CB内层制作培训教材.ppt

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1、VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process印制电路板流程培训教材印制电路板流程培训教材-Inner Layer Dry Film/Etch VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process课堂守则课堂守则请将手机、请将手机、BP机等通讯工具调到震动状

2、态。机等通讯工具调到震动状态。请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。请勿交头接耳、大声喧哗。请勿交头接耳、大声喧哗。如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，方如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下，方可离场。可离场。以上守则，各位学员共同遵守以上守则，各位学员共同遵守以上守则，各位学员共同遵守以上守则，各位学员共同遵守。VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process

3、内层制作内层制作4.1 制程目的制程目的 三层板以上产品即称多层板三层板以上产品即称多层板,传统之双面板为配合零件之密集装配，传统之双面板为配合零件之密集装配，在有限的板面上无法安置这么多的零组件以及其所衍生出来的大在有限的板面上无法安置这么多的零组件以及其所衍生出来的大量线路，因而有多层板之发展。量线路，因而有多层板之发展。加上美国联邦通讯委员会加上美国联邦通讯委员会(FCC)宣布自宣布自1984年年10月以后，所有上市月以后，所有上市的电器产品若有涉及电传通讯者，或有参与网络联机者，皆必须的电器产品若有涉及电传通讯者，或有参与网络联机者，皆必须要做要做“接地接地”以消除干扰的影响。但因板面

4、面积不够以消除干扰的影响。但因板面面积不够,因此因此pcb lay-out就将就将“接地接地”与与“电压电压”二功能之大铜面移入内层，造成二功能之大铜面移入内层，造成四层板的瞬间大量兴起四层板的瞬间大量兴起,也延伸了阻抗控制的要求。也延伸了阻抗控制的要求。而原有四层板则多升级为六层板，当然高层次多层板也因高密度而原有四层板则多升级为六层板，当然高层次多层板也因高密度装配而日渐增多装配而日渐增多.本章将探讨多层板之内层制作及注意事宜本章将探讨多层板之内层制作及注意事宜.VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（

5、广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.2 制作流程制作流程 依产品的不同现有三种流程依产品的不同现有三种流程 A.Print and Etch 发料发料对位孔对位孔铜面处理铜面处理影像转移影像转移蚀刻蚀刻剥膜剥膜B.Post-etch Punch 发料发料铜面处理铜面处理影像转移影像转移蚀刻蚀刻剥膜剥膜工具孔工具孔 C.Drill and Panel-plate 发料发料钻孔钻孔通孔通孔电镀电镀影像转移影像转移蚀刻蚀刻剥膜剥膜 上述三种制程中上述三种制程中,第三种是有埋孔第三种是有埋孔(buried hole)设计时的流程设计时的流程,

6、将将在在20章介绍章介绍.本章则探讨第二种本章则探讨第二种(Post-etch Punch)制程高层制程高层次板子较普遍使用的流程次板子较普遍使用的流程.内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process发料发料 发料就是依制前设计所规划的工作尺寸，依发料就是依制前设计所规划的工作尺寸，依BOM来裁切基材，是一很单纯的步骤，但以下几点须注来裁切基材，是一很单纯的步骤，但以下几点须注意：意：A.裁切方式裁切方式-

7、会影响下料尺寸。会影响下料尺寸。B.磨边与圆角的考量磨边与圆角的考量-影响影像转移优良率制程。影响影像转移优良率制程。C.方向要一致方向要一致-即经向对经向，纬向对纬向。即经向对经向，纬向对纬向。D.下制程前的烘焗下制程前的烘焗-尺寸稳定性考量尺寸稳定性考量。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.2.1 铜面处理铜面处理 在印刷电路板制程中，不管那一个step，铜面的清洁与粗化的效果，关系着下一

8、制程的成败，所以看似简单，其实里面的学问颇大。A.须要铜面处理的制程有以下几个须要铜面处理的制程有以下几个 a.干膜压膜干膜压膜 b.内层氧化处理前内层氧化处理前 c.钻孔后钻孔后 d.化学铜前化学铜前e.镀铜前镀铜前 f.绿油前绿油前 g.喷锡喷锡(或其它焊垫处理流程或其它焊垫处理流程)前前 h.金手指镀镍前金手指镀镍前 内层制作内层制作内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 4.2.1 铜面处理

9、铜面处理本节针对a.c.f.g.等制程来探讨最好的处理方式(其余皆属制程自动化中的一部分，不必独立出来)B.处理方法现行铜面处理方式可分三种：a.刷磨法刷磨法(Brush)b.喷砂法喷砂法(Pumice)c.化学法化学法(Microetch)以下即做此三法的介绍 内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessC.C.刷磨法刷磨法刷磨法刷磨法 刷磨动作之机构,见图4.1所示.内层制作内层制作VIASYSTEM

10、S ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process内层制作内层制作印轮材质印轮材质Nesh数数控制方式控制方式其他特殊设计其他特殊设计Deburr去披锋Bristle鬃毛刷#180or#240 Grits(1)电压、电流(2)板厚高压后喷水洗前超音波水洗内层压膜前处理Bristle Nylon#600Grits(1)电压、电流(2)板厚后面可加去脂或微蚀处理外层压膜前处理Bristle Nylon#320Grits(1)电压、电流(2)板厚后面

11、可加去脂或微蚀处理S/M前表面处理Nylon#600Grits#1200Grits(1)电压、电流(2)板厚有刷磨而以氧化处理的VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process注意事项注意事项 a.刷轮有效长度都需均匀使用到,否则易造成刷轮表面高 低不均。b.须做刷痕实验，以确定刷深及均匀性。优点优点 a.成本低。b.制程简单，弹性。缺点缺点 a.薄板细线路板不易进行。b.基材拉长，不适合内层薄板。c.刷痕深时易造成D/F附

12、着不易而渗镀。d.有残胶之潜在可能。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessD.喷砂法喷砂法 以不同材质的细石(俗称pumice)为研磨材料。优点优点：a.表面粗糙均匀程度较刷磨方式好。b.尺寸稳定性较好。c.可用于薄板及细线。缺点缺点：a.Pumice容易沾留板面。b.机器维护不易。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广

13、州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessE.化学法化学法(微蚀法微蚀法)化学法有几种选择，见表.内层制作内层制作表表4.2铜面化学处理不同铜面化学处理不同Chemical比较表比较表咬蚀标准咬蚀标准优点优点缺点缺点成本比较成本比较APS3070in蚀速快蚀速快不易控制废水不易控制废水不易处理不易处理后面须酸中和后面须酸中和低低SPS3070in蚀速平均蚀速平均中中H2SO4/H2O23070in蚀速平均蚀速平均废液回收方便废液回收方便H2O2浓度维浓度维持不易持不易低低VIASYSTEMS ASIA PACIFICV

14、IASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessF.结论结论 使用何种铜面处理方式，各厂应以产品的层次及制程能力来评估之，并无定论，但可预知的是化学处理法会更普遍，因细线薄板的比例愈来愈高。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.2.2 影像转移影像转移(印刷法和干膜法印刷法

15、和干膜法）4.2.2.1印刷法印刷法 A.前言前言 电路板自其起源到目前之高密度设计,一直都与丝网印刷(Silk Screen Printing)或网版印刷有直接密切之关系，故称之为“印刷电路板”。目前除了最大量的应用在电路板之外，其它电子工业尚有厚膜(Thick Film)的混成电路(Hybrid Circuit)、芯片电阻(Chip Resist)、及表面粘装（Surface Mounting)之锡膏印刷等也都优有应用。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-l

16、ayer Board Manufacturing Process4.2.2.1印刷法印刷法由于近年电路板高密度,高精度的要求,印刷方法已无法达到规格需求,因此其应用范围渐缩,而干膜法已取代了大部分影像转移制作方式.下列是目前尚可以印刷法cover的制程:内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.2.2.1印刷法印刷法a.单面板之线路,防焊(大量产多使用自动印刷,以下同)b.单面板之碳墨或银胶c.双面

17、板之线路,防焊 d.湿膜印刷 e.内层大铜面f.文字g.可剥胶(Peelable ink)对于印刷法，本课程不作详细讲解。其方法类似湿绿油工序。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process干膜法干膜法 本节就几个内层制作上应注意事项加以分析.A.一般压膜机(Laminator)对于0.1mm厚以上的薄板还不成问题,只是膜皱要多注意。B.曝光时注意真空度。C.曝光机台的平坦度。D.显影时Break poin

18、t 维持5070%,温度302,须 auto dosing。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.2.3 蚀刻蚀刻 现业界用于蚀刻的化学药液种类，常见者有两种，酸性氯化铜(CuCl2)、蚀刻液，碱性氨水蚀刻液。A.两种化学药液的比较，见下表氨水蚀刻液&氯化铜蚀刻液比较。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公

19、司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process内层制作内层制作控制控制氨水蚀刻液氨水蚀刻液温度比重及温度比重及PH值值氯化铜蚀刻液氯化铜蚀刻液温度、比重、温度、比重、HCL及及ORP（氧氧化化/还原电位）还原电位）蚀刻速度蚀刻速度约约1mil/分钟分钟约约0.5mil/分钟分钟补充药液补充药液氨水氨水H2O2，HCL自动控制成本自动控制成本低低高高毒性毒性低低高高废液处理废液处理供应商回收供应商回收PCB Shop自行处理自行处理水洗水处理水洗水处理因有金属铵错合物，因有金属铵错合物，较不易处理较不易处理PH 调整即可分离铜渣调整即

20、可分离铜渣技术来源技术来源供应商供应商使用者或控制器之供应商使用者或控制器之供应商VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process两种药液的选择两种药液的选择:视影像转移制程中，Resist是抗电镀之用或抗蚀刻之用。在内层制程中D/F或油墨是作为抗蚀刻之用，因此大部份选择酸性蚀刻。外层制程中，若为传统正片流程，D/F仅是抗电镀，在蚀刻前会被剥除。其抗蚀刻层是锡铅合金或纯锡，故一定要用碱性蚀刻液，以免伤及抗蚀刻金属层。内层制作

21、内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessB操作条件见表为两种蚀刻液的操作条件操作条件见表为两种蚀刻液的操作条件 内层制作内层制作氨水蚀刻液氯化铜蚀刻液_铜含量140150g/l180g/l_温度50555055_蚀刻速度1mil/min0.5mil/min_化性条件Baume=211(Sp.gr.=1.170)ORP=450 150mvBaume=222(Sp.gr.=1.180)_注：氯化铜之操作条件是以色

22、度仪控制下的典型条件，实际作业的变化范围非常大。VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessC.设备及药液控制设备及药液控制 两种 Etchant 对大部份的金属都是具腐蚀性，所以蚀刻槽通常都用塑料，如 PVC(Poly Vinyl chloride)或PP(Poly Propylene)。唯一可使用之金属是钛(Ti)。为了得到很好的蚀刻品质最笔直的线路侧壁,(衡量标准为蚀刻因子 etching factor其定义见图4

23、.3)，不同的理论有不同的观点，且可能相冲突。但有一点却是不变的基本观念，那就是以最快速度的让欲蚀刻铜表面接触愈多新鲜的蚀刻液。因为作用之蚀刻液Cu+浓度增高降低了蚀刻速度，须迅速补充新液以维持速度。在做良好的设备设计规划之前，就必须先了解及分析蚀铜过程的化学反应。本章为内层制作所以探讨酸性蚀刻,碱性蚀刻则于第十章再介绍.内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process内层制作内层制作VIASYSTEMS A

24、SIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Processa.CuCl2酸性蚀刻反应过程之分析酸性蚀刻反应过程之分析 铜可以三种氧化状态存在，原子形成Cu,蓝色离子的Cu+以及较不常见 的亚铜离子Cu+。金属铜可在铜溶液中被氧化而溶解，见下面反应式（1）Cu+Cu+2 Cu+-(1)在酸性蚀刻的再生系统，就是将Cu+氧化成Cu+,因此使蚀刻液能将更多的金属铜咬蚀掉。以下是更详细的反应机构的说明。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICV

25、IASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Processb.反应机构反应机构 直觉的联想，在氯化铜酸性蚀刻液中，Cu+及Cu+应是以CuCl2 及CuCl存 在才对，但事实非完全正确，两者事实上是以和HCl形成的一庞大错化物存在的：Cu+H2CuCl4+2HCl 2H2CuCl3-(2)金属铜 铜离子 亚铜离子 其中H2CuCl4实际是CuCl2+2HCl 2H2CuCl3 实际是CuCl+2HCl 内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEM

26、S Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process在反应式(2)中可知HCl是消耗品。即使(2)式已有些复杂，但它仍是以下两个反应式的简式而已。Cu+H2CuCl4 2H2CuCl3+CuCl(不溶)-(3)CuCl+2HCl 2H2CuCl3(可溶)-(4)式中因产生CuCl沉淀，会阻止蚀刻反应继续发生，但因HCl的存在溶解 CuCl，维持了蚀刻的进行。由此可看出HCl是氯化铜蚀刻中的消耗品，而且是蚀刻速度控制的重要化学品。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICV

27、IASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process虽然增加HCl的浓度往往可加快蚀刻速度，但亦可能发生下述的缺点。1.侧蚀(undercut)增大，或者etching factor降低。2.若补充药液是使用氯化钠，则有可能产生氯气，对人体有害。3.有可能因此补充过多的氧化剂(H2O2)，而攻击钛金 属H2O2。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Mult

28、i-layer Board Manufacturing Processc.自动监控添加系统自动监控添加系统.目前使用CuCl2酸性蚀铜水平设备者,大半都装置Auto dosing设备,以维持蚀铜速率,控制因子有五点:1.比重 2.HCl 3.H2O2 4.温度 5.蚀刻速度 内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.2.4 褪膜褪膜 褪膜在PCB制程中，有两个step会使用，一是内层线路蚀后之D/F

29、剥除，二 是外层线路蚀刻前D/F剥除(若外层制作为正片制程)D/F的剥除是一单纯简易的制程，一般皆使用联机水平设备，其使用之化学药液多为NaOH或KOH浓度在13%重量比。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process注意事项如下注意事项如下：A.硬化后之干膜在此溶液下部份溶解，部份剥成片状，为维持药液的效果及后水洗能彻底，过滤系统的效能非常重要.B.有些设备设计了轻刷或超音波搅拌来确保剥膜的彻底，尤其是在

30、外层蚀刻后的剥膜,线路边被二次铜微微卡住的干膜必须被彻底剥下，以免影响线路品质。所以也有在溶液中加入BCS帮助溶解，但有违环保，且对人体有害。C.有文献指K(钾)会攻击锡，因此外层线路蚀刻前之剥膜液之选择须谨慎评估。剥膜液为碱性，因此水洗的彻底与否，非常重要，内层之剥膜后有加酸洗中和，也有防铜面氧化而做氧化处理者。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process对位系统对位系统 4.2.5.1传统方式传统方式

31、 A.四层板内层以三明治方式，将2.3层底片事先对准,粘贴于一压条上(和内层同厚),紧贴于曝光台面上，己压膜内层则放进二底片间,靠边即可进行曝光。见图4.4 B.内层先钻(6层以上)粗对位工具孔(含对位孔及方向孔，板内监测孔等),再以双面曝光方式进行内层线路之制作。两者的对位度好坏，影响成品良率极大，也是M/L对关键。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process蚀后冲孔蚀后冲孔(post Etch Pun

32、ch)方式方式（Pin Lam 和Mass Lam System)A、Pin Lam理论理论 此方法的原理极为简单，内层预先冲出4个Slot孔，见图4.5，包括底片，prepreq都沿用此冲孔系统，此4个SLOT孔，相对两组，有一组不对称，可防止套反。每个SLOT孔当置放圆PIN后，因受温压会有变形时，仍能自由的左右、上下伸展，但中心不变，故不会有应力产生。待冷却，压力释 放后，又回复原尺寸，是一颇佳的对位系统。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer B

33、oard Manufacturing Process内层制作内层制作蚀后冲孔蚀后冲孔蚀后冲孔蚀后冲孔(post Etch Punch)post Etch Punch)方式方式方式方式VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessB.Mass Lam System 沿用上一观念Multiline发展出“蚀后冲孔”式的PPS系统，其作业重点如下：1.透过CAM在工作底片长方向边缘处做两光学靶点(Optical Target)以

34、及四 角落之pads见图4.6 内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessB.Mass Lam System 2.将上、下底片仔细对准固定后，如三明治做法，做曝光、显影蚀刻，剥膜等步骤。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing

35、 Process B.Mass Lam System 3.蚀刻后已有两光学靶点的内层板，放进Optiline PE机器上，让CCD瞄准该光学靶点，依各厂自行设定，冲出板边4个Slot孔或其它图形工具孔。如图4.7 4.若是圆形工具孔、即当做铆钉孔，内层黑化后，即可以铆钉将内层及胶片铆合成册，再去进行无梢压板。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process各层间的对准度各层间的对准度 A.同心圆的观念 a.利

36、用辅助同心圆，可check内层上、下的对位度。b.不同内层同心圆的偏位表示压合时候的Shift滑动。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessA.设计原则设计原则 a.见图4.8 所示 b.同心圆之设计，其间距为4mil，亦是各层间可容许的对位偏差,若超出同心圆以外，则此片可能不良。c.因压合有Resin Cure过程故pattern必须有预先放大的设计才能符合最终产品尺寸需求。内层制作内层制作VIAS

37、YSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4.3 内层检测内层检测 AOI(简单线路采目视)电测(修补)确认 内层板线路完成后,必须保证通路及绝缘的完整性(integrity),即如同单面板一样先要仔细检查。因一旦完成压合后,不幸仍有缺陷时,则已为时太晚,对于高层次板子而言更是必须先逐一保证其各层品质之良好,始能进行压合,由于高层板渐多,内层板的负担加重,且线路愈来愈细,万一有漏失将会造成压合后的昂贵损失.传统目视外,自动光学

38、检查(AOI)之使用在大厂中已非常普遍,利用计算机将原图案牢记,再配合特殊波长光线的扫瞄,而快速完美对各层板详作检查。但AOI有其极限,例如细断路及漏电(Leakage)很难找出,故各厂渐增加短、断路电性测试。AOI及测试后面有专题,在此不详述.内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process5.3.1 内层氧化处理内层氧化处理(Black/Brown Oxide Treatment)5.3.1.1氧化反应氧

39、化反应 A.增加与树脂接触的表面积,加强二者之间的附着力(Adhesion).B.增加铜面对流动树脂之润湿性,使树脂能流入各死 角而在硬化后有更强的黏结力。C.在裸铜表面产生一层致密的钝化层(Passivation)以阻绝高温下液态树脂中胺类(Amine)对铜面的 影响。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process5.3.1.2.还原反应还原反应 目的在增加气化层之抗酸性，并剪短绒毛高度至恰当水准以使树脂

40、易于填充并能减少粉红圈(pink ring)的发生。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process5.3.1.3.黑化及棕化标准配方黑化及棕化标准配方:表一般配方及其操作条件(a)高碱性黑化液高碱性黑化液亚氯酸钠Sodium Chlorite NaClO260g/l氢氧化钠NaOH80g/l(b)低碱性棕化液低碱性棕化液亚氯酸钠30g/l氢氧化钠10g/l正磷化钠Na3PO4.12H2O10g/l上表中之亚

41、氯酸钠为主要氧化剂,其余二者为安定剂,其氧化反应式K可以下表表示之。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process5.3.1.3.黑化及棕化标准配方黑化及棕化标准配方:(1)2Cu+2ClO1)2Cu+2ClO2 2CuCu2 2O+ClOO+ClO3 3+Cl+Cl(2)Cu(2)Cu2 2O+2ClOO+2ClO2 2CuO+ClOCuO+ClO3 3+Cl+Cl(3)Cu(3)Cu2 2O+HO+H2

42、 2O OCu(OH)Cu(OH)2 2+Cu+CuCu(OH)Cu(OH)2 2-CuO+HCuO+H2 2O O8080以上以上此三式是金属铜与亚氯酸钠所释放出的初生态氧先生成中间体氧化亚铜,2Cu+O Cu2O,再继续反应成为氧化铜CuO,若反应能彻底到达二价铜的境界,则呈现黑巧克力色之棕氧化层,若层膜中尚含有部份一价亚铜时则呈现无光泽的墨黑色的黑氧化层。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process

43、5.3.1.4.制程操作条件制程操作条件(一般代表),典型氧化流程及条件。槽位槽位操作温度操作温度操作时间操作时间槽液组成（参考）槽液组成（参考）主要功能主要功能碱洗碱洗60535 A：18 5%1.去除油胶渍（去除油胶渍（degrease)2.铜层表面亲水处理铜层表面亲水处理水洗水洗酸浸酸浸60535 H2SO4：18 5%调整表面至酸性操作环境调整表面至酸性操作环境水洗水洗微蚀微蚀4132H2SO4:12 3%H2O2：4 1%B：0.5%C:4%提高铜表层粗糙度提高铜表层粗糙度水洗水洗预浸预浸25512 F:1.0 0.5%1.酸碱中和，提高碱性操作酸碱中和，提高碱性操作环境。环境。2.

44、使氧化层颜色均匀。使氧化层颜色均匀。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process槽位槽位操作温度操作温度操作时间操作时间槽液组成（参考）槽液组成（参考）主要功能主要功能氧化氧化80346 D:22 3%E:7.5 0.8%1.将铜层表面生成黑色绒毛，将铜层表面生成黑色绒毛，增强铜层表面与胶片之结增强铜层表面与胶片之结合力。合力。2.防止金属铜与防止金属铜与FR-4中之中之Dicys在高温发生氧化反应在高温

45、发生氧化反应生成生成H2O与与CuO水洗水洗还原还原25246 FG将将CuO还原成还原成Cu2O以提高以提高氧化层之耐酸性。氧化层之耐酸性。水洗水洗抗氧化抗氧化25523 H防止防止Cu2O在高温高压下氧在高温高压下氧化成化成CuO.热水洗热水洗6054 去除残余碱液去除残余碱液吹干吹干805内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process3.1.5 3.1.5 棕化与黑化的比较棕化与黑化的比较棕化与黑化的

46、比较棕化与黑化的比较A.黑化层因液中存有高碱度而夹杂有Cu2O,此物容易形成长针状或羽毛状结晶。此种亚铜之长针在高温下容易折断而大大影响铜与树脂间的附着力,并随流胶而使黑点流散在板中形成电性问题,而且也容易出现水份而形成高热后局部的分层爆板。棕化层则呈碎石状瘤状结晶贴铜面,其结构紧密无疏孔,与胶片间附着力远超过黑化层,不受高温高压的影响,成为聚亚醯胺多层板必须的制程。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Proc

47、ess 3.1.5 棕化与黑化的比较棕化与黑化的比较B.黑化层较厚,经PTH后常会发生粉红圈(Pink ring),这是因 PTH中的微蚀或活化或速化液攻入黑化层而将之还原露出原铜色之故。棕化层则因厚度很薄.较不会生成粉红圈。内层基板铜箔毛面经锌化处理与底材结合很牢,但光面的黑化层却容易受酸液之侧攻而现出铜之原色,见图5.2 内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessVIASYSTEMS ASIA PA

48、CIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process3.1.5 3.1.5 棕化与黑化的比较棕化与黑化的比较棕化与黑化的比较棕化与黑化的比较C.黑化因结晶较长厚度较厚故其覆盖性比棕化要好,一般铜面的瑕疪较容易盖过去而能得到色泽 均匀的外表。棕化则常因铜面前处理不够完美而出现斑驳不齐的外观,常不为品管人员所认同。不过处理时间长或温度高一些会比较均匀。事实上此种外观之不均匀并不会影响其优良之剥离强度(Peel Strength).一般商品常加有厚度仰制剂(Self-L

49、imiting)及防止红圈之封护剂(Sealer)使能耐酸等,则棕化之性能会更突出。表5.4显示同样时间及温度下,不同浓度氧化槽液,其氧化层颜色,颗粒大小及厚度变化。内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessSodium chloride,oz/gal(g/l)NaClO2 Sodium hydroxideNaoH颜色结晶大小（microns)氧化膜重mg/in(mg/cm)20.6-23.4(150-

50、170)1.1-2.6(8-15)红棕0.2-0.50.65（0.1）19.3-22(140-160)1.0-3.4(12-25)棕色0.4-1.00.65-1.6（0.1-0.25）16.5-19.3(120-140)3.4-7.1(25-50)黑色0.8-2.01.6-2.9（0.2-0.45）内层制作内层制作VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex(GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司皆利士电脑版（广州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process制程说明制程说明制程说明制程说明 内层板完成蚀刻后需用碱液除去干