Novolac 與環(huán)氧氯丙烷所形成的酯類稱為 Epoxy Novolacs，. 將此種聚合物混入 FR4 之樹脂， 可大大改善其抗水性、抗化性及尺寸安定性, Tg 也隨之提高，缺點(diǎn)是酚醛樹脂本身的硬度及脆性都很高而易鉆頭，加之抗化性能力增強(qiáng),對(duì)于因鉆孔而造成的膠渣 (Smear) 不易除去而造成多層板PTH制程之困擾。若在其分子中以溴取代了氫的位置， 使可燃的碳?xì)滏I化合物一部份改換成不可燃的碳溴鍵化合物則可大大的降低其可燃性。因而近年來如何提高環(huán)氧樹脂之 Tg 是基板材所追求的要?jiǎng)?wù)。 Z 方向的膨脹減小后，使得通孔之孔壁受熱后不易被底材所拉斷。傳統(tǒng) FR4 之 Tg 約在115120℃之間，已被使用多年，但近年來由于電子產(chǎn)品各種性能要求愈來愈高,所以對(duì)材料的特性也要求日益嚴(yán)苛，如抗?jié)裥浴⒖够?、抗溶劑性、抗熱?,尺寸安定性等都要求改進(jìn),以適應(yīng)更廣泛的用途, 而這些性質(zhì)都與樹脂的 Tg 有關(guān), Tg 提高之后上述各種性質(zhì)也都自然變好。當(dāng)然現(xiàn)在的基板制造商都很清處它的嚴(yán)重性,因此已改善此點(diǎn).C. 速化劑　　用以加速 epoxy 與 dicey 之間的架橋反應(yīng)， 最常用的有兩種即BDMA 及 2MI。溶不掉自然難以在液態(tài)樹脂中發(fā)揮作用。B. 架橋劑(硬化劑)　　 環(huán)氧樹脂的架橋劑一向都是Dicey,它是一種隱性的 (latent) 催化劑 , 在高溫160℃之下才發(fā)揮其架橋作用，常溫中很安定，故多層板 Bstage 的膠片才不致無法儲(chǔ)存。 NEMA 規(guī)范中稱為 FR4。 填充劑可調(diào)整其Tg.A. 單體及低分子量之樹脂　　 典型的傳統(tǒng)樹脂一般稱為雙功能的環(huán)氣樹脂 ( Difunctional Epoxy Resin),. 為了達(dá)到使用安全的目的，特于樹脂的分子結(jié)構(gòu)中加入溴原子，使產(chǎn)生部份碳溴之結(jié)合而呈現(xiàn)難燃的效果。現(xiàn)將產(chǎn)品之主要成份列于后: 單體 Bisphenol A, Epichlorohydrin架橋劑(即硬化劑) 雙氰 Dicyandiamide簡稱Dicy速化劑 (Accelerator)BenzylDimethylamine ( BDMA ) 及 2 Methylimidazole ( 2MI )溶劑 Ethylene glycol monomethy ether( EGMME ) Dimethy formamide (DMF) 及稀釋劑 Acetone ,MEK?！　∮糜诨逯h(huán)氧樹脂之單體一向都是Bisphenol A 及Epichlorohydrin 用 dicy 做為架橋劑所形成的聚合物?！?e. 抗漏電壓(AntiTrack)用紙質(zhì)基板 人類的生活越趨精致，對(duì)物品的要求且也就越講就短小輕薄，當(dāng)印刷電路板 的線路設(shè)計(jì)越密集，線距也就越小，且在高功能性的要求下，電流負(fù)載變大 了，那么線路間就容易因發(fā)生電弧破壞基材的絕緣性而造成漏電，紙質(zhì)基板 業(yè)界為解決該類問題，有供應(yīng)采用特殊背膠的銅箔所制成的抗漏電壓 用紙質(zhì)基板 環(huán)氧樹脂 Epoxy Resin 　　是目前印刷線路板業(yè)用途最廣的底材。 碳墨貫孔印刷電路板的負(fù)載電流通常設(shè)計(jì)的很低，所以業(yè)界大都采用XPC 等級(jí)，至于厚度方面，在考慮輕、薄、短、小與印刷貫孔性因素下，常通選 、。 　　 3) 移行性： 　　　 銀、銅都是金屬材質(zhì)，容易發(fā)性氧化、還原作用造成銹化及移行現(xiàn)象，因 電位差的不同，銀比銅在電位差趨動(dòng)力下容易發(fā)生銀遷移(Silver Migration)?！? 導(dǎo)體材質(zhì) 　　 1) 導(dǎo)體材質(zhì) 銀及碳墨貫孔印刷電路的導(dǎo)電方式是利用銀及石墨微粒鑲嵌在聚合體內(nèi)， 藉由微粒的接觸來導(dǎo)電，而銅鍍通孔印刷電路板，則是借由銅本身是連貫的 結(jié)晶體而產(chǎn)生非常順暢的導(dǎo)電性?！?b1 基板材質(zhì)　 　1) 尺寸安定性：　　　 除要留意X、Y軸(纖維方向與橫方向)外，更要注意Z軸(板材厚度方向)，因熱脹冷縮及加熱減量因素容易造成銀膠導(dǎo)體的斷裂?！?c. FR2 Grade：在與FR1比較下，除電氣性能要求稍高外，其它物性并沒有特別之處，近年來在紙質(zhì)基板業(yè)者努力研究改進(jìn)FR1技術(shù)，F(xiàn)R1與FR2的性質(zhì)界線已漸模糊,FR2等級(jí)板材在不久將來可能會(huì)在偏高價(jià)格因素下被FR1 所取代。　 b. FR1 Grade：電氣性、難燃性優(yōu)于XPC Grade，廣泛使用于電流及電壓比XPC Grade稍高的電器用品，如彩色電視機(jī)、監(jiān)視器、VTR、家庭音響、洗衣機(jī)及吸塵器等等。以下介紹幾個(gè)較常使用紙質(zhì)基板及其特殊用途:A 常使用紙質(zhì)基板　 a. XPC Grade：通常應(yīng)用在低電壓、低電流不會(huì)引起火源的消費(fèi)性電子產(chǎn)品， 如玩具、手提收音機(jī)、電話機(jī)、計(jì)算器、遙控器及鐘表等等。 P 表示需要加熱才能沖板子（ Punchable ），否則材料會(huì)破裂， C 表示可以冷沖加工（ cold punchable ），F(xiàn)R 表示樹脂中加有不易著火的物質(zhì)使基板有難燃 (Flame Retardent) 或抗燃(Flame resistance) 性。 　　 美國電子制造業(yè)協(xié)會(huì)(NEMANationl Electrical Manufacturers Association) 將不同的組合冠以不同的編號(hào)代字而為業(yè)者所廣用, 現(xiàn)將酚醛樹脂之各產(chǎn)品代字列表，如表 NEMA 對(duì)于酚醛樹脂板的分類及代碼　　表中紙質(zhì)基板代字的第一個(gè) X 是表示機(jī)械性用途，第二個(gè) X 是表示可用電性用途。是由液態(tài)的酚（phenol）及液態(tài)的甲醛（ Formaldehyde 俗稱Formalin ）兩種便宜的化學(xué)品， 在酸性或堿性的催化條件下發(fā)生立體架橋（ Crosslinkage ）的連續(xù)反應(yīng)而硬化成為固態(tài)的合成材料。 以下即針對(duì)這二個(gè)主要組成做深入淺出的探討.　 Resin 　　　　 目前已使用于線路板之樹脂類別很多,如酚醛樹脂（ Phonetic ）、環(huán)氧樹脂（ Epoxy ）、聚亞醯胺樹脂（ Polyamide ）、聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，簡稱PTFE或稱TEFLON），B一三氮 樹脂（Bismaleimide Triazine 簡稱 BT ）等皆為熱固型的樹脂（Thermosetted Plastic Resin）。PCB廠必須有一套針對(duì)廠內(nèi)制程上的特性而編輯的規(guī)范除了改善產(chǎn)品良率以及提升生產(chǎn)力外，也可做為和PCB線路Layout人員的溝通語言， .C. Toolin