PCB制造流程及说明

PCB制造流程说明
PCB演变
11 PCB扮演角色
　　PCB功提供完成第层级构装组件必须电子电路零件接 合基组成具特定功模块成品PCB整电子产 品中扮演整合连结总成功角色时常电子产品功 障时先质疑PCB图11电子构装层级区分示意

12 PCB演变
　　1早1903年Mr Albert Hanson首创利线路(Circuit)观念应电话交换机系统金属箔予切割成线路导体黏着石蜡纸面样贴层石蜡纸成现PCB机构雏型见图12
　　 2 1936年Dr Paul Eisner真正发明PCB制作技术发表项专利日printetch (photo image transfer)技术袭发明

13 PCB种类制法
　　材料层次制程样化适 合 电子产品特殊需求 纳通区办法简单介绍PCB分类制造方 法

131 PCB种类
　　A 材质分
　　　 a 机材质
　　　 酚醛树脂玻璃纤维环氧树脂PolyamideBTEpoxy等皆属
　　　 b 机材质
　　　 铝Copper Invercopperceramic等皆属取散热功
　　B 成品软硬区分
　　　 a 硬板 Rigid PCB
　　　 b软板 Flexible PCB 见图13
　　　 c软硬板 RigidFlex PCB 见图14
　　C 结构分
　　　 a单面板 见图15
　　　 b双面板 见图16
　　　 c层板 见图17
　　D 途分：通信耗性电子军计算机半导体电测板…见图18 BGA
　　　 种射出成型立体PCB少介绍

132制造方法介绍
　　A 减法流程见图19
　　B 加成法分半加成全加成法见图110 111
　　C 尚应IC封装变革延伸出先进制程光盘仅提详加介绍许尚属机密易取者成熟度尚够 光盘传统负片层板制程轴深入浅出介绍制程辅先进技术观念探讨未PCB走势
二制前准备

21前言

　　台湾PCB产业属性ＯＥＭ受客户委托制作空板（Bare Board）已美国PCB Shop包括线路设计空板制作装配(Assembly)TurnKey业务前客户提供原始数Drawing Artwork Specification手动翻片排版带等作业进行制作年电子产品日趋轻薄短PCB制造面挑战（1）薄板（2）高密度（3）高性（4）高速 ( 5 ) 产品周期缩短（6）降低成等灯桌笔刀贴图相机做制前工具现计算机工作软件激光绘图机取代手工排版者需MicroModifier修正尺寸等费时耗工作业天CAM(Computer Aided Manufacturing)工作员取客户设计资料时设计规DFM(Design For Manufacturing)动排版变化生产条件时output 钻孔成型测试治具等资料


22相关名词定义解说


A Gerber file

　　PCB CAD软件输出数文件做光绘图语言1960年代家名Gerber Scientific（现Gerber System）专业做绘图机美国公司发展出格式尔二十年行销世界四十国家CAD系统发展格式作Output Data直接输入绘图机绘出DrawingFilmGerber Format成电子业界公认标准

B RS274D

　　Gerber Format正式名称正确称呼EIA STANDARD RS274D(Electronic Industries Association)两组成：1Function Code：G codes D codes M codes 等2Coordinate data：定义图（imaging）

C RS274X

　　RS274D延伸版RS274DCode 外包括RS274X Parameters称整extended Gerber format两字母组合定义绘图程特性

D IPC350

　　IPC350IPC发展出套neutral format容易PCB CADCAM产生然系统PCB SHOP 产生NC Drill ProgramNetlist直接输入Laser Plotter绘制底片

E Laser Plotter

　　见图21输入Gerber formatIPC 350 format绘制Artwork

F Aperture List and DCodes

　　见表 21 图22举简单实例说明两者关系 Aperture定义见图21




23制前设计流程：
231客户必须提供数：

　　电子厂装配工厂委托PCB SHOP生产空板（Bare Board）时必须提供列数供制作见表料号数表供制前设计
　　
表数必备项目时客户会提供片样品 份零件图份保证书（保证制程中原物料耗料等含某毒物质）等额外数厂商须行判断重性免误商机

232 资料审查

　　面数制前设计工程师接进行工作程序重点述

　A 审查客户产品规格否厂制程力审查项目见承接料号制程力检查表

　B原物料需求（BOMBill of Material）
　　根述资料审查分析BOM展开决定原物料厂牌种类规格原物料包括：基板（Laminate）胶片（Prepreg）铜箔（Copper foil）防焊油墨（Solder Mask）文字油墨（Legend）等外客户Finish规定影响流程选择然会物料需求规格例：软硬金喷钖OSP等
　　表纳客户规范中影响原物料选择素

　C 述属新数审查 审查完毕进行样品制作旧资料须Check户ECO (Engineering Change Order) 进行审查

　D排版

　　排版尺寸选择影响该料号获利率基板原料成（排版佳化减少板材浪费）适排版提高生产力降低良率

　　工厂认固定某工作尺寸符合生产力原物料成增加列考虑方：

般制作成直间接原物料约占总成30~60包含基板胶片铜箔防焊干膜钻头重金属（铜钖铅）化学耗品等原物料耗直接排版尺寸恰否关系部份电子厂做线路Layout时会做连片设计装配时高生产力PCB工厂制前设计员应客户密切沟通连片Layout尺寸排版成工作PANEL时佳利率计算恰排版须考虑素

　　a基材裁切少刀数率（裁切方式磨边处理须考虑进）

　　b铜箔胶片干膜尺寸工作PANEL尺寸须搭配良免浪费

　　c连片时piece间尺寸板边留做工具位系统尺寸

　　d制程尺寸限制效工作区尺寸

　　e产品结构制作流程排版限制例金手指板排版间距须较方考量测试治具测试次序规定样 较工作尺寸符合较生产力原物料成增加设备制程力需提升取衡点设计准工程师验相重

233 着手设计

数检核齐全开始分工设计：

　A 流程决定(Flow Chart) 数审查分析确认设计工程师决定适切流程步骤 传统层板制作流程分作两部分层制作外层制作图标种代 表性流程供参考见图23 图24

　B CADCAM作业

　　a Gerber Data 输入CAM系统时须aperturesshapes定义目前PCB CAM系统接受IPC350格式部份CAM系统产生外型NC Routing 档般PCB Layout设计软件会产生文件 部份专业软件独立配合NC Router设定参数直接输出程序

　 　Shapes 种类圆正方长方较复杂形状层thermal pad等着手设计时Aperture codeshapes关连先定义清楚否法进行面系列设计

　　b 设计时Check list
　　　check list审查知道该制作料号良率成预估

　　c Working Panel排版注意事项：

　　－PCB Layout工程师设计时协助提醒注意某事项会做辅助记号做参考必须进入排版前表列举数项目影响

　　－排版尺寸选择影响该料号获利率基板原料成（排版佳化减少板材浪费）适排版提高生产力降低良率

　　工厂认固定某工作尺寸符合生产力原物料成增加列考虑方：

般制作成直间接原物料约占总成30~60包含基板胶片铜箔防焊干膜钻头重金属（铜钖铅金）化学耗品等原物料耗直接排版尺寸恰否关系部份电子厂做线路Layout时会做连片设计装配时高生产力PCB工厂制前设计员应客户密切沟通连片Layout尺寸排版成工作PANEL时佳利率计算恰排版须考虑素

　　1基材裁切少刀数率（裁切方式磨边处理须考虑进）

　　2铜箔胶片干膜尺寸工作PANEL尺寸须搭配良免浪费

　　3连片时piece间尺寸板边留做工具位系统尺寸

　　4制程尺寸限制效工作区尺寸

　　5产品结构制作流程排版限制例金手指板排版间距须较方考量测试治具测试次序规定样

　　较工作尺寸符合较生产力原物料成增加设备制程力需提升取衡点设计准工程师验相重

　　－进行working Panel排版程中尚须考虑列事项制程畅表排版注意事项

　　d 底片程序：

　　－底片Artwork CAM系统编辑排版完成配合DCode档案雷射绘图机（Laser Plotter）绘出底片须绘制底片外层线路外层防焊文字底片

　　线路密度愈愈高容差求越越严谨底片尺寸控制目前PCB厂课题表传统底片玻璃底片较表玻璃底片例已提高趋势底片制造商积极研究代材料尺寸安定性更例干式做法铋金属底片

　　般保存传统底片应注意事项：

　　1环境温度相温度控制

　　2全新底片取出前置适应时间

　　3取传递保存方式

　　4置放操作区域清洁度

　　－程序

　　含二次孔钻孔程序外形Routing程序中NC Routing程序般须行处理

　　e DFM－Design for manufacturing PCB layout 工程师半太解PCB制作流程制程需注意事项Layout线路时仅考虑电性逻辑尺寸等甚少顾PCB制前设计工程师必须生产力良率等考量修正线路特性圆形接线PAD修正成泪滴状见图25制程中PAD孔位准时尚维持垫环宽度

　　制前工程师修正时会影响客户产品特性甚性谨慎PCB厂必须套针厂制程特性编辑规范改善产品良率提升生产力外做PCB线路Layout员沟通语言见图26

C Tooling

　　 指AOI电测Netlist檔AOICAD reference文件产生AOI系统接受数含容差电测Net list档制作电测治具Fixture



24 结语

　　颇公司制前设计工作重视程度制程观念定改着电子产品演变PCB制作技术层次愈困难愈须游客户做密切沟通现已方工作做表示组装产品没问题产品环境 材料物化性 线路Layout电性 PCB信赖性等会影响产品功发挥软件硬件功设计进展观念突破行
三 基板

　　印刷电路板铜箔基板（ Copperclad Laminate 简称CCL ）做原料制造电器电子重机构组件事电路板游业者必须基板解种类基板制造出种产品 优劣点选择适基板表31简单列出基板适场合
　　 基板工业种材料基础工业 介电层（树脂 Resin 玻璃纤维 Glass fiber ）高纯度导体 (铜箔 Copper foil )二者构成复合材料（ Composite material）牵涉理实务输电路板身制作 针二组成做深入浅出探讨

31介电层　
311树脂 Resin
3111前言 　　
　　 目前已线路板树脂类酚醛树脂（ Phonetic ）环氧树脂（ Epoxy ）聚亚醯胺树脂（ Polyamide ）聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene简称PTFE称TEFLON）B三氮 树脂（Bismaleimide Triazine 简称 BT ）等皆热固型树脂（Thermosetted Plastic Resin）

3112 酚醛树脂 Phenolic Resin

　　 类早开发成功商业化聚合物液态酚（phenol）液态甲醛（ Formaldehyde 俗称Formalin ）两种便宜化学品 酸性碱性催化条件发生立体架桥（ Crosslinkage ）连续反应硬化成固态合成材料反应化学式见图31
　　 1910 年家 Bakelite 公司加入帆布纤维做成种坚硬强固绝缘性材料称 Bakelite俗名电木板尿素板
　　 美国电子制造业协会(NEMANationl Electrical Manufacturers Association) 组合冠编号代字业者广 现酚醛树脂产品代字列表表 NEMA 酚醛树脂板分类代码
　　表中纸质基板代字第 X 表示机械性途第二 X 表示电性途 第三 X 表示线电波高湿度场 P 表示需加热板子（ Punchable ）否材料会破裂 C 表示冷加工（ cold punchable ）FR 表示树脂中加易着火物质基板难燃 (Flame Retardent) 抗燃(Flame resistance) 性
　　 纸质板中畅销XXXPCFR2．前者温度25 ℃ 厚度062in制成型方便者组合前完全相树脂中加三氧化二锑增加难燃性介绍较常纸质基板特殊途

A 常纸质基板
　 a XPC Grade：通常应低电压低电流会引起火源消费性电子产品 玩具手提收音机电话机计算器遥控器钟表等等UL94XPC Grade 求须达HB难燃等级
　 b FR1 Grade：电气性难燃性优XPC Grade广泛电流电压XPC Grade稍高电器品彩色电视机监视器VTR家庭音响洗衣机吸尘器等等UL94求FR1难燃性V0V1V2等级三种等级板材价位差异考虑安全起见目前电器界全采V0级板材
　 c FR2 Grade：FR1较电气性求稍高外物性没特处年纸质基板业者努力研究改进FR1技术FR1FR2性质界线已渐模糊FR2等级板材久会偏高价格素FR1 取代

B 特殊途：
　 a 铜镀通孔纸质基板
　　 目计划取代部份物性求高FR4板材便降低PCB成
　 b 银贯孔纸质基板
　　 时流行取代部份物性求高FR4作通孔板材银贯孔 纸质基板印刷电路板两面线路导通直接印刷方式银胶
(Silver Paste) 涂布孔壁高温硬化成导通体般FR4板材铜镀通 孔需活化化学铜电镀铜锡铅等繁杂手续
　 b1 基板材质
　 　1) 尺寸安定性：
　　　 留意XY轴(纤维方横方)外更注意Z轴(板材厚度方)热胀冷缩加热减量素容易造成银胶导体断裂
　　 2) 电气吸水性： 许绝缘体吸湿状态降低绝缘性致提供金属电位差趋动力 发生移行现象FR4尺寸安性电气性吸水性方面FR1XPC 佳生产银贯孔印刷电路板时选特制FR1XPC纸质基板 板材
　 b2 导体材质
　　 1) 导体材质 银碳墨贯孔印刷电路导电方式利银石墨微粒镶嵌聚合体 藉微粒接触导电铜镀通孔印刷电路板铜身连贯 结晶体产生非常畅导电性
　　 2) 延展性：
　　　 铜镀通孔铜种连续性结晶体非常良延展性会银 碳墨胶热胀冷缩时容易发生界面分离降低导电度
　　 3) 移行性：
　　　 银铜金属材质容易发性氧化原作造成锈化移行现象 电位差银铜电位差趋动力容易发生银迁移(Silver Migration)
　 c 碳墨贯孔(Carbon Through Hole)纸质基板
　　 碳墨胶油墨中石墨具银移行特性石墨担角色仅仅作简 单讯号传递者PCB业界积层板碳墨胶基材密着性翘 曲度外没特求石墨良耐磨性Carbon Paste早期 应取代Key Pad金手指镀金延伸扮演跳线功 碳墨贯孔印刷电路板负载电流通常设计低业界采XPC 等级厚度方面考虑轻薄短印刷贯孔性素常通选 081012mm厚板材
　 d 室温孔纸质基板 特征纸质基板表面温度约40℃作Pitch178mmIC密 集孔模孔间会发生裂痕减低模时纸质基板冷造成线 路精准度偏差该类纸质基板非常适细线路面积印刷电路板
　 e 抗漏电压(AntiTrack)纸质基板 类生活越趋精致物品求越讲短轻薄印刷电路板 线路设计越密集线距越高功性求电流负载变 线路间容易发生电弧破坏基材绝缘性造成漏电纸质基板 业界解决该类问题供应采特殊背胶铜箔制成抗漏电压 纸质基板

212 环氧树脂 Epoxy Resin

　　目前印刷线路板业途广底材液态时称清漆称立水（Varnish) 称 Astage 玻璃布浸胶半干成胶片高温软化液化呈现黏着性双面基板制作层板压合称 Bstage prepreg 压合硬化法回复终状态称 Cstage

2121传统环氧树脂组成性质

　　基板环氧树脂单体Bisphenol A Epichlorohydrin dicy 做架桥剂形成聚合物通燃性试验(Flammability test) 述液态树脂TetrabromoBisphenol A 反应成熟知FR4 传统环氧树脂现产品成份列

单体 Bisphenol A Epichlorohydrin
架桥剂(硬化剂) 双氰 Dicyandiamide简称Dicy
速化剂 (Accelerator)BenzylDimethylamine ( BDMA ) 2 Methylimidazole ( 2MI )
溶剂 Ethylene glycol monomethy ether( EGMME ) Dimethy formamide (DMF) 稀释剂 Acetone MEK
填充剂(Additive) 碳酸钙硅化物 氢氧化铝 化物等增加难燃效果 填充剂调整Tg

A 单体低分子量树脂
　　 典型传统树脂般称双功环气树脂 ( Difunctional Epoxy Resin)见图32 达安全目特树脂分子结构中加入溴原子产生部份碳溴结合呈现难燃效果说出现燃烧条件环境时容易点燃万已点燃燃烧环境消失熄灭继续延烧见图33种难燃材炓 NEMA 规范中称 FR4(含溴树脂 NEMA 规范中称 G10) 种含溴环氧树脂优点介电常数低铜箔附着力强玻璃纤维结合挠性强度错等

B 架桥剂(硬化剂)
　　 环氧树脂架桥剂Dicey种隐性 (latent) 催化剂 高温160℃发挥架桥作常温中安定层板 Bstage 胶片致法储存 Dicey缺点少 第吸水性 (Hygroscopicity)第二缺点难溶性溶掉然难液态树脂中发挥作早期基板商解游电路板装配工业问题时 dicey 磨细溶掉部份混底材中长时间聚集吸水会发生针状结晶 造成许爆板问题然现基板制造商清处严重性已改善点

C 速化剂
　　加速 epoxy dicey 间架桥反应 常两种BDMA 2MI

D Tg 玻璃态转化温度
　　 高分子聚合物温度逐渐升导致物理性质渐起变化常温时定形部份结晶坚硬脆性玻璃般物质转成种黏滞度非常高柔软橡皮般种状态传统 FR4 Tg 约115120℃间已年年电子产品种性求愈愈高材料特性求日益严苛抗湿性抗化性抗溶剂性抗热性 尺寸安定性等求改进适应更广泛途 性质树脂 Tg 关 Tg 提高述种性质然变例 Tg 提高 a耐热性增强 基板 X Y 方膨胀减少板子受热铜线路基材间附着力致减弱太线路较附着力 b Z 方膨胀减通孔孔壁受热易底材拉断c Tg 增高树脂中架桥密度必定提高更抗水性防溶剂性板子受热易发生白点织纹显露更强度介电性尺寸安定性动插装表面装配严格求更重年提高环氧树脂 Tg 基板材追求务

E FR4 难燃性环氧树脂
　　 传统环氧树脂遇高温着火外素予扑灭时 会停直燃烧直分子中碳氢氧氮燃烧完毕止分子中溴取代氢位置 燃碳氢键化合物部份改换成燃碳溴键化合物降低燃性种加溴树脂难燃性然增强降低树脂铜皮玻璃间黏着力万着火更会放出剧毒溴气会带良果

3122高性环氧树脂(Multifunctional Epoxy)
　　 传统 FR4 日高性线路板言已力心 种树脂原环氧树脂混合提升基板种性质

　A Novolac
　　 早引进酚醛树脂中种 Novolac 者 Novolac 环氧氯丙烷形成酯类称 Epoxy Novolacs见图34反应式 种聚合物混入 FR4 树脂 改善抗水性抗化性尺寸安定性 Tg 提高缺点酚醛树脂身硬度脆性高易钻头加抗化性力增强钻孔造成胶渣 (Smear) 易造成层板PTH制程困扰

　B Tetrafunctional Epoxy
　　 种常添加 FR4 中谓 四功环氧树脂 (Tetrafunctional Epoxy Resin )传统 双功 环氧树脂处具立体空间架桥 见图35Tg 较高抗较差热环境抗溶剂性抗化性抗湿性尺寸安定性会发生 Novolac样缺点早美国家 Polyclad 基板厂引进四功起 Novolac种优点更均匀混合保持层板胶渣方便起见种四功基板钻孔烤箱中 160 ℃烤 24 时 孔壁露出树脂产生氧化作氧化树脂较容易蚀增加树脂进步架桥聚合制程帮助脆性关系 钻孔特注意

　　述两种添加树脂法溴化加入般FR4中会降低难燃性

3123 聚亚醯胺树脂 Polyimide(PI)

A 成份
　　 Bismaleimide Methylene Dianiline 反应成聚合物见图36

B 优点
　　 电路板温度适应会愈愈重某特殊高温途板子已非环氧树脂胜传统式 FR4 Tg 约 120℃ 左右高功 FR4 达 180190 ℃起聚亚醯胺 260 ℃ 段距离PI高温表现良性质良挠性铜箔抗撕强度抗化性介电性尺寸安定性皆远优 FR4钻孔时容易产生胶渣层孔壁接通性然 FR4 耐热性良尺寸变化甚少X Y方变化言细线路更利致膨胀太降低铜皮间附着力 Z
方言减少孔壁铜层断裂机会

C 缺点
　　 a易进行溴化反应易达 UL94 V0 难燃求
　　 b种树脂身层层间铜箔间黏着力较差环氧树脂强挠性较差
　　 c常温时表现佳吸湿性 (Hygroscopic) 黏着性延性差
　　 d立水(Varnish称生胶水液态树脂称)中溶剂沸点较高易赶完容易产生高温分层现象流动性压合易填 满死角
　　 e目前价格然非常昂贵约 FR4 23倍军板 Rigid Flex 板起

　　美军规范MILP13949H中 聚亚醯胺树脂基板代号GI

3124 聚四氟乙烯 (PTFE)

　　全名 Polyterafluoroethylene 分子式见图37 抽丝作PTFE纤维商品名 Teflon 铁弗龙 特点阻抗高 (Impedance) 高频微波 (microwave) 通信途法取代美军规范赋 GTGX GY 三种材料代字皆玻纤补强type商基板3M 公司制目前种材料尚法量投入生产原
A PTFE 树脂玻璃纤维间附着力问题 树脂难渗入玻璃束中抗化性特强许湿式制程中法反应活化做镀通孔时铜孔壁法固着底材难通 MILP55110E 中 4844 固着强度试验 玻璃束未树脂填满容易做镀通孔时造成玻璃中渗铜 (Wicking) 出现影响板子信赖度
B 四氟乙烯材料分子结构非常强劲法般机械化学法加攻击 做蚀回时电浆法
C Tg 低 19 度 c 常温时呈挠性 线路附着力尺寸安定性

表四种树脂制造基板性质较

3125 BTEPOXY树脂

　　BT树脂种热固型树脂日三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co)1980年研制成功BismaleimideTrigzine Resin monomer二者反应聚合成反应式见图38BT树脂通常环氧树脂混合制成基板

A 优点
　　 a Tg点高达180℃耐热性非常BT作成板材铜箔抗撕强度(peel Strength)挠性强度非常理想钻孔胶渣(Smear)甚少
　　 b 进行难燃处理达UL94V0求
　　 c 介质常数散逸子高频高速传输电路板非常利
　　 d 耐化性抗溶剂性良
　　 e 绝缘性佳

B 应
　　 a COB设计电路板 wire bonding程高温会板子表面变软致线失败 BTEPOXY高性板材克服点
　　 b BGA PGA MCMLs等半导体封装载板 半导体封装测试中两重常见问题漏电现象称 CAF(Conductive Anodic Filament)爆米花现象(受湿气高温 击)两点BTEPOXY板材避免

3126 Cyanate Ester Resin

　　1970年开始应PCB基材目前Chiba Geigy制作类树脂反应式图39

A 优点
　　 a Tg达250℃非常厚层板
　　 b 极低介电常数(25~31)应高速产品

B 问题
　　 a 硬化脆度高
　　 b 湿度敏感甚水起反应

312玻璃纤维
3121前言

　　玻璃纤维(Fiberglass)PCB基板中功作补强材料基板补强材料尚种纸质基板纸材 Kelvar(Polyamide聚醯胺)纤维石英(Quartz)纤维节仅讨宗玻璃纤维
　　 玻璃(Glass)身种混合物组成见表机物高温融熔合成抽丝冷成种非结晶结构坚硬物体物质已数千年历史做成纤维状追溯17世纪真正量做商产品OwenIllinoisCorning Glass Works两家公司研究努力组合成OwensCorning Fiberglas Corporation1939年正式生产制造

3122 玻璃纤维布

　　玻璃纤维制成分两种种连续式(Continuous)纤维种连续式(discontinuous)纤维前者织成玻璃布(Fabric)者做成片状玻璃席(Mat)FR4等基材前者CEM3基材采者玻璃席

A 玻璃纤维特性
　　 原始融熔态玻璃组成成份会影响玻璃纤维特性组成呈现差异表中详细区独特应处组成(见表)玻璃等级分四种商品：A级高碱性C级抗化性E级电子途S级高强度电路板中E级玻璃介电性质优三种

　　－玻璃纤维特性述：
　　　 a高强度：纺织纤维较玻璃极高强度某应强度重量甚超铁丝
　　　 b抗热火：玻璃纤维机物会燃烧
　　　 c抗化性：耐部份化学品霉菌细菌渗入昆虫功击
　　　 d防潮：玻璃吸水潮湿环境然保持机械强度
　　　 e热性质：玻纤低熬线性膨胀系数高热导系数高温环境极佳表现
　　　 f电性：玻璃纤维导电性绝缘物质选择

　　PCB基材选择E级玻璃非常优秀抗水性非常潮湿恶劣环境然保非常电性物性尺寸稳定度

　　－玻纤布制作：
　　　 玻璃纤维布制作系列专业投资全额庞制程章略谈．

32 铜箔(copper foil)

　　早期线路设计粗粗宽宽厚度求挑剔演变日线宽34mil甚更细(现国已工厂开发1 mil线宽)电阻求严苛抗撕强度表面Profile等详加规定铜箔发展现况驱势必须进步解

321传统铜箔

3211辗轧法 (Rolledor Wrought Method)

　　铜块次辗轧制作成辗出宽度受技术限制难达标准尺寸基板求 (3 呎*4呎) 容易辗制程中造成报废表面粗糙度够树脂结合力较制造程中受应力需做热处理回火轫化(Heat treatment or Annealing)成较高

A 优点
　　 a 延展性Ductility高FPC动态环境信赖度极佳
　　 b 低表面棱线Lowprofile SurfaceMicrowave电子应利基

B 缺点
　　 a 基材附着力
　　 b 成较高
　　 c 技术问题宽度受限

3212 电镀法 (Electrodeposited Method)

　　常基板铜箔ED铜利种废弃电线电缆熔解成硫酸铜镀液殊特深入型镀槽中阴阳极距非常短非常高速度动镀液 600 ASF 高电流密度柱状 (Columnar) 结晶铜层镀表面非常光滑钝化 (passivated) 锈钢桶状转胴轮
(Drum)钝化处理锈钢胴轮铜层附着力镀面转轮撕镀连续铜层转轮速度电流密度厚度铜箔贴转胴光滑铜箔表面称光面(Drum side ) 面镀液粗糙结晶表面称毛面 (Matte side) 种铜箔
A 优点
　　 a 价格便宜
　　 b 种尺寸厚度

B 缺点
　　 a 延展性差
　　 b 应力极高法挠曲容易折断

3213 厚度单位

　　般生产铜箔业者计算成 方便订价方呎重量做厚度计算单位 10 Ounce (oz)定义方呎面积单面覆盖铜箔重量1 oz (2835g)铜层厚度单位换算 35 微米 (micron)135 mil 般厚度1 oz 12 oz超薄铜箔达 14 oz更低

322 新式铜箔介绍研发方
3221 超薄铜箔 　　

　　般说薄铜箔指 05 oz (175 micron ) 表三种厚度称超薄铜箔
　　 38 oz 身太薄容易操作需加载体 (Carrier) 做种操作(称复合式copper foil)否容易造成损伤载体两类类传统 ED 铜箔载体厚约21 mil类载体铝箔厚度约3 mil两者前须载体撕离
　　 超薄铜箔易克服问题 针孔 疏孔 (Porosity)厚度太薄电镀时法疏孔完全填满补救道降低电流密度结晶变细 细线路尤5 mil更需超薄铜箔减少蚀刻时蚀侧蚀

3222 辗轧铜箔

　　薄铜箔超细线路言导体绝缘基材间接触面非常狭耐住二者间热膨胀系数巨差异维持足够附着力完全赖铜箔毛面粗化处理够高速镀铜箔结晶结构粗糙高温焊接时容易造成 XY 断裂项难解决问题辗轧铜箔细晶外项长处应力低 (Stress)ED 铜箔应力高线路板业者镀次铜二次铜应力没高造成二者温度变化时细线容易断制辗轧铜箔解决途成考量Grade 2EType highductilityGrade 2EType HTE铜箔种选择 国际制造铜箔厂致力开发ED细晶产品解决问题　

3223 铜箔表面处理

A 传统处理法
　　 ED铜箔Drum撕会继续面处理步骤：
　　 a Bonding Stage－粗面(Matte Side)高电流极短时间快速镀铜 长相瘤称瘤化处理Nodulization目增加表面积厚度约 2000~4000A
　　b Thermal barrier treatments瘤化完成镀层黄铜(BrassGould 公司专利称JTC处理)锌(ZincYates公司专利称TW处理) 镀镍处理作做耐热层树脂中Dicy高温时会攻击铜面 生成胺类水份旦生水份时会导致附着力降底层作防止 述反应发生厚度约500~1000A
　　 c Stabilization－耐热处理进行铬化处理(Chromation)光面 粗面时进行做防污防锈作称钝化处理(passivation)抗氧化 处理(antioxidant)

B新式处理法
　　 a 两面处理(Double treatment)指光面粗面皆做粗化处理严格说法 应20年历史日降低层板COST者渐． 光面进行述传统处理方式应层基板省掉压 膜前铜面理处理黑棕化步骤 美国家Polyclad铜箔基板公司发展出种处理方式称DST 铜箔处理方式异曲工妙该法光面做粗化处理该面压 胶片做成基板铜面粗面制帮助
　　 b 硅化处理(Low profile) 传统铜箔粗面处理Tooth Profile (棱线) 粗糙度 (波峰波谷)利细 线路制造( 影响just etch时间造成overetch)必须设法降低棱线 高度述PolycladDST铜箔光面做做处理改善问题 外种机硅处理（Organic Silane Treatment）加入传统处理 方式效果时产生种化学键附着力帮助

333 铜箔分类

　　 IPCCF150 铜箔分两类型TYPE E 表电镀铜箔TYPE W 表辗轧铜箔分成八等级 class 1 class 4 电镀铜箔class 5 class 8 辗轧铜箔现型级代号分列表

34 PP(胶片 Prepreg)制作

　　Prepregpreimpregnated缩写意指玻璃纤维纤维浸含树脂部份聚合称树脂时BstagePrepreg称Bonding sheet

341胶片制作流程

342制程品

　　制造程中须定距离做Gel time Resin flow Resin Content测试须做Volatile成份Dicy成份分析确保品质稳定

343 储放条件寿命

　　部份EPOXY系统储放温度求5℃寿命约3~6月储放超出时间须取出做332种分析判定否厂牌prepreg参提供
Data sheet做作业时

344常见胶片种类胶含量Cruing厚度关系见表

34基板现未

　　趋基板断演进两趋动力(Driving Force)极化(Miniaturization)高速化(高频化)

341极化

　　分行动电话PDAPC卡汽车定位卫星通信等系统 美国尖端科技领先国家半导体工业协会预估ChipPackage 方面未演变见表(a)(b)知基板面挑战颇艰辛

342高频化

　　计算机演进出CPU世代交速度愈愈快消费者应接应 暇然众言事PCB制作进步挑戢高频化 须基材更低DkDf值 表纳出PCB特性现未演变指标
四层制作检验

41 制程目

　　三层板产品称层板传统双面板配合零件密集装配限板面法安置零组件衍生出量线路层板发展加美国联邦通讯委员会(FCC)宣布1984年10月市电器产品涉电传通讯者参网络联机者皆必须做接消干扰影响板面面积够pcb layout接电压二功铜面移入层造成四层板瞬间量兴起延伸阻抗控制求原四层板升级六层板然高层次层板高密度装配日见增章探讨层板层制作注意事宜

42 制作流程

　　产品现三种流程
A Print and Etch
　　发料→位孔→铜面处理→影转移→蚀刻→剥膜
B Postetch Punch
　　 发料→铜面处理→影转移→蚀刻→剥膜→工具孔
C Drill and Panelplate
　　 发料→钻孔→通孔→电镀→影转移→蚀刻→剥膜

　　述三种制程中第三种埋孔(buried hole)设计时流程20章介绍章探讨第二种
( Postetch Punch)制程－高层次板子较普遍流程

420发料

　　发料制前设计规划工作尺寸BOM裁切基材单纯步骤点须注意：
　　 A 裁切方式会影响料尺寸
　　 B 磨边圆角考量影响影转移良率制程
　　 C 方致纬纬
　　 D 制程前烘烤尺寸安定性考量

421 铜面处理

　　印刷电路板制程中step铜面清洁粗化效果关系着 制程成败似简单实里面学问颇

A 须铜面处理制程
　　 a 干膜压膜
　　 b 层氧化处理前
　　 c 钻孔
　　 d 化学铜前
　　 e 镀铜前
　　 f 绿漆前
　　 g 喷锡(焊垫处理流程)前
　　 h 金手指镀镍前
　　节针a c f g 等制程探讨处理方式(余皆属制程动化中部 份必独立出)

B 处理方法 现行铜面处理方式分三种：
　　 a 刷磨法(Brush)
　　 b 喷砂法(Pumice)
　　 c 化学法(Microetch)
　　做三法介绍

C 刷磨法
　　 刷磨动作机构见图41示
　　 表41铜面刷磨法较表
　　 注意事项
　　　 a 刷轮效长度需均匀 否易造成刷轮表面高低均
　　　 b 须做刷痕实验确定刷深均匀性
　　　优点
　　　　 a 成低
　　　　 b 制程简单弹性
　　　 缺点
　　　　 a 薄板细线路板易进行
　　　　 b 基材拉长适层薄板
　　　　 c 刷痕深时易造成DF附着易渗镀
　　　　 d 残胶潜

D喷砂法
　　 材质细石(俗称pumice)研磨材料
　　 优点：
　　　 a 表面粗糙均匀程度较刷磨方式
　　　 b 尺寸安定性较
　　　 c 薄板细线
　　 缺点：
　　　 a Pumice容易沾留板面
　　　 b 机器维护易

E 化学法(微蚀法)
　　 化学法种选择见表

F结纶
　　 种铜面处理方式厂应产品层次制程力评估定预知化学处理法会更普遍细线薄板例愈愈高

422 影转移
4221印刷法

A 前言

　　电路板起源目前高密度设计直丝网印刷(Silk Screen Printing)－网版印刷直接密切关系称印刷电路板目前量应电路板外电子工业尚厚膜(Thick Film)混成电路(Hybrid Circuit)芯片电阻(Chip Resist )表面黏装(Surface Mounting)锡膏印刷等优应
　　 年电路板高密度高精度求印刷方法已法达规格需求应范围渐缩干膜法已取代部分影转移制作方式列目前尚印刷法cover制程
　　　 a 单面板线路防焊 ( 量产动印刷)
　　　 b单面板碳墨银胶 c双面板线路防焊
　　　 d湿膜印刷
　　　 e层铜面
　　　 f文字
　　　 g剥胶(Peelable ink)
　　 外印刷技术员培养困难工资高干膜法成逐渐降低两者消长明显

B 丝网印刷法(Screen Printing)简介

　　丝网印刷中重基原素网材网版乳剂曝光机印刷机刮刀油墨烤箱等逐简单介绍

　　　 a 网布材料
　　　　 (1) 材质分丝绢(silk)尼龙(nylon)聚酯(Polyester称特龙)锈钢等电路板常者三者
　　　　 (2) 编织法常单丝织法 Plain Weave
　　　　 (3) 网目数(mesh)网布厚度(thickness)线径(diameter)开口(opening)关系
　　　　见表常锈钢网布诸元素

　　　　开口见图42示
　　　　网目数inchcm中开口数
　　　　线径 网布织丝直径 网布
　　　　厚度厚度规格六Slight(S)Medium(M)Thick(T)Half heavy duty(H)Heavy duty(HD)Super heavy duty(SHD)
　　　　图42显示印刷程网布元素扮演角色

　　　 b网版(Stencil)种类 　
　　　　 (1)直接网版(Direct Stencil) 　　
　　　　　　 感光乳胶调配均匀直接涂布网布烘干连框放置曝光设备台 面覆原稿底片抽真空密接感光显成印刷网 版通常乳胶涂布少次视印刷厚度定法网版耐安定性高 量生产制作慢太厚时厚薄均产生解良 　　
　　　　 (2)间接网版(Indirect Stencil) 　　
　　　　　　 感光版膜曝光显方式原始底片图形转移然已图 形版膜贴网面冷风干燥撕透明载体护膜成间接性网版 厚度均匀分辨率制作快样品量产

　　　c 油墨
　　　　 油墨分类种方式
　　　　 (1)组成份分单液双液型
　　　　 (2)烘烤方式分蒸发干燥型化学反应型紫外线硬化型(UV)
　　　　 (3)途分抗蚀抗镀防焊文字导电塞孔油墨 制程选种油墨须视厂相关制程种类评估碱性蚀刻酸性蚀刻 选择抗蚀油墨考虑方样

　　　d 印刷作业
　　　　 网版印刷目前三种方式手印半动印全动印刷 手印机须印刷熟 手操作弹性快速选择尤样品制作较工厂协力厂少采 手印 半动印loadingunloading工操作外印刷动作机器代劳 位工操作谓34机印意指loading采动印工放入 Rack中 全动印刷loadingunloading位印刷作业动位 方式边 pinningccd三种 针素加解说
　　　 (1) 张力
　　　　　　张力直接影响位印刷程中网布断拉扯 新网张力求非 常重般张力测试量五点四角中间
　　　 (2) 刮刀Squeege
　　　　　　刮刀选择考量三
　　　　　　第材料常者聚氨酯类(Polyurethane简称PU)
　　　　　　第二刮刀硬度电路板Shore A硬度值60度－80度者坦基 板铜面线路阻剂印刷70－80度 已线路起伏板面印 绿漆文字需较软60－70度
　　　　　　第三点刮刀长度须图案宽度侧长出34－1吋左右 刮刀段时间锐利直角会变圆网布接触面积增 法印出边缘毕直细条需刮刀重新磨利行需刮刀刃线 出现缺口否会造成印刷缺陷
　　　 (3) 位试印
　　　　　　－步骤三定位pin固定印刷机台面调整网版离板间隙(Off Contact Distance)( 指版膜基板铜面距离应保持2mm－5mm做网布弹回应距离 )然覆墨试印准做微调
　　　　　　－动印刷作业边 pinningccd等方式位产量适合 极量单机种生产
　　　 (4) 烘烤
　　　　　　制程会选择油墨 烘烤条件完全样须follow厂商提供 data sheet厂制程条件差异加modify般油墨组成 烘烤方式风干UVIR等．烤箱须注意换气循环温控时控等
　　　 (5) 注意事项
　　　　　　机印手印皆注意列重点
　　　　　－括刀行进角度包括版面ｘｙ面角度 　　　
　　　　　－须须回墨 　　　
　　　　　－固定片数洗纸避免阴影 　　　
　　　　　－印板面保持清洁
　　　　　－印刷固定片数抽检片 check list 检验品质

4222干膜法

　　更详细制程解说请参读外层制作节层制作应注意事项加分析
　　 A 般压膜机(Laminator)01mm厚薄板成问题膜皱 注意
　　 B 曝光时注意真空度
　　 C 曝光机台坦度
　　 D 显影时Break point 维持50~70 温度30+_2须 auto dosing

423 蚀刻

　　现业界蚀刻化学药液种类常见者两种酸性氯化铜(CaCl2) 蚀刻液种碱性氨水蚀刻液 　
　　Ａ．两种化学药液较见表氨水蚀刻液& 氯化铜蚀刻液较
　　　　两种药液选择视影转移制程中Resist抗电镀抗蚀刻层制程中DF油墨作抗蚀刻部份选择酸性蚀刻外层制程中传统负片流程DF仅抗电镀蚀刻前会剥抗蚀刻层钖铅合金纯钖定碱性蚀刻液免伤抗蚀刻金属层

　　B．操作条件 见表两种蚀刻液操作条件

　　C 设备药液控制
　　　两种 Etchant 部份金属具腐蚀性蚀刻槽通常塑料 PVC (Poly Vinyl chloride)PP (Poly Propylene)唯金属 钛 (Ti)蚀刻品质－笔直线路侧壁(衡量标准蚀刻子 etching factor定义见图43)理观点相突 点变基观念快速度欲蚀刻铜表面接触愈 新鲜蚀刻液作蚀刻液Cu+浓度增高降低蚀刻速度须迅速补充 新液维持速度做良设备设计规划前必须先解分析蚀铜 程化学反应章层制作探讨酸性蚀刻碱性蚀刻第十章介 绍
　　　 a CuCl2酸性蚀刻反应程分析
　　　　铜三种氧化状态存原子形成Cu° 蓝色离子Cu++较常见 亚铜离子Cu+金属铜铜溶液中氧化溶解见面反应式（1）
　　　　　　 　Cu°+Cu++→2 Cu+ (1)
　　　　酸性蚀刻生系统Cu+氧化成Cu++蚀刻液更 金属铜咬蚀掉
　　　更详细反应机构说明
　　　 b 反应机构
　　　　直觉联想氯化铜酸性蚀刻液中Cu++ Cu+应CuCl2 CuCl存 事实非完全正确两者事实HCl形成庞错化物存 ：
　　　　　　　Cu° + 　H2CuCl4 +　2HCl →　2H2CuCl3 (2)
　　　　　　 金属铜　　 铜离子　　　　　　 亚铜离子
　　　　中H2CuCl4　实际　CuCl2　+ 2HCl
　　　　　 2H2CuCl3　　实际　CuCl　+ 2HCl
　　　　反应式(2)中知HCl消耗品(2)式已复杂两 反应式简式已
　　　　　 Cu°+ H2CuCl4 →　2H2CuCl3 + CuCl (溶) (3)
　　　　　 CuCl　+ 2HCl →　2H2CuCl3 (溶) (4)
　　　　式中产生CuCl沈淀会阻止蚀刻反应继续发生HCl存溶解 CuCl维持蚀刻进行出HCl氯化铜蚀刻中消耗品 蚀刻速度控制重化学品 　　
　　　　然增加HCl浓度加快蚀刻速度发生述缺点
　　　　 1 侧蚀 (undercut ) 增者etching factor降低
　　　　 2 补充药液氯化钠产生氯气体害
　　　　 3 补充氧化剂 (H2O2)攻击钛金属H2O2
　　　 c动监控添加系统 目前CuCl2酸性蚀铜水设备者半装置Auto dosing设备维持 蚀铜速率控制子五
　　　　 1 重
　　　　 2 HCl
　　　　 3 H2O2
　　　　 4 温度
　　　　 5 蚀刻速度

424 剥膜

　　剥膜pcb制程中两step会层线路蚀刻DF剥二 外层线路蚀刻前DF剥(外层制作负片制程)DF剥单纯简易 制程般皆联机水设备化学药液NaOHKOH浓 度1~3重量注意事项：
　　 A 硬化干膜溶液部份溶解部份剥成片状维持药液效果水洗彻底滤系统效非常重
　　 B 设备设计轻刷超音波搅拌确保剥膜彻底尤外层蚀刻 剥膜 线路边二次铜微微卡住干膜必须彻底剥免影响线路 品质溶液中加入BCS帮助溶解违环保体 害
　　 C 文献指K(钾)会攻击锡外层线路蚀刻前剥膜液选择须谨慎评 估剥膜液碱性水洗彻底否非常重层剥膜加 酸洗中防铜面氧化做氧化处理者

425位系统
4251传统方式

　　A 四层板层三明治方式23层底片事先准黏贴压条(层厚) 紧贴曝光台面压膜层放进二底片间 边进行曝光见图44
　　B 层先钻(6层)粗位工具孔(含位孔方孔板监测孔等) 双面曝光方式进行层线路制作两者位度坏影响成品良率极ML关键

4252蚀孔(post Etch Punch)方式

　　A Pin Lam理
　　　方法原理极简单层预先出4Slot孔见图45 包括底片 prepreq孔系统4SLOT孔相两组组称 防止套反SLOT孔置放圆PIN受温压会变形时 左右伸展中心变会应力产生冷压力释 放回复原尺寸颇佳位系统
　　B Mass Lam System
　　　观念Multiline发展出蚀孔式PPS系统作业重点：
　　　 1透CAM工作底片长方边缘处做两光学靶点(Optical Target)四 角落pads见图46
　　　 2底片仔细准固定三明治做法做曝光显影蚀刻 剥膜等步骤
　　　 3蚀刻已两光学靶点层板放进Optiline PE机器CCD瞄准 该光学靶点厂行设定出板边4Slot孔图形工具孔 图47
　　　 4圆形工具孔做铆钉孔层黑化铆钉层胶片 铆合成册进行梢压板

4252层间准度

　　　A 心圆观念
　　　　 a 利辅助心圆check层位度
　　　　 b 层心圆偏位表示压合时候Shift滑动
　　　B 设计原
　　　　 a见图48 示
　　　　 b心圆设计间距4mil层间容许位偏差超出心圆外片良
　　　　 c压合Resin Cure程pattern必须预先放设计符合终产品尺寸需求

43 层检测

　　AOI(简单线路采目视) →电测→(修补)→确认 层板线路成完必须保证通路绝缘完整性(integrity)单面板样先仔细检查旦完成压合幸缺陷时已时太晚高层次板子言更必须先逐保证层品质良始进行压合 高层板渐层板负担加重线路愈愈细万漏失会造成压合昂贵损失传统目视外动光学检查(AOI)厂中已非常普遍 利计算机原图案牢记配合特殊波长光线扫瞄快速完美层板详作检查AOI极限例细断路漏电(Leakage)难找出厂渐增加短断路电性测试AOI测试面专题详述

　　层制作完成 流程压合
五压合

51 制程目

　　铜箔(Copper Foil)胶片(Prepreg)氧化处理(Oxidation)层线路板压合成层基板章介绍氧化处理未成缩短流程考量取代制程会逐渐普遍

52 压合流程图51


53 制程说明

531 层氧化处理(BlackBrown Oxide Treatment)

5311 氧化反应

　　A 增加树脂接触表面积加强二者间附着力(Adhesion)
　　B 增加铜面流动树脂润湿性树脂流入死角硬化更强抓力
　　C 裸铜表面产生层致密钝化层(Passivation)阻绝高温液态树脂中胺类(Amine)铜面影响

5312 原反应

　　目增加气化层抗酸性剪短绒毛高度恰水准树脂易填充减少粉红圈( pink ring ) 发生

5313 黑化棕化标准配方

表般配方操作条件

表中亚氯酸钠氧化剂余二者安定剂氧化反应式

三式金属铜亚氯酸钠释放出初生态氧先生成中间体氧化亚铜2Cu+[O] →Cu2O继续反应成氧化铜CuO反应彻底达二价铜境界呈现黑巧克力色棕氧化层层膜中尚含部份价亚铜时呈现光泽墨黑色黑氧化层

5314 制程操作条件( 般代表 )典型氧化流程条件

5315 棕化黑化较

A 黑化层液中存高碱度杂Cu2O物容易形成长针状羽毛状结晶种亚铜长针高温容易折断影响铜树脂间附着力流胶黑点流散板中形成电性问题容易出现水份形成高热局部分层爆板棕化层呈碎石状瘤状结晶贴铜面结构紧密疏孔胶片间附着力远超黑化层受高温高压影响成聚亚醯胺层板必须制程

B 黑化层较厚PTH常会发生粉红圈(Pink ring) PTH中微蚀活化速化液攻入黑化层原露出原铜色棕化层厚度薄较会生成粉红圈层基板铜箔毛面锌化处理底材抓牢光面黑化层容易受酸液侧攻现出铜原色见图52

C 黑化结晶较长厚度较厚覆盖性棕化般铜面瑕疪较容易盖色泽 均匀外表　棕化常铜面前处理够完美出现斑驳齐外观常品员认处理时间长温度高会较均匀事实种外观均匀会影响优良剥离强度(Peel Strength) 般商品常加厚度仰制剂(SelfLimiting)防止红圈封护剂 (Sealer)耐酸等棕化性会更形突出

　表54显示样时间温度浓度氧化槽液氧化层颜色颗粒厚度变化

5316制程说明

　　层板完成蚀刻需碱液干膜油墨阻剂烘干做检修测试进入氧化制程制程碱洗酸浸微蚀预浸氧化原抗氧化清洗吹干等步骤现分述

　A 碱性清洗 酸洗市售种专业化药清手指纹油脂scum机物
　B 酸浸调整板面PH前酸洗跳步骤
　C 微蚀 微蚀目蚀出铜箔柱状结晶组织(grain structure)增加表面积增加氧化 胶片抓力通常微蚀深度5070微英吋宜微蚀棕化层颜色均匀非
常重
　D 预浸中 板子彻底水洗进入高温强碱氧化处理前宜先做板面调整 新鲜铜 面生成 暗红色预处理检查否残膜未亮点存
　E 氧化处理市售商品分两液氧化剂常含亚氯酸钠氢氧化钠添 加物时例调配加水加温通常氢氧化钠高温搅动容易空气中二氧化 碳形成碳酸钠显现出消耗情况碱度降低常棕化颜色变浅均匀宜分析 补充足温度均匀性影响颜色原加热器石英高温强碱会硅 化物溶解操作时槽液合理流动交换
　F 原－步骤应影响面压合成败甚巨
　G 抗氧化－步骤板子信赖度更视产品层次定步骤
　H 清洗干燥完成处理板子立浸入热水清洗防止残留药液空气中干涸板面 易洗掉热水彻底洗净真正完工

5317 设备

　　氧化处理非制程中瓶颈部分传统浸槽式独臂龙门吊车输送建立槽液需太量便更换补充建槽材料CPVCPP
　　水连续动输送处理方式薄板适合解决RACK板弯翘情形水方式分喷液法(Spray)溢流法(Flood)前者设备昂贵温度控制易量空气混合造成更容易沉淀现象缩短板子喷室停留时间氧化液中加加速剂(Accelerator)槽液够稳定溢流法者较

5318氧化线生产品质控制重点

A检测方法制范围

　　 a氧化量(ow)测定〔制范围：03±007（mgcm2）〕
　　　 (1) 取试片9cm×10cm 1oz规格厚度铜片流程做氧化处理
　　　 (2) 氧化处理试片置130℃烤箱中烘烤10min水分置密闭容器冷室温称重重量－w1(g)
　　　 (3) 试片置20H2SO4中约10min氧化表层重复步骤称重重量－w2(g)
　　　 (4) 计算公式： OW （W1W2／9×10×2）×1000

　　　　　 称weight gain般InprocessQC会法

　　 b剥离强度( Peel Strength )测定　（制范围：4~8 lbin）
　　　 (1) 取试片1oz规格厚度铜箔基板做氧化处理图做迭板( lay up )做压合处理
　　　 (2) 取1cm宽试片做剥离拉力测试出剥离强度( 设备计算 )

　　c蚀刻铜量(Etch Amount) 测定（制范围：70±30u in）
　　　 (1) 取试片9cm×10cm 1oz规格厚度铜片置130℃烤箱中烘烤10min水份置密闭容器中冷室温称重量－w1(g)
　　　 (2) 试片置微蚀槽中约2'18(厂实际作业时间)做水洗处理重复步骤称重量－w2(g)
　　　 (3) 计算公式：

　

　　d氧化抽检板子亮点判断标准



532 迭板

　　进压合机前需层板原料准备便迭板(Layup)作业已氧化处理层外尚需胶片(Prepreg)铜箔(Copper foil)叙述规格种类作业

5321 PP(Prepreg)规格

　PP选考虑列事项
　－绝缘层厚度 　
　－层铜厚 　
　－树脂含量 　
　－层层残留铜面积 　
　－称 　
　
　重客户节省成



　　PP三种性质胶流量(Resin Flow)胶化时间(Gel time)胶含量(Resin Content)进料测试方式特性介绍述

A 胶流量(Resin Flow)
　　 1流量试验法Flow test纬斜切截取4吋见方胶片四张精称原 纬 纬迭起已预热170°±28°压床200±25PSI压10分钟熔 合 冷中央部份出直径3192吋圆片精称圆片重量然计算胶流百分 流量




　　　式中分子相减差表示流出胶量原面积16m2压圆片面积(3196÷ 2)2×　　　　　314×216045m2 解释压圆片外东西流出
　　 2例流量Scaled flow test指面积时压力强度面积时压力强度作法
正切胶片成　　　7in×55in样片7in长原卷行薄胶片(104106108)者 1820张中度者(12113116)切10张116更厚者太准热板先预热150°±20 ℃加脱膜纸胶放31PSI840磅±58吋见方压床压10±1分钟冷 角切开测微卡尺量角线厚度计算
　　　　 ho[Won(554×102)Wg]×212×102
　　　　 ho张胶片原应厚度Wo原样片总重Wg单位面积玻璃布重(gin2)n张数

B 胶化时间 (Gel time or Tack Time)
　　胶片中树脂半硬化 BStage 材料受高温会软化流动段软化流动 时间逐渐吸收量发生聚合反应黏度增真正硬化成 CStage 材料 述压力流动时间称做赶气填隙工作时间称胶化时间流胶 时间时段太长时会造成板中应胶流出太 厚度变薄浪费成造成铜箔 直接压玻璃结构强度抗化性良时间太短时法赶完板藏气前黏 度太法流动形成气泡 (air bubble) 现象

C 胶含量 (Resin Content)
　　 指胶片中玻璃布外胶占重量两种方法测量
　　 c1　 烧完法 (Burn Out)
　　 c2 　处理重量法 (Treated Weight) 　
　　尚注意事项

D 偏光镜 (Polarizing Filter) 检查胶片中硬化剂 dicy 否量集中 防发生 结晶现象 结晶会吸水会爆板危险胶片光源两片互相垂直偏光镜 胶片中dicy 集中结晶现象

E 检查胶片中玻璃纱束数目否正确 胶片放焚炉中540℃烧15分钟树脂露 出玻璃布 20X 显微镜计数吋中纬纱束否合规范

F 挥发成份 (Volatile) 胶片卷斜切4 吋×4 吋样片 4 片 天精称 1mg 然 置入163 °±28℃通风良烤箱中烤15 ±1分钟 取出放入密闭干燥皿中冷 室 温迅速重称烤重量失重原重值百分法表示挥发成份含量

5322 PP切割 见图53

　 机械方求厂商Prepreg胶卷侧边颜色做辨识

5323 铜箔规格

　 详细铜箔资料请见'基板'章节 常见铜箔厚度重规格表

5324 迭板作业

　　压板方式般区分两种CaplaminationFoillamination节仅讨
Foillamination

A 组合原

　 组合方法客户规格求种选择考量称铜厚树脂含量流量等低成达品质 求

(a) 基原两铜箔导体层间绝缘介质层少两张胶片组成压合厚度 低35 mil(已更尖端板求更薄)防铜箔直接压玻璃布形成介电常数太 绝缘良情形附着力

(b) 流胶够填满板空隙 胶量太造成偏滑Z方度膨胀铜面 接触胶片原始厚度少铜厚两倍行外层次外层少5 mil保证 绝缘良

(c) 薄基板胶片纬方混错必须纬纬免造成板翘板扭法补救 结果胶片张数定称衡产生应力少已硬化CStage材料垫 补厚度点尤厚层板紧防界面处受热分离时注意水 份烘烤表面粗化增附着力

(d) 求阻抗 (Impedance)控制特殊板应改低棱线(Low Profile)铜箔毛面(Matte side)峰谷间垂直相差6微米传统铜皮差距达12微米薄铜箔时接壤 胶片流量太防梢面积压板发常生皱折(Wrinkle)铜箔迭 尘布光面轻轻均匀擦动赶走空间气减少皱折二消铜面杂质外物减少 板面凹陷务必注意触毛面免附着力良

(e) 选择组合方式6层板层胶片先铆钉固定防压合时shift处考虑卯钉 选择(长度深度材质)铆钉机操作(固定紧密程度)等



C 迭板环境员

迭板现场温度控制20°±2℃相湿度应50 ±5 员穿着连身装抗静电服装戴罩帽手套口罩(目防止皮肤接触湿气)布鞋 进入室前先空气吹浴30秒私物品宜带入入口处更面设胶垫黏鞋 底污物胶片冷藏库取出剪裁完成室稳定少24时做迭置完成迭 置组合1时完成机压合抽真空装置 应压合前先抽段时间赶走水气胶片中湿气太时会造成Tg降低易硬化现象

D迭板法

(a) 梢压板法法开口中隔板间层板散册左右准隔板间绝准然整压床开口间准中心位置 准方式两种方式


　 －种投影灯式迭板台正方装投影机先铝载板放定位加牛皮纸光影板册尺寸投影铝板板册容隔板逐迭齐压牛皮纸铝盖板完成开口间组合
　
　 －种投影灯时板册材料边找出中点铝皮钢板找出中点进行准

　　 六层板先2层双面板分钻出铆钉孔片双面板四铆钉孔板孔线 路绝准确关系取已铆钉梢样板套夹心胶片等胶片已稍点 铆孔心四边中心铆钉孔准套铆钉心钉器四铆钉逐开压 扁两层间胶片夹死两面迭胶片铜箔四层板样压合时 X光检查两薄层板间准情形进行压合折掉重铆般六层板第二层做出箭靶层间位方式参考层制作检验 　
　
(b) 梢套孔迭置已精准钻出工具孔层套载铝板定位梢套孔较胶片牛皮纸脱模纸隔皮等

(c)压力舱式迭置法板册容梢法迭铝载板载板液压法反面导气井字形沟槽正　面坦承载板册连隔板孔性毯子包住放导气板外面包两层防漏绝气特殊隔膜弹性耐压特殊胶带隔膜四周贴合气板推入压力舱关门先包裹抽极低气压板册死处藏气抽出舱压入高温二氧化碳氮气150200PSI进行真空压合

533 压合制程操作

5331压合机种类

　压合机作动原理分三类

A舱压式压合机(Autoclave)

　压合机构造密闭舱体外舱加压袋抽真空受热压合成型层板材承受热力压力 四面八方加压加温惰性气体基构造图54
　
　 优点 －压力热力四面八方成品板厚均匀流胶
　　　　－高楼层 缺点 设备构造复杂成高产量

B液压式压合机（Hydraulic）
　　
　　液压式压合机构造真空式常压式层开口板材夹两热压盘问压力 压热力藉热压盘加热传板材基构造图55 优点a设备构造简单成低产量 b加装真空设备利排气流胶 缺点 板边流胶量较板厚较均匀


C ADARA SYSTEM Cedal
　　
　　压合机 Cedal革命性压合机作动原理密闭真空舱体中利连续卷状铜箔迭板两 端通电流电阻铜箔产生高温加热Prepreg热传系数低材质做压盘藉方加 压达压合效果利夹层中铜箔加热受热均匀外层温差受压均匀 传统式压合机省源操作成低廉构造图56
优点
　　　 a 利夹层铜板箔通电加热省源操作成低
　　　 b 外层温差受热均匀产品品质佳
　　　 c 加装真空设备利排气流胶
　　　 d Cycle time短约4Omin
　　　 e 作业空间减
　　　 f 高楼层

　 缺点 设备构造复杂成高单机产量迭板耗时

C1 Cedal Adara压合机加热方式利夹层铜箔通电加热Stack结构简图见图57

5332 压合机热源方式

A电热式

　 压合机开口中压盘安置电加热器直接加热

　优点 设备构造简单成低保养简易
　缺点　a电力消耗
　　　　 b加热器易产生局部高温温度分布均

B加热软水产生高温高压蒸汽直接通入热压盘

　　优点 水蒸汽热传系数热媒水较便宜

　　缺点　a蒸气锅炉必需专操作设备构造复杂易锈蚀保养麻烦
　　　　　 b高温高压操作危险性高

C藉耐热性油类热媒强制流方式输送热量间接方式传热压盘

　　优点 升温速率温度分布皆错操作危险性较蒸汽式操作低
　　缺点 设备构造复杂价格便宜保养易

D通电流式

　利连续卷状铜箔迭板两端通电流电阻铜箔产生高温加热Prepreg热传系数低材质做压盘减少热流失

　优点　a升温速率快(35℃min)外层温差温度分布均匀
　　　　 b省源操作成低廉
　缺点　a构造复杂设备成高
　　　　 b产量少

5333 开口(Opening)迭板方式

A般压合机迭板结构

　压合机十二开口开口热压盘十三热压盘迭板方式钢质载盘底 盘放入十二张牛皮纸张铜箔基板中间层镜面钢板层板材方式迭入十二层板 材面加层镜面钢板张铜箔基板十二张牛皮纸盖钢质盖板结构图58

A1 迭板结构夹层目

　a 钢质载盘盖板(Press plate) 早期节省成铝板年板子精密度提升已渐改成硬化钢板供均匀传热

　b 镜面钢板(Separator plate) 钢材钢性高 防止表层铜箔皱折凹陷拆板容易钢板刮伤表面流胶残留法应加研磨

　c牛皮纸 纸质柔软透气特性达缓受压均匀施压效果防止滑动热传 系数低延迟热传均匀传热目高温操作牛皮纸逐渐失透气特性三 次应更换
　d铜箔基板位夹层中牛皮纸镜面钢板间防止牛皮纸碳化污染镜面钢板黏 面缓受压均匀施压
　e脱模纸 (Release sheet)压垫 (Press pad) Conformal press运半 软板coverlayer压合

B CEDAL ADARA 迭板结构方式 见图59

　CEDAL迭板作业图59分四步骤Stack迭65Panel利固定架固定构造图见图510

5334 压合时升温速率升压速率板子影响

　 典型Profile见图 511
　A温度


　　a升温段适升温速率控制流胶
　　b恒温段提供硬化需量时间
　　c降温段逐步冷降低应力(Internal stress)减少板弯板翘(WarpTwist)

　B压力

　　a初压(吻压 Kiss pressure)册(Book)紧密接合传热驱赶挥发物残余气体
　　b第二段压胶液利填充驱赶胶气泡时防止次压力高导致皱折应力
　　c第三段压产生聚合反应材料硬化达Cstage
　　d第四段压降温段保持适压力减少冷伴应力
　B1压力计算


　　传统式初压全压量法低压高压板面面积言机台设定压力强度 顶起活塞轴直接关系应先板面压力强度规范数值换算成机台设定 压力

　　低压设定压力 40PSI×A(板子面积)÷活塞轴截面积(数值压力强度)
　　高压设定压力 560PSI×A ÷活塞轴截面积
　　压力换算法1㎏㎝2 1422PSI(poundin2)
　　1PSI 007㎏㎝2 1㎏㎝2 1ATM 　　

5335 压合流程质量理重点

　　a 板厚板薄板翘
　　b 铜箔皱折
　　c 异物pits & dents
　　d 层气泡
　　e 织纹显露
　　f 层偏移



534 处理作业

5341 目

　A 设立加工基准靶位基板外框成型
　B IPQC (In Process Quality Control) 作业提升质量理

5342处理流程

　A烤(post cure post lamination)通常烤条件150℃4时果先前压合步 骤
curing完整做烤否反害( 降低Tg )测量Tg判断curing否完 整烤目三

　　a聚合更完全
　　b外表弯翘整
　　c消部应力改善位

　B 铣靶靶完成压合板三箭靶会明显出现浮雕(Relief)

　 a手动作业置普通单轴钻床定深度头铣刀铣出箭靶掉原贴耐热胶 带置投影灯单轴钻床床出靶心定位孔定位孔定 钻床行钻孔作业注意定时校正重磨工具

　 bXRay透视靶 单轴双轴双轴动补偿取均值减少公差

　C 剪边(CNC裁板)完成压合板子边缘会溢胶必须剪床裁掉便续制程中作业 方便避免造成员伤害剪边着边缘直线1公分处切切太会造成电镀夹点 困扰磨边机四角落磨圆边缘毛头磨掉减少板子互相间刮伤槽液 污染者现普遍直接CNC成型机做裁边作业．


压合制程结束接步骤钻孔
六钻孔

61 制程目　

　　单面双面板制作料直接进行非导通孔导通孔钻孔 层板完成压板钻孔传统孔种类导通否简单区分外功尚分零件孔工具孔通孔(Via)盲孔(Blind hole)埋孔(Buried hole)(二者via hole种)年电子产品'轻薄短快'发展趋势钻孔技术日千里机钻雷射烧孔感光成孔等设备技术应层次板子章仅机钻部分加介绍新技术会20章中讨

62 流程

　　PIN→钻孔→检查

63PIN作业

　　钻孔作业时钻盲孔者非常高层次板孔位精准度求严单片钻外通常片钻意stack两片片钻视1板子求精度2孔径3总厚度4总铜层数加考量 片钻钻前先pin片板子固定住动作pin机(pinning maching)执行 双面板简单半边方式孔pin连续动作次完成
层板较复杂须层板专PIN机作业

64 钻孔
641钻孔机

　　钻孔机型式配备功种类非常List评估重点
　　A 轴数：产量直接关系
　　B 效钻板尺寸
　　C 钻孔机台面：选择振动强度整材质
　　D 轴承(Spindle)
　　E 钻盘：动更换钻头钻头数
　　F 压力脚
　　G XYZ轴传动尺寸：精准度XY独立移动
　　H 集尘系统：搭配压力脚排屑良冷钻头功
　　I Step Drill力
　　J 断针侦测
　　K RUN OUT

6411钻孔房环境设计
　　A 温湿度控制
　　B 干净环境
　　C 板承受重量
　　D 绝缘接考量
　　E 外界振动干扰

642 物料介绍

　　钻孔作业中会物料钻针(Drill Bit)垫板(Backup board)盖板(Entry board)等逐介绍图61钻孔作业中种物料示意图

6421 钻针(Drill Bit) 称钻头

　　品质钻孔良窳直接立影响 材料外型构理简述
　　A 钻针材料 钻针组成材料三
　　　 a 硬度高耐磨性强碳化钨 (Tungsten Carbide WC)
　　　 b耐击硬度错钴 (Cobalt)
　　　 c机黏着剂
　　　三种粉末例均匀混合精密控制焚炉中高温中模子中烧结 (Sinter) 成成份约 94 碳化钨 6 左右钴 耐磨性硬度钻针评估重点合金粒子愈细提高硬度适合钻孔通常合金粒子1 micron
　　B 外型结构 　　
　　　钻针外形结构分成三部份见图62钻尖 (drill point)退屑槽 ( 退刃槽 Flute ) 握柄 (handleshank) 图标简介功
　　　 a 钻尖部份 (Drill Point) 图63
　　　　 (1) 钻尖角 (Point Angle)
　　　　 (2) 第钻尖面 (Primary Face)角
　　　　 (3) 第二钻尖面 (Secondary face)角
　　　　 (4) 横刃 (Chisel edge)
　　　　 (5) 刃筋 (Margin)
　　　　钻尖两窄长第钻尖面 两呈三角形钩状第二钻尖面 构成 四面会合钻尖点中央会合处形成两条短刃称横刃 (Chisel edge) 先碰触板材处 横刃压力旋转先行定位钻入stack中 第尖面两外侧突出方形带片称刃筋 (Margin) 刃筋 直着钻体部份盘旋钻针孔壁接触部份刃筋刃唇交接处 直角刃角 (Corner) 孔壁品质非常重钻尖部份介第尖面第二尖面间长刃 两长刃两横刃中间 部份相会形成突出点尖点 两长刃形成夹角称钻尖角 (Point angle) 钻纸质酚醛树脂基板时受阻力较少 钻尖角约 90 ° ~ 110 ° 钻 FR4 玻纤板时尖角需稍钝115 ° ~ 135 ° 常见者 130 °者 第尖面长刃水面呈夹面角约 15°称第尖面角 (Primary Face Angle) 第二尖面角约 30 ° 横刃刃唇形成夹角称横刃角 (cheisel Edge Angle) 　　
　　　b 退屑槽 (Flute) 　　
　　　　钻针结构实体退屑空槽二者组成实体外缘刃筋 钻针实体部份孔壁间保持间隙减少发热盘旋退屑槽 (Flute) 侧断面水成旋角称螺旋角(Helix or Flute Angle)螺旋角度 时 螺纹较稀少路程退屑快 废屑退出钻针进入受阻力较 容易升温造成尖部积屑积热形成树脂软化孔壁形成胶渣 (smear)螺旋角时钻针进入退屑受磨擦阻力较易发热 退料太慢 　　
　　　c 握柄 (Shank)
　　　　 Spindle 夹具夹住部份 节省材料锈钢
　　　　钻针整体外形4种形状
　　　　　 (1) 钻部握柄样粗细 Straight Shank
　　　　　 (2) 钻部干粗称 Common Shank
　　　　　 (3) 钻部握柄孔钻针
　　　　　 (4) 粗细渐式钻孔钻针
　　C 钻针检查重磨
　　　 a 检查方法 20~40倍实体显微镜检查见图64
　　　 b 钻针重磨 (ReSharpping) 孔壁品质钻针寿命表做重磨理 般钻针四层板三迭高 (High) 言 寿命达 50006000 击(Hit) 总 重磨三次(应重磨击数表)

6422 盖板 Entry Board(进料板)

　　A 盖板功
　　　 a 定位
　　　 b 散热
　　　 c 减少毛头
　　　 d 钻头清扫
　　　 e防止压力脚直接压伤铜面
　　B 盖板材料简述种类优缺点
　　　 a 复合材料 木浆纤维纸材配合酚醛树脂成黏着剂热压 成材质单面板基材相似种材料便宜
　　　 b 铝箔压合材料─ 薄铝箔压合两层中间填脂化学品 纯木屑
　　　 c 铝合金板─ 5~30mil种合金组成价格贵
　　述材料厂产品层次环境理成考量做适选择品质标准 必须表面滑板子整没杂质油脂散热

6423 垫板 Back－up board

　　A 垫板功：
　　　 a保护钻机台面
　　　 b防止出口性毛头(Exit Burr）
　　　 c降低钻针温度
　　　 d清洁钻针沟槽中胶渣
　　 B 材料种类：
　　　ａ 复合材料制造法纸质基板类似木屑基础混合含酸盐类黏着剂高温高压压合硬化成体硬度高板子
　　　 b 酚醛树脂板（phenolic）─ 价格述合板贵般单面板基材
　　　 c 铝箔压合板─ 盖板
　　　　 VBU垫板──指Vented Back Up垫板两面铝箔中层折曲质纯铝箔空气流通间石棉浪样 垫板选择样厂条件评估重点含机油脂屑够软伤孔壁表面够硬板厚均匀整等

643 操作
6431 CNC控制

　　现CADCAM工作站直接转换钻孔机接受语言设定参数孔号代表孔径等部分工厂钻孔机数量动辄十台连网作业工作站直接指示加动LoadingUnloading员减少

6432 作业条件

　　钻孔重两条件Feeds and Speeds进刀速度旋转速度做 叙述
　　 A 进刀速度(Feeds) 分钟钻入深度吋／分(IPM)表示式已排屑量(Chip Load)取代钻针刺进材料中心须退出相体积钻屑行表示方法钻针旋转周刺进吋数(inR)



　　B 旋转速度(Speeds) 分钟旋转圈数(Revolution Per Minute RPM)



　　通常转数约６万－８万RPM转速太高时会造成积热磨损钻针 进刀速度约120inmin左右转速６万RPM时转刺入深度排屑量



　　排屑量高表示钻针快进快出孔壁接触时间短反排屑量低时表示钻针进出缓慢孔壁磨擦时间增长致孔温升高
　　设定排屑量高低列条件
　　　 1 孔径
　　　 2 基板材料
　　　 3 层数
　　　 4 厚度

644作业注意事项

　　A 转数进刀数设定应实际作业状况机器附手册条件仅参考须修正
　　B 定期测量转数进刀数Run out等数值
　　C 真空吸尘极重设计时应over实际需达100效率定期更换
　　D Spindle夹头需时保持清洁
　　E Run out定保持00005
　　F 台面尘屑吸尘器切勿吹气方式

65 孔钻
651 孔定义

　　直径06 mm称孔03 mm称微孔(micro hole)

652 孔加工现机钻非机钻现机钻加探讨

　　直径钻孔加工
　　　　直径钻头规格厂商略 般03mm称极径钻头 表面黏着技术(Surface Mount Techology)量应径极径钻孔 日益增PC板钻头钻孔机问题油然生样防止钻头 折断钻孔加工症结折断原：
　　　　 1 钻头形状材质
　　　　 2 钻头外径横(Aspect)
　　　　 3 PC板种类(材质厚度层数)
　　　　 4 钻孔机振动轴振动
　　　　 5 钻孔条件(转数进刀速度)
　　　　 6 盖板垫板选择

　　A孔径钻孔机
　　　　实施孔径钻孔时必须考虑机械精度位置精度 般通称位置精度包括素言：
　　　　 1 程序设计位置实际工作台位置精度误差新机种通常 ±10~15μm左右误差
　　　　 2 轴振动造成误差(尤必须考虑运转时误差)
　　　　 3 钻头钻入PC瞬间偏差时达10μm原复杂轴钻头 压板等等关连
　　　　 4 钻头身弯曲钻入点穿通止间弯曲度孔位弯曲精度孔位曲原纳表示
　　提高孔位精度钻头合理钻孔机等素应 加改善 －适条件：进刀速转速调整分段钻作业等 －STACK置放 生产线做径钻孔加工时操直径方法处理径时常会忽略问题产生实重PCB牢牢固定工作台成整体钻头刚开始钻孔时PC板固定牢易滑动造成钻头易折断防止钻折断点特注意：
　　 1 压板PC板垫板胶布贴牢指定方固定针钉牢
　　 2 量避免变形PC板
　　 3 压板量厚度015~02mm铝板03~04mm合成树脂板
　　 4 垫板非取质硬需追求厚度致 　

66 检查品质重点
661 品质重点

　　1 少钻
　　2 漏钻
　　3 偏位 (述底片check)
　　4 孔壁粗糙
　　5 钉头 (切片)
　　6 巴里(burr)

662钻孔结束板边coupon设计(见图65)

　　板边设计coupon意
　　 1 检查孔径否正确
　　 2 检查否断针漏孔
　　 3 设定100020003000 hit钻孔检查孔壁品质

　　钻孔制程告段落步骤进行孔壁金属化谓镀通孔
七　镀通孔

71制程目

　　双面板完成钻孔进行镀通孔(Plated Through Hole PTH)步骤目孔壁非导体部份树脂玻纤束进行金属化
( metalization ) 进行电镀铜制程完成足够导电焊接金属孔壁
　　1986年美国家化学公司Hunt 宣布PTH需传统贵金属电铜金属化制程碳粉涂布成通电媒介商名Black hole陆续base产品市 国者非常 传统PTH外 直接电镀(direct plating)章节会述

72制造流程

　　毛头→胶渣→PTHa次铜

721 巴里 (deburr)

　　钻完孔钻孔条件适孔边缘1未切断铜丝2未切断玻纤残留称burr断断粗糙造成通孔良孔钻孔会deburr制程deburr放Desmear作业般deburr机器刷磨会加入超音波高压洗应参考表41

722 胶渣 (Desmear)

　　A目
　　　 a Desmear
　　　 b Create Microrough增加adhesion
　　B Smear产生原
　　　 钻孔时造成高温Resin超Tg值形成融熔状终致产生胶渣
　　　 胶渣生层铜边缘孔壁区会造成PI(Poor lnterconnection)
　　C Desmear四种方法
　　　 硫酸法(Sulferic Acid) 电浆法(Plasma)铬酸法(Cromic Acid) 高锰酸钾法(Permanganate)
　　　 a 硫酸法必须保持高浓度硫酸身脱水剂难保持高浓度咬蚀出孔面光滑微孔适
　　　 b 电浆法效率慢批次生产处理必须配合湿制程处理非生产特殊板予采
　　　 c 铬酸法咬蚀速度快微孔产生理想废水易处理致癌潜风险渐淘汰
　　　 d 高锰酸钾法配合溶剂制程产生微孔时原电极推出槽液安定性获较佳控制目前较普遍

7221 高锰酸钾法(KMnO4 Process)

　　A膨松剂(Sweller)
　　　 a 功软化膨松Epoxy降低 Polymer 间键结KMnO4 更易咬蚀形成 Microrough 速 率 作 Concentration
　　　 b 影响素 见图71
　　　 c 安全KMnO4 直接混合免产生强烈氧化原发生火灾
　　　 d 原理解释
　　　　 (1) 见图72
　　　　　　初期溶出降低较弱键结键结间明显差异浸泡长强 链接渐次降低终致整块成低链接表面果达状态法形成强度结面浸泡短法形成低键结键结差异 KMnO4咬蚀难形成蜂窝面终致影响PTH效果
　　　　 (2) Surface Tension问题
　　　　　　 孔皆气泡残留表面力孔Wetting影响颇 采较高温操作助降低Surface Tension气泡浓度问题 Drag out降低减少消耗略低浓度事实较高浓度操作速 度较快
　　　　　　 制程中必须先Wetting孔壁药液进入作否空气残 留续制程更易进入孔Smear
　　 B 胶剂 (KMnO4 )
　　　 a KMnO4原选KMnO4未选NaMnO4KMnO4溶解度较佳单 价较低
　　　 b 反应原理
　　　　　　 4MnO4 + C + 4OH → MnO4 + CO2 + 2H2O (反应式)
　　　　　　 2MnO4 + 2OH → 2MnO4 + 12 O2 + H2O (高PH值时发性分解反应)
　　　　　　 MnO4 + H2O → MnO2 + 2OH + 12 O2 (然反应会造成Mn+4沉淀)
　　　 c 作业方式早期采氧化添加剂方式目前电极原方式操作稳 定问题已获解决
　　　 d 程中化学成份状况皆分析知Mn+7紫色 Mn+6绿色Mn+4 黑色直观色度直接判断略状态正常发生 电极效率出问题须注意
　　　e 咬蚀速率影响素 见图73
　　　f 电极处
　　　　 (1)槽液寿命增长
　　　　 (2)品质稳定Byproduct两者较图74
　　　g KMnO4形成Microrough原 Sweller造成膨松结合力强弱咬蚀时产生选择性 形成谓Microrough度咬蚀度滑
　　　h 咬蚀力会基材改变
　　　i 电极必须留心保养电极效率较难定出绝标准难确认否足够 应付实际需时验厂商提供数加系数做计算 电极需求参考

　　C 中剂(Neutralizer)
　　 　a NaHSO3Neutralizer原理皆类似Mn+7 or Mm+6 or Mn+4(Neutralizer)>Mn+2 (Soluable)
　　　 b 免Pink Ring选择Acid base必须考虑HCl H2SO4系列 Cl易攻击 Oxide LayerH2SO4Base 酸较佳
　　　 c 药液消耗分H2SO4NeutralizerAutodosing 补充维 护

7222 整条生产线考虑

　　 ACycle time：Rack(Basket)进出某类槽频率(时间)
　　 B产计算
　　　　 (Working hours Cycle time)*( FIight Bar Hoist)*(RacksFlight Bar)*(SFRack) SFMon
　　 C胶渣前Prebaking板子影响见图75
　　　 a2压合两次Cure结构会13 Cure更完全Baking 会结构均压板足处补偿
　　　 b量氧氧化Resin间Bonding咬蚀速率加剧2~3倍123 区较均
　　　 c释放Stress减少产生Void机会

7223 制程反应化学名称

　　A．化学反应
　　　 a 反应
　　　　　 4MnO4 + 4OH + Epoxy→ 4MnO4 + CO2↑ + 2H2O
　　　 b 副反应：
　　　　　 2MnO4 + 2OH ←→ 2MnO4 + 12O2 + H2O (Side reaction)
　　　　　 MnO4 + H2O (CISO4 Catalize Rx) → MnO2↓ + 2OH + 12 O2
　　　　　 (Precipitation formation)
　　　　　 2MnO4 + NaOCI + H2O → 2MnO4 + 2OH + NaCI
　　　　　 4MnO4 + NaS2O8 + H2SO4 → 4MnO4 + 2OH + 2Na2SO4
　　　　　 4MnO4 + K2S2O8 + H2SO4 → 4MnO4 + 2OH + 2K2SO4
　　　　　 (For Chemical regeneration type process reaction)
　　　　　 2MnO4 + 12 O2 + H2O ←→2MnO4 + 2 OH
　　　　　 (Electrolytic reaction Need replenish air for Oxgen consumption)
　　 B化学品名称：
　　　　　 MnO4　　Permanganate 　　　　　 NaS2O8 　　　Sodium Persulfate
　　　　　 MnO4　　Manganate 　　　　　　 S2O4 　　 　 Sulfate
　　　　　 OH 　　　Hydroxide(Caustic) 　　　CO2 　　　　Carbon Dioxide
　　　　　 NaOCI 　　Sodium Hydrochloride 　　MnO2 　　　Manganese Dioxide

7224典型Desmear Process 见表

7225 Pocket Void解释

　　A说法Sweller残留Glass fiber中Thermal cycle时爆开
　　B说法二 见图76
　　　 a．压板程良Stress积存钖程中力量释出致
　　　 b．膨涨中果铜结合力强Resin释出Stress方呈Z轴方Curing 良Stress时易形成a断裂果孔铜结合力弱易形成B Resin　recession结合力部树脂够强轫出现cPocket void
　　　C﹒果爆开形成铜凸出者称Pull away

723 化学铜(PTH)

　　PTH系统概分酸性碱性系统特性基观念

7231 酸性系统：

　　A基制程：
　　　 Conditioner → Microetch→ Catalpretreatment→ Cataldeposit→ Accelerator→ Electroless Deposit
　　B单步骤功说明：
　　　 a 整孔 Conditioner：
　　　　 1 Desmear孔呈现Bipolar现象中Cu呈现高电位正电Glass fiberEpoxy呈负电
　　　　 2 孔呈现适状态Conditioner具两种基功
　　　　　 (1)Cleaner： 清洁表面
　　　　　 (2)Conditioner： 孔壁呈正电性利PdSn Colloid负电离子团吸附
　　　　 3 般言粒子间作力表
　　　　　类药液系统会吸附Colloid吸附否洗顾虑
　　　　 4 ConditionerDrag In Activator槽会Pd+离子团降低
　　　 b 微蚀 Microetch
　　　　 1 Microetching旨清表面Conditioner形成Film
　　　　 2 时清洗铜面残留氧化物
　　　 c 预活化 Catalpretreatment
　　　　 1 避免Microetch形成铜离子带入PdSn槽预浸减少带入
　　　　 2 降低孔壁Surface Tension
　　　 d 活化 Cataldeposit
　　　　 1 般Pd胶体皆结构存： 见图77
　　　　 2 Pd2+：Sn2+：Cl 1：6：12较安定
　　　　 3 般胶体架构方式方式结合：见图78 吸附时Cl会产生架桥作半径较吸附易良尤果孔Roughness适更造成问题
　　　　 4 孔壁吸附负离子团中形成中电性
　　　 e 速化 Accelerator
　　　　 1 Pd胶体吸附必须SnPd2+曝露未电解铜中产生催化作形成化学铜
　　　　 2 基化学反应：
　　　　　　 Pd+2Sn+2 (HF)→Pd+2(ad) + Sn+2 (aq)
　　　　　　 Pd+2(ad) (HCHO)→Pd(s)
　　　　 3 般言SnPd特性Pd贵金属Sn然反应：
　　　　　 　Sn+2a Sn+4 + 6F → SnF62 or Sn+2 + 4F →SnF42
　　　　　 Pd两种情形：
　　　　　　PH>4 Pd+2 + 2(OH) → Pd(OH)2
　　　　　　PH<4 Pd+2 + 6F → PdF64
　　　　 4 Pd吸附系统中身易均匀速化发挥效果极受限制足时会产生PI长时份产生破洞Back_light观察时会缺点原

　　　　 5 活化水洗足浸泡太久会形成Sn+2 a Sn(OH)2 Sn(OH)4易形成胶体膜 Sn+4高会形成Sn(OH)4尤Pd吸太时易呈PTH粗糙
　　　　 6 液中悬浮粒子易形成PTH粗糙
　　　 f 化学铜沉积Electroless Deposit
　　　　 1 利孔沉积Pd催化电解铜HCHO作 化学铜沉积
　　　　 2 Pd化学铜槽功二：
　　　　　　 (1) 作Catalyst吸附 H 体加速HCHO反应
　　　　　　 (2) 作Conductor利e转移Cu+2形成Cu沉积
　　　　 3 基反应Mechanism见图79a 79b ：
　　　　 4 槽液操作开始时缺少H2含量活性够改变温度易槽液稳定操作前般先Dummy boards先行提升活性作生产达操作求
　　　　 5 Bath loading述求极影响太高Bath loading会造成度活化槽液安定相反太低会H2流失形成沉积速率低MaxMin值应厂商确认做出建议值
　　　　 6 果温度高[NaOH] [HCHO]浓度者Pd+2累积高造成PIPTH粗糙问题
　　　 g 整反应状态见图710示

7232碱性系统：

　　A 基制程：
　　　　 Conditioner→ Etch Cleaner→ Catalpretreatment→ Activator→ Reducer→ Electroless Copper
　　B 单步骤功说明
　　　　 a Conditioner：Wetting agent + 10 gl NaOH (A)
　　　　　 1 Wetting agent观念非电性中形成较薄Film约300A均匀致附着太厚虞
　　　　　 2 基方式系亲水基疏水基特Dipol特性Wetting agent水排挤快速吸附孔壁形成单层膜易附ConditionerCleaner作洗余杂质
　　　　　 3 设计道酸道碱药液浸泡种源板子皆良wetting作Formula：Wetting agent + 10 mll H2SO4
　　　　　 4 水质洁含M+2(：Ca+2Mg+2Fe+2等)AmineWetting agent易结合形成沉淀水质硬度应特留意
　　　　　 5 板子浸入水中Cu正电迅速OH中呈负电Dipol静电力限致形成层覆盖Over condition顾虑
　　　　 b Etch cleaner：(SPS H2SO4H2O2两种 )
　　　　　 基功酸性系列相似(SPS：10gl)
　　　　 c Catalpretreatmen)：Activator少Complex
　　　　 d Activator：Activator + Pd(Amine) complex
　　　　　 1 基系列PdAmine类形成Complex
　　　　　 2 特点：
　　　　　　 (1) Pd(Amine)+2呈正电荷吸附Conditioner甚少吸附铜少PI问题
　　　　　　 (2) 没Sn形成Colloid粒子较结晶较密少Sn(OH)2Sn(OH)4析出问题没Sn+2 + Fe+2 a Sn+4 +Cu作
　　　　　　 (3) Cl外围Cl会Polyimide材料产生作Cl会较广适性
　　　　　　 (4) Pd(Amine)+2 asPd+2+Amine衡反应吸附反应十分快粒子空隙低致密性佳
　　　　　　 (5) Impurity少残留吸附Pd+2少较少PI机会
　　　　　　 (6) Cl BlackOxideattack相减少Pink Ring较轻微
　　　　　　 (7) 吸附较密作电解铜时Coverage会较密较
　　　　 e 整反应状态见图711示

724次铜(Panel plating)

　　非导体孔壁PTH金属化立进行电镀铜制程 目镀200~500微英吋保护仅20~40微英吋厚化学铜制程破坏造成孔破(Void)关铜电镀基理实际作业请参二次铜更详细解说

73 厚化铜 　　　　

　　传统金属化化学铜厚度仅约20~30微吋法单独存制程 中必须做次全板面电镀铜始进行图形转移印刷干膜 化学铜层厚度提高100微吋左右然直接做线路转移工 作需道全板电镀铜步骤省设备药水力时间达 简化制程减少问题良目标 厚化铜制程出现方式已实际 生产线进行十数年镀液理困难分析添加设备需较高层次技 术成居高等 制程已势微 　　
　　厚化铜领域分
　　 A半加成SemiAdditive式完全取代全板面电镀铜制程
　　 B全加成Fully Additive式制造加成法线路板日某商 消费性电子产品24时长时间全加成镀铜镀孔线 路部份日外尚见 高雄日立化成数年前尚CC41制程 目前已关掉该生产线

731 厚化铜基观念

　　a 厚化铜然采传统电铜相似配方铜离子强碱甲醛做反应原动力温度产生副产物关系较
　　b 电铜厚度薄 应力(inner Stress) 影响需重视厚化铜必须考虑说厚化铜板面铜箔间附着力关键 应特注意镀前活化程整孔微蚀否完美控制时发生孔壁剥离(pull away)板面脱皮
　　c 厚化铜外表接受油墨干膜附着印刷前少做磨刷化学粗化阻剂完成转移耐环境氧化 耐低起码活性清洗活化
　　d 厚化铜目完成非导体金属化时取代次镀铜 够发挥量设备力物料操作时间节省化学铜槽身传统电铜贵理易利特定动添加设备

　　e 前处理制程传统PTH更谨慎原化学铜沉积铜离子板子活化生长点(Active sites)原出铜金属增厚等生长点铜覆盖板面逐次出现新生长点接受铜沉积电镀铜沉积发展 横延伸万底材未前处理制程中完成良活化时会造成孔破(Hole Void)干膜印刷 进步恶化终必成板子品质极隐忧

74 直接电镀(Direct plating)

　　化学铜制程中体健康害成份(甲醛会致癌)废水处理(Chelate)良影响成份早10年前取代传统PTH谓Direct Plating(须化学铜铜导体)商品出现台湾量产条线放眼国外欧洲应者外美日(尤美国)普偏电子公司(制造计算机哥等)Approve直接电镀制程国制程普率尚低原

741直接电镀种类

　　致三种代铜导体
　　 A Carbon碳粉(Graphite)
　　 B Conductive Polymer导体高分子
　　 C Palladium钯金属

742直接电镀续制程两种方式

　　A 次镀铜做影转移二铜
　　B 直接做影转移线路电镀

743表纳目前国中直接电镀商品分析供业界参考

　　章中介绍传统薄化铜 厚化铜直接电镀等种镀通孔方式未制程走势
　　 A 缩短制程
　　 B 减少污染
　　 C 孔通孔力
　　 D 降低成
　　 E 底材样化处理力
　　 制程PCB制作基础工程处理影响良率信赖度仔细评估选择种药水设备
八 外层
81 制程目

　　钻孔通孔电镀 外层已连通 制程制作外层线路 达电性完整

82 制作流程

　　铜面处理→压膜→曝光→显

821 铜面处理

　　详细资料请参考4层制作

822 压膜

8221干膜介绍

　　干膜(dry film)构造见图81 1968年杜邦公司开发出种感旋光性聚合物干膜PCB制作进入纪元 1984年末杜邦专利期日HITACHI品牌问世尔陆续厂牌加入战场
　　干膜发展历史分列三种Type 　　
　　 －溶剂显型 　
　　 －半水溶液显型 　
　　 －碱水溶液显型
　　现者天章仅探讨类干膜
　　 A 干膜组成
　　　　水溶性干膜组成中含机酸根会强碱反应成机酸盐类水溶掉组成见图81 水溶性干膜早Dynachem 推出 碳酸钠显稀氢氧化钠剥膜然断改进日成熟完整产品线
　　 B 制程步骤
　　　　干膜作业环境需黄色明通风良温湿度控制尘室中操作减少污染增进阻剂品质步骤：
　　　　　　压膜─停置─曝光─停置─显

8222 压膜(Lamination)作业

　　A 压膜机 压膜机分手动动两种收集聚烯类隔层卷轮干膜轮加热轮抽风设备等四部份 进行连续作业 示意见图82

　　　般压膜条件：

　　　　压膜热轮温度　　　 120°±10℃
　　　　板面温度 　　　　　50±10℃
　　　　压膜速度 　　　　　15~25米／分
　　　　压力　　　　　　　 1540 psi

　　　a 传统手动压膜机须两作业机前送板机收板切断干膜方式样品量料号适合力物料耗浪费颇
　　　b 动压膜机市面HAKUTOCEDALSCHMID等种厂牌机构动作板前缘黏压干膜方式压膜缘切膜动作产速加快节 省干膜黏贴力改进

　　　 c 国志胜年前开发动压膜机颇成功国家厂均
　　　 d 干膜述温度达玻璃态转化点具流动性填充性覆盖铜面温度太高否会引起干膜聚合造成显困难压膜 前板子预热增强附着力
　　　 e 达细线路高密度板高品质必须环境设备着手干膜压膜需尘室中进行（10K 级）环境温度应控制23°±3℃相湿度应 保持50％RH±5％左右操作员带手套抗静电尘衣帽

823 曝光 Exposure
8231 曝光机种类

　　－手动动 　
　　－行光非行光 　
　　－LDI雷射直接暴光
　　 A 手动曝光机欲曝板子底片手动定PIN位送入机台面 吸真空曝光
　　 B 动曝机般含Loadingunloading须板子外框先做工具孔做初步定 位机台CCDCheck底片孔位状况做微调入曝光区曝 光目前精密须求程度视觉机器动位恐怕做品质 板子
　　 C 量测评估曝光机行度
　　　　－定义行度(collimate)字面意思直行进光眼光言光行进时垂直射面图83行光非行光较
　　　　－行度影响研判行直进方法两值供参考行羊角 (Collimate Half Angle)偏斜(Declination Angle)二值略判断 曝光机行度曝光造成侧偏移非行曝光机 曝光影会偏料底部侧显问题
　　　　－量测方法工具 　
　　　　　般量测行度方法种行度机(Collimation Camera) 量测方式工具置感光纸感光物曝光量偏移度示意图（图84(ab)）
　　D 非行光行光差异行光降低UnderCut 差异点见图85显影较做细线路(4mil)非行光 曝光机
　　E 种LDI(Laser Direct Imaging)激光直接感光设备感光方式利 特殊感光膜coating板面须底片直接利激光扫描曝光细线做 2mil利beam方式18in×24in板子已号称曝光时间仅30 秒

8232 作业注意事项

　　A 偶氮棕片
　　　手动曝光仰赖目视位棕片必动曝光机机器负 责位般黑白底片棕片寿命较短
　　B 量设定
　　　 曝光机中光量累积计算器光量子 (焦耳毫焦耳单位）指 光强度（瓦特毫瓦特）时间积
　　　　　 mili Joule mili Watt ╳ Sec 焦耳＝瓦特╳秒
　　　 曝光机调动光量数字键测光强度装置设定某光 量数字做定量曝光光源紫外灯老化光强度衰减时该 设定系统会动延长时间达需光量 定期Photometer Radiometer做校正工作
　　C Stouffer 21 Step Tablet
　　　 Stouffer 21 step tabletINprocess监测曝光显条件否正常见图86 放板边正常板样曝光停置显21格干膜残留 颜色渐淡完全露铜变化重视已显残存板面交界落 第格般标准8~10格Follow厂牌Data Sheet
　　D 吸真空重
　　　 非行光作业中吸真空程度影响曝光品质重素底片膜 面间隙会扩undercut般判断贴紧程度光罩Mylar面出现 牛顿环(Newton Ring)状况手碰触移动牛顿环会着移动 表吸真空良手动作业时常作业员尚刮刀辅助刮空气动 作事实极易影响位底片寿命行光源问题降低
　　E 位
　　　 动曝光机说偏位问题评估设备制程力维 护工作底片准确度手动曝光机作业影响准度变量：
　　　　 <1> PIN孔选择
　　　　 <2> 制程通孔电镀厚度分析
　　　　 <3> 孔位准确度
　　　　 <4> 底片套板方式
　　　　 <5> 目视误差
　　　 述仅举常见素厂应产品层次提升干膜作业制程力
　　F 静置
　　　曝光板子须问隔板置放10~15分钟吸收UV量resist Film聚合更完全
　　G高强度UV光细线路言十分重光阻含遮蔽剂 (Inhibitor)遮蔽剂遇UV光时会数秒量消耗果弱光曝 光须较长时间达必须量较时间未见光区遮蔽剂扩散曝光区点折光散射会形成聚合产生残胶显影 洁等问题 强光曝光机助细线制作残胶代表显影洁水洗良问题
　　　 般言5mWcm2量密度般线路已错效果果更佳分辨率高光强度助改善
　　H 影响分辨率子互动关系(I)曝光时间长短(2)未曝光区遮蔽剂量 (3)散射折射光少中第二项供货商调配较法调整第(1)项 考虑控制光强度改善品质第(3)项行曝光机加强曝光前真空作业会帮助

824 显Developing
8241槽液成份作业条件

　　溶液配方　　　１－２％碳酸钠（重量）
　　温度　　　　　30 +_2 ℃
　　喷压 15－20 PSI
　　水洗 27°－29℃水压40 PSI
　　pH 105 －107
　　Break point 50~70 Auto dosing

8242作业注意事项

　　A 显尚未发生聚合反应区域显液洗掉已感光部份已发生聚合反应洗掉留铜面成蚀刻电镀阻剂膜注意 显前忘记表面玻璃纸撕掉
　　B 显点Break point ( 设备透明外罩已完全显现出图样该点距 离称 )应落50~70间铜面scun残留太线边膜屑 undercut 动添加系统(autodosing) 外喷洒系统设计良否会影响显点参考表81(表仅供参考)
　　 C 显良侧壁应直壁式者显足时容易发生膜渣(Scum) 造成蚀刻板短路铜碎锯齿突出线边显机喷液系统滤良时会 造成种缺点检查Scum方法５％氯化铜溶液(Cupric Chloride CuCl 2) 氯化铵溶液浸泡 铜面鲜亮铜色时判断 Scum残留
　　D 显完成板子切记迭放须Rack插立

83 干膜环境求

　　线路板细线高密度求渐严成功契机端赖种精密控制干膜 转移影精准述种生产技术外环境完善占重
　　A 首先注意尘室(Clean Room) 建立般常说尘室 美国联邦标准Fed STD 209 做分级规范立方呎空气中 含05微米尘粒数目(PPCF) 作分级分三级见表
　　　三者间维护安装费相差极class 100 级集成电路程(IC) 晶圆制造精密线路板干膜压膜曝光区10000级已够
　　 B 尘室品质控制三件防止外界尘埃进入避免部产生清 部尘量需环境系统加装进气滤设备工作员穿戴 易起尘工作服鞋手套头罩室装配应采表面滑墙板 缝板气密式明公设施进出口 Air Shower室送风 采水层流(Laminar Flow) 垂直层流方式消气流死角 避免尘埃 聚积
　　 C 干膜区明黄色光源避免干膜正式曝光前先感光种黄光波长 必须500 n m(narometer10 m5000A) 500nm短光源中含 紫外线导致干膜局部感光市面金黄色日光灯出售般 日光灯外加装橘黄色灯罩

84 高密度细线路技桁

　　电路板密度受限钻孔尺寸似线路密度成长迫切性没高细线路钻孔技术进步MCML技术需求备受重视运传统Tenting & Etching技术想作1OOμm线路走十分困难Additive process降低甚避免蚀刻问题必须特定物料流程电子封装领域较少运
　　 A Additive Process铜线路电镀光阻定义出线路区电镀方式填入铜 达形成线路类制程分Semi AdditiveFully Additive两类Semi Additive 利压合薄铜类树脂电镀蚀刻达形成线路目Fully Additive利树脂表面粗化涂布加强黏合层改善电铜板面连
结强度电解铜长出线路典型线形式SubtractiveSemi AdditiveFully Additive示意图：（图87）
　　 B 电解铜Additive制程方面极重尤高品质高选择性电解 铜高密度高信赖度板该制程必条件然般电解铜析出速率约 2~25μmHr析镀时间相缩短2~4分
　　 C 电解铜言抗镀光阻剥离严苛问题光阻会操作70℃ 碱性化学铜液中接口间应力光阻膨松认剥离动力化学铜反 应产生氢气原薄氧化铜表层原反应失键结力剥离 原
　　 D 较效防止剥离方式考虑表面施金属处理底铜化学电位相 氢600mV氧化铜相氢原位355mV原电位高电化反 应原反应极易产生剥离保持良键结力必须找更低电位 金属覆防止反应ZnSnNi机会金属锌言实验证明 适覆盖厚度承受浸泡化学铜40Hr会剥离结合效果验厚 度约05±01mgcm2金选择加强结合力金属
　　 E 传统光阻溶剂型环保问题业界配方调整加入亲水 性物质光阻水溶液显影般水溶性光阻碱性显影系统 化学铜抗电镀亲水分子产生膨松问题新系统发展出亲水 分子调整佳状况低碱性盐高挥发点溶剂组合成显影液显影液 成份水会燃烧危险光阻剂承受约40时化学铜浸泡 致问题光阻难免溶出物会影响镀液析出速度镀出品质配 方必须考虑减少影响目标般负型光阻身會吸收光源量改 善光阻透光性獲良筆直壁面光阻改善方部份光阻已作 光阻厚度76μm厚度30μm线宽间距分辨率
　　 F 电镀程中防止杂质颗粒产生细线路言课题Semi additive制程言电镀先高温镀铜(化学电镀)较冷镀锡槽 镀保护层光阻会热胀冷缩铜线路光阻顶端产生约1μm空隙 镀锡时线边缘会部份锡镀加强保护效果获更线路
　　 G 薄膜技术细线制程薄层CrCu底层金属溅镀镀底材22 μm厚光阻作业Semi additive制程化学铜浸约4Hr光阻底 层薄膜薄Ion milling必作锡保护
　　 H Fully additive种方式作业UV型干膜式增黏剂(Adhesive)压覆 树脂面UV聚合钻孔粗化活化剂(触媒)覆表面光阻定义出 备镀区光阻抗碱UV光光阻固化化铜填入备镀区光 阻身保留成板面部份触媒般锡钯胶体附适厚度启 始化铜反应时保定绝缘电阻

　　外层线路影转移结束抽检通板子Rack送二铜区(线路电镀)进行制程
九 二次铜

91 制程目

制程称线路电镀 (Pattern Plating)全板电镀(Panel Plating)

92 制作流程

　　目前二次铜作业龙门式动电镀线垂直浸镀方式料采手动动设备基介绍面会提外值提迎合build up新式制程传统垂直电镀线法达规格buried hole throwing power等水二次铜电镀线研发届时革命章传统负片二次铜流程加介绍
　　铜面前处理→镀铜→镀锡(铅)

920 Time table(时序图)

　　 含镀槽二铜动电镀线设计槽数少者230者450输送挂架 天车2~3部必须程序控制槽起落停滞时间天车执行RACK流程序等 连串复杂动作电镀时间甚控制设定安培时天车时间路线图称 Time Table拜PLC功愈愈进步赐利计算机性化接口程序设计简便快速

921 铜面前处理

　　 二铜制程镀铜前处理皆In line process化学处理方式般流程
　　　
　　 脱脂→水洗→微蚀→水洗→酸浸→镀铜→水洗…

　　 前处理重点前制程外层线路制作流板面氧化指纹轻微 scun等板面洁加处理予表面活化镀铜附着力良

922 镀铜

9221电镀基础

A 法拉第定律

　第定律─镀液进行电镀时阴极沉积(deposit)金属量通电量成正
　第二定律─镀液中相电量进行电镀时附积出重量化学量 成正

B 电极电位

　　金属浸盐类溶液中时表面发生金属溶成离子离子沉积成金属置换逆反应直某电位达衡常温常压电解稀酸液时白金阴极表面氢气泡做意零值种金属零值极连通做时找种金属氢标准电极电位(NHE Standard Potential Normal Hydrogen Electrode)金属离子间氧化原电位NHE较排列成电化学次序(Electrochemieal Series)电动次序(Electromotive Force Series)
　　原观点言氢活泼金属冠负值排列氢位锌0762表示锌容易氧化成离子容易沉积成金属理少外加0762V镀出：
　　　 Zn + 2 e → Zn 0762 V 　　　　
　氢活泼者冠正值排氢位铜： 　　　　
　 　　Cu + 2 e → Cu + 034 V 　　　　
　愈位者愈容易原镀出说金属态然情况较安定反位者容易生锈

C 电压(Overpotential)：

　溶液中带电物体衡时会存定电位值电位值称衡电位(E0)：该物质产 生反应〔化学（氧化原）物理反应（扩散）等〕时必须赋予额外量种 量电化学领域称予反应电压作电压关系式表示：
　　 η＝V(applied)E°

C1 电镀电压：

　电镀程中电压表现分成列三项：

　　η＝ηct+ηmt+IR(1)

　　ηct：Charge transfer overpotential：电镀反应电压

　　ηmt：Mass transfer overpotential：质传反应电压

　　IR：溶液身电阻

　 电路板言孔表面等位面ηs(surface) ηh(Hole)

　　ηsηhηsct+ηsmt+IRsηhct+ηhmt+IRh(2)

　中ηmt表示带电离子藉Diffusion作通Diffusion layer造成电位差状况图91表示图91显示意义距离(δ)外溶液金属离子浓度视定值数值整槽均浓度(C)相定距离(δ)金属离子浓度会逐渐降浓度降区称 Diffusion Layerδ值　Diffusion layer thickness浓度梯度存(Concentration gradient)会消耗电Mass transfer overpotential存原式表示：

　　ηmt＝（RTnF）(IiL)0082(JJL)(3)

　中JJL分代表电流密度极限电流密度极限电流密度JL表达：

　　JL(nFDCbδ)K(Cbδ)(4)

　系统选定(Cb)操作方式固定(δ)JL值相固定(δ)值会搅拌挂架修正
般言板面搅拌(δ)变JLS造成ηmts低反搅拌方 孔 方垂直孔金属离子易补充搅拌佳造成Cbh偏低δ值偏高 致JLh偏低 ηmtL偏高(ηmth>ηmtsL)IR项溶液电阻形成电压降距离愈长降愈般取板面 IR0孔：

　　EIR(JL22Kd)(5)

　　 J：电流密度 L：板厚 d：孔半径

　 般状况EIR>>0ηmth>ηmtsL

　根式(2)知ηcth>ηcts恒成立孔Charge transfer potential永远表面 Charge transfer potential着板厚愈(Aspect ratio变)两者差值愈

C2电压电镀

　种电压中真正决定电流密度ηct（charge transfer overpotential）电流密度 图92关系：

　图92ηct时电流度变化曲线(极化曲线)容：
　
　　 a 般言系统赋予电压时会相应产生电流电流变化开始时较缓尔会呈稳定升趋极限电流密度J(Limit)
　　 b 述稳定增加区间操作Range般考虑电镀品质选择 JJ(Limit)035~045范围 　　 c 电流密度达JJ (Limit)时便加压电流密度会升
　　 d 予电压分布均局部高η超η1*时会产生氢气造成局部烧焦低电 流效率缺点
　　 e 外加电压太高(ηct>η2*)溶液产生量氢气产生金属粉末

　前述知ηctsηcth成立图92知Jcts>Jcth成立面铜孔铜厚原(Throwing Power TP<1)图92发现相ηctsηcth前题Curve(II)形 成电流密度差(△J2JctsJcth)　Curve(I)(△J2△J1)者(面铜孔铜)电流密 度差较Throwing power 较佳中

　　TP(JcthJcts)(6)

　 佑适降低极化曲线(Plating curve)斜率助TP提升

D 改善Throwing power方法：


a 提高Throwing power方法包括：

　(1) 降低ηctsηcth差值(△ηct)：方法包括：

　　－改善搅拌效果 　
　　－降低IR值包括提高酸度加入导电盐 　
　　－强迫孔流(降低IR) 　
　　－添加改变Charge transfer 力添加剂包括载体光泽剂等 　

　(2) 修正极化曲线：前提藉降低极化曲线斜率降低△J

b 修正极化曲极化曲线方法：

　 (1) 降低金属离子浓度：

　　基电压赋予带电离子反应需量驱反应进行离子愈少维持定 量离子　　定时间反应难度愈高必须予较量结困Jη曲线愈 （见图93 ）图　　项推：

　　　－CuSO4浓度愈低Throwing power愈 　
　　　－述结果推二次铜电镀线路均板子Distribution改善 　
　　　－必须强调CuSO4降低相电路密度消耗量更
　　　降低金属离子外衍生问题面讨

E Additive(添加剂)：见图94

　a 基电镀Additive分两类：

　　－导电盐： 机盐类降低IR
　　－修正极化曲线： 机物

　b Additive 加入极化曲线影响讨

　　机Additive加入会吸附镀物形成孔状Film阻绝作致极化曲线Shift

　　△J△J1降△J2改良TP(TP1(△J Js))

　　机Additive般分子较高分子Diffusion易般表面沉积造成表面吸附Additve孔致孔表面极化曲线致应J值产 生变化△J△J2降△J3TP度提高Additive加入表面吸附作 定值边际效递减作完全没时加入少量影响甚加 改变效果逐渐降低会出现加益反害现象


F 低铜浓度镀液评估

　a 考虑项目包括：

　a1操作电流密度范围：

　　般言极限电流密度浓度存列关系：

　　　 J limita+bCb

　 　　Cb：镀液浓度 ab：常数CuSO4镀液言存关系：

　　　 J limit 18+134 Cb (7)

　　般实际电镀电流密度范围关系：

　　　JJ limit 035~040 (8)

　　根述加整理表结果－铜含量J limit J 值

　　表知低铜镀液操作范围移缩设计必须注意事般言 电流密度超限易导致TP降铜粗现太低易造成白雾现

　a2 Cu+2 累积问题：

　　长期Running程中难免电流效率法维持100导致Cu+2浓度升影响：

　　－浓度升造成Operation range 移导致原设计J值新浓度中偏限操作导致 白雾现象
　　－浓度升导致极化曲线动TP降
　　－浓度升原先Additive适导致电镀品质恶化必需说明现镀液中存低金属浓度镀液中特明显

　b 反应时间改变

　　直觉认电流密度降导致电镀时间加长实然中TP修正效应 表镀1mil孔 铜厚度前题TP需反应时间计算

　表出：

　－原电镀系统TP高降低J值提高TP值贡献限低铜系统法 缩短电镀时间Aspect ratio低板厚低时作法浪费时间降低产

　－Aspect ratio高原板厚TP偏低时着降低电流密度改善TP
某范围缩　　　短电镀时间

　－电流密度太低提高TP会造成电镀时间增加

　c Additive考虑

　　 般Additive机物利该物质吸附电极表面形成孔性薄膜形成电镀Gap造成极化曲线偏移达提高TP改善distribution目般言Additive低电流区吸附效果较差易形成白化问题欲提高低电流区效果般采分子量吸附力较强Additive类物质存列问题：

　　－吸附力强易镀层中残留形成镀层Occlusion导致铜层易Crack降低导电性
　　－分子量东西操作中易老化分解注意添加定期活性碳处理
　　－分子量物质半电性较弱溶液中易Migration吸附阴极

　　修正特性分子量Additive化合物身具水合性强官基(Functional group)类物质分子量时活性处理方式法更新分解分子时会水合性太高难必须　　　　　Dump药液

　　提高TP般Additive分子量接口活力强分子发展状况述三种缺点会逐渐呈现影响评估细线厚板高Aspect ratio板子镀液时必须留意

　d 板厚影响

　　般电镀考虑TP时考虑Aspect ratio事实板厚绝值项重素



9222 镀 铜

A 前言

　　非导体孔壁PTH金属化镀层薄电铜 立进行电镀铜电路板铜导体铜

　　－高导电度(electrical conductivity)
　　－高强度(strength)
　　－高延展性(ductility)
　　－低成

　　镀铜液配槽简单制程蚀刻轻易举加废液(硫酸铜)处理容易铜量装配传统波焊(Wave Soldering)改成锡膏(Solder Paste)树脂胶类定位孔中进行灌锡孔铜负起导电务镀铜品质求更严苛孔径势趋孔壁横(Aspect Ratio)值愈愈Buildup制程带更挑战
两面盲孔等 镀液电流易深入必须设法改善技术升级 探讨镀铜现况趋势

B 镀铜演进

　a 传统式硫酸铜

　　属高铜低酸传统铜液分布力( Throwing Power) 板面厚度分布均匀镀层呈柱状组织(Columnar) 物理性质快业界放弃

　b 高分布力硫酸铜(High Throwing Power)

　　　高分布力硫酸铜改采高酸量低铜量方法基配方着手改进通孔特性添加剂属机染料类镀液中裂解物镀液颜色渐变 镀层延展性恶化酸铜液原蓝色段时间操作竟然会渐渐转变成绿色 活性炭处理会回应蓝色孔铜表现加较整剂(leveling agent)延伸性(Elongation)理想法耐住基板Ｚ方膨胀常通孔肩部膝部发生断裂法通美军规范中热应力(Thermal Stress)测试 温度敏感高电流区容易烧焦粗糙等毛病法业界接受


　c 第三代硫酸铜镀液

　　　业者断改进添加剂 舍弃染料系统 进入第三代硫酸铜镀液时铜层性质已改善通漂锡试验国外厂牌 基配方差
　　　第三代硫酸铜然符合目前市场求产速问题 求板子方孔壁达１mil厚度时25ASF25℃作业条件 需60分钟电镀时间 法应付量作业加年线路板装配方式起革命传统式插孔装配(DIP) 进步表面黏着(SMT)线路孔径变更细更更密孔径变横加 更容易孔铜厚度符合规格

　d 镀铜新发展

　　－高速镀添加剂(High speed additive)
　　－脉电镀(Pulse plating)
　　－药液快速击(Impinge)设备

C 作业实务注意事项

　 a 硫酸铜液成份
　　　 表典型常镀液成份
　 b 成份功：

　　　－硫酸铜供槽液铜离子源配槽时化学级含水硫酸铜结晶溶解时作业中阳极磷铜块解离补充．配液做活性炭处理
(Carbon treatment)假镀(Dummy plate)
　　　－硫酸试药级纯酸硫酸导电溶解阳极功日常操作中铜量 吹气氧化作阳极膜溶解增加液中铜量会渐增酸量会渐减逐日作分析维持酸铜重量101维持良分布力镀液 镀时关掉吹气防铜量升酸量降光泽度消耗
　　　－氯离子助阳极溶解光泽剂发挥功阳极溶解均匀镀层滑光 泽氯离子正常时阳极膜呈黑色量时变成灰白色配液添加水 定纯水加氯气漂白粉（含次氯酸盐）会带入量氯离子
　　　－阳极须含磷002006％铜块面积阴极两倍
　　　－添加剂光泽(Brightner)整(Leveller)载体(Carrier)润湿剂(Wetter) 等功 '安培时'添加补充

　 c 操作设备：

　　　－整流器阴阳极

　　　　　提供电流整流器阴阳极间配线方式非常重
　　　　　 1 配线铜轴直径Flybar须电流拉线距离关
　　　　　 2 阴阳极杆两端配接电流分布均匀
　　　　　 3 参考图95(ab)

　　　 －阳极阳极钛篮阳极袋

　　　　1舍弃前扁型改长条型方便调整位置数量 　　　
　　　　2阳极长度阴极挂架短减少挂架端高电流区烧焦见图96(ab)短少视阴阳极距槽深挂架搅拌方式等实施状况定　　　　
　　　　3阳极袋PP材质前稀硫酸浸段时间 　 　　　　
　　　　4正常阳极膜黑色呈棕色时表阳极中含磷够呈银灰色时表液中氯 离子太成氯化铜般判断尚须槽液分析辅助
　　　　5阳极袋功防止阳极膜屑碎铜粒掉落槽中更换频率约年四次发现 破马换掉

　　　－滤吹气

　　　　1滤镀液流动浮游物滤掉滤速度应时少镀槽全 部镀液循环3次然速度愈愈降低diffusion layer厚度利电镀滤 心5微吋密度达清洁目
　　　　2吹气放置阴极板正方两排45°吹气见图97降低diffusion layer 厚度加速离子补充更帮助光泽发挥作 　
　　　　
　　　－摆动震动

　　　　摆动震动目缩diffusion layer孔残留气泡

　　　－温度

　　　　第三代硫酸铜25℃左右操作温度高会造成添加剂裂解量 增加造成污染非常利省亚热带气候夏天需冷冻降温镀液低15℃时会造成导电良效率降　低冬天做加温设施 减少低温造成粗糙光泽甚烧焦

　　　－安培时动添加

　　　　部份已属标准配备

　d 维护理：

　　　－日常理槽液日常操作滤机中加装活性滤心裂解机物吸附镀层保良性种日常轻度处理延长镀液寿命减少carbon treatment频率
　　　－分析补充日铜浓度硫酸浓度氯离子含量做化学分析根实际结果做调整须注意做长期趋势分析判断否操作异常设定 条件误
　　　－光泽剂补充分析
　　　　1 安培时动添加 　　　　
　　　　2 哈氏槽(hull cell)模拟实验 　　　　　
　　　　3 CVS分析 　　　　　

923镀锡铅

9231 前言

　　二次铜镀锡铅合金目二：

　　 a 蚀刻阻剂 保护覆盖铜导体会碱性蚀铜时受攻击
　　 b 装配焊接 须IR重熔目前已

　　铅体颇害废液处理便宜纯锡电镀已渐取代传统锡铅

9232 镀液配方操作


　　A 标准型配方(Standard Bath)

　　　

　　　阳极组成（60％锡40％铅）阴极面积12搅拌做阴极杆复式机械搅拌连续滤

　　 B 高分布力镀液(High Throwing Power Bath)

　　　

　　　搅拌滤阳极标准液相

　　　高分布液标准液金属浓度量降低时 提高游离氟硼酸量板子会电流密度相差太引起镀层厚度 悬殊差异高分布液金属含量低配液成板子作业带出降低废水 负担相形减轻

C 原理操作
　　成份菜单

　a 钖铅槽氟硼酸系调配药液成份钖铅例0100组成 离子源氟硼酸锡氟硼酸铅镀液中水解成二价锡离子二价铅离子

　b 游离氟硼酸镀液中功阳极溶解增加导电度抑制锡铅盐类分 解尤阻止二价锡氧化成四价锡帮助镀层晶元细腻化扮演着重 角色氟硼酸氢氟酸硼酸二者反应： 　　　　　　
　　　　　 4HF + H3BO3 a HBF4 + 3H2O 　　　
　　逆反应会水解成HFH3 BO3 槽液中挂装硼酸PP 布袋抑制氟硼酸水解

　c 添加剂中蛋白梀Peptone常蛋白梀Peptone 种蛋白质水解成胺基酸程 产物牛肉牛胶酸中水解制成电镀时加防腐剂防细菌败 坏镀液扮演种镀层晶粒细腻化抑制高电流区长树现象(Treeing)增 加增加镀液分布力 含量56gl宜蛋白梀易简单方法分析需 哈氏槽试验作判断方法

　d 镀槽吹气搅拌免产生氧化四价锡沉淀前制程带入硫酸根会铅形成溶 性硫酸铅沉淀般处理方式槽前加槽氟硼酸浸渍防止杂物携 入防止水引入造成水解问题

　e 焊接作镀层钖铅常求电镀钖铅组成40铅60锡般 两金属间会产生接口金属(IMC)铜钖言Cu3SnεphaseCu5Sn6 η phase前者出现焊锡性利表征者焊接初焊接良产物

　f 环保问题 锡铅组成稳定度问题者已改采纯钖作电路板抗蚀金属 纯 钖制程面会提

9233纯钖电镀

　A 镀纯锡种极容易广泛应特定途电镀锡High throwing power
特殊形状凹孔镀件需特殊形状阳极改善电镀分布

　B商业化锡镀槽目前四种氟硼酸锡酸钾卤化锡氟

　C硼酸锡槽：种太需控制槽液阴阳极效率达100般锡电镀氟 硼酸槽中锡+2价锡酸盐槽中锡+4价电镀速率两倍差距操作 温度约32~54℃

　D光泽系统种：蛋白质(Peptone)白明胶(Gelatin)βNaphthol 邻苯二酚(Hydroquinone)等

　E锡槽原加空气搅拌免产生锡氧化生成白色沉淀实务锡阳极电流密度 超25ASF原免锡溶解快槽锡浓度增高

9233 污染影响

　　锡铅镀液容易引起污染金属杂质游流程铜影响锡铅镀层性质装配时 焊性者铜锡铅镀液中铜染浓度超20PPM时镀层立会反映出 种良征状现分述：

　A镀面原正常浅灰色变成昏暗深灰色哈氏槽印证时267 ml槽中搅拌静止镀液中１安培镀10分钟黄铜试片右缘低电流密度处会发现明显变黑情形铜污染明证

　B铜污染会引起镀液中二价锡氧化成四价锡阳极产生较钝层膜甚引 起镀层中氧化铅存造成重熔困难会产生重熔表面砂砾状锡面 (dewet)许坑陷(pimpling)幸　　种法避免铜污染低电流假镀法 做法定时折折状锈钢板成阴极假镀板13 ASF镀时 掉

　C铜外会银锌镉　等存阳极中环境中铁等污染 幸等微量金属污染尚致造成焊性恶化含量时会影响镀液分 布力镀层组成等金属锡铅活泼酸性溶液中容易折镀出 假镀方式掉
　
　D镀液中金属污染外机污染然量蛋白裂解物应定时 活性炭处理掉

93 孔深孔镀铜

　　电路板装配日趋紧密处外减少产品体积增加信息处理容量速度 板子言细线孔必然面问题孔言受击镀铜技术孔Aspect Ratio高时１mil厚孔壁发生狗骨现象镀层种物性通现种规范中种种需突破困难实少应方式


　A 选择高纯度特定助剂特殊整剂高电流处抑制镀层增加低电流处 铜正常登陆严格分析心添加仔细处理保持镀液佳效果

　B改变镀槽设计加阴阳间距离减少高低电流密度间差异

　C降低电流密度15ASF改善整流器出直流纹波量(Ripple)２％行 时电流密度降低5ASF时间换取品质

　D增强镀液进出孔中次数称孔搅拌点重容易解决加强滤 循 环时少２次增加超音波搅拌

　E增加铜浓度增硫酸铜浓度值少101

　F助剂添加应减少光泽剂量增加载体量安培时计理添加定时CVS 分析助剂裂解情形

　G试脉波电流(Pulse Plating)法减少面铜孔铜间差异增加铜层延展性 加添加剂方式镀层整

94水电镀

　　水电镀方式加脉波整流器应彻底克服孔高横细线等极高密度板子电镀瓶颈panel plating已问题pattern plating成功业界造福更
　　欣见国PIOTEC(造利)耕耘领域年目前品质技术已输国外业者表95水电镀垂直电镀较中出重性
　　然水电镀改善处导电方式选择非溶解性阳极带药液补充维持问题等希业者加劲领域独步全球

　二次铜制程介绍告段落制程蚀刻(剥膜→蚀刻→剥锡铅)
十 蚀刻
101制程目

　　线路电镀完成电镀设备取板子做加工完成线路

　　A 剥膜抗电镀途干膜药水剥
　　B 线路蚀刻非导体部分铜溶蚀掉
　　C 剥锡(铅)抗蚀刻锡(铅)镀层 述步骤水联机设备次完工

102 制造流程

　　剥膜→线路蚀刻→剥锡铅

1021剥膜

　　剥膜pcb制程中两step会层线路蚀刻DF剥二外层线路蚀刻前DF剥(外层制作负片制程)DF剥单纯简易 制程般皆联机水设备化学药液NaOHKOH浓 度1~3重量注意事项：

　　A 硬化干膜溶液部份溶解部份剥成片状维持药液效果水洗彻底滤系统效非常重

　　B 设备设计轻刷超音波搅拌确保膜彻底尤外层蚀刻剥膜 线路边二次铜微微卡住干膜必须彻底剥免影响线路品质溶液中加入BCS帮助溶解违环保体害

　　C 文献指K(钾)会攻击锡外层线路蚀刻前剥膜液选择须谨 慎评估剥膜液碱性水洗彻底否非常重层剥膜 加酸洗中防铜面氧化做氧化处理者

1022线路蚀刻

　　节中仅探讨碱性蚀刻酸性蚀刻见四 层制作 10221 蚀铜机构

　　A 碱性环境溶液中铜离子非常容易形成氢氧化铜沉淀需加入足够 氨水产生氨铜错离子团抑制沉淀发生时原 量铜继续溶解铜液中形成非常安定错氨铜离子种二价 氨铜错离子成氧化剂零价金属铜氧化溶解氧化 原反应程中会价亚铜离子)出现
　　反应中间态亚铜离子溶解度差必须辅助氨水氨离子空气中量氧继续氧化成溶二价铜离子成蚀铜氧化剂周复始继续蚀铜直铜量太减慢止般蚀刻机抽风排氨臭外更供新鲜空气加速蚀铜
　　B 述蚀铜反应进行更迅速蚀液中加助剂例：
　　　a 加速剂 Acceletator 促述氧化反应更快速防止亚铜错离子沉淀
　　　b 护岸剂(Banking agent) 减少侧蚀
　　　c 压抑剂Suppressor 抑制氨高温飞散抑制铜沉淀加速蚀铜氧化反应

10222 设备

　A 增加蚀速需提高温度48℃会量氨臭味弥漫需做适抽风抽风量太强时会氨量抽走 济事抽风路中加适节流阀做制

　B 蚀刻品质水池效应(pudding)受限(新鲜药液积水阻挠法效铜面反应称水池效应)板子前端部份over etch现象 设备设计考量

　　a 板子较细线路面较粗线路面
　　b 喷嘴喷液压力调整补偿实际作业结果调整差异
　　c 先进蚀刻机控制板子进入蚀刻段时前面组喷嘴会停止喷 洒秒时间
　　d 设计垂直蚀刻方式解决两面均问题国 见目前国科茂公司制垂直蚀刻机中

10223 补充添加控制

　A 操作条件表

　B 动补充添加 补充液氨水通常极灵敏重计感应 时温度(温度 重差)设定限高限时开始添加氨水直低限停止 时侦测点位置氨水加入口位置非常重免侦测delay 加入氨水浪费成(会溢流掉)

10224设备日常保养

　　A 蚀刻液sludge产生(浅蓝色价铜污泥)成份控制重－尤 PH太高太低造成
　　B 时保持喷嘴堵塞(滤系统保持良状态)
　　C 重感应添加系统定期校验

10225 Undercut Overhang

　　见图101

1023 剥锡(铅)

　　纯锡成份锡铅层镀目仅抗蚀刻蚀刻完毕剥剥锡(铅)步骤仅加工未产生附加价值数点须特注意否成增加次容易完成外层线路处造成良

　　A般剥锡(铅)液直接供货商供应配方种两液型单液型剥方式半溶型全溶型溶液组成氟系H2O2HNO3H2O2等配方

　　B种配方作业潜问题

　　　a攻击铜面
　　　b剥未影响制程
　　　c废液处理问题

　　 剥锡(铅)步骤良设备设计前制程镀锡(铅)厚度控制药液药效理稳定品质
外层线路制作完成进行100检测工作

PCB制造流程说明（集）
十外层检查
111前言
　　般pcb制作会两步骤完成做全检作业线路完成(层外层)二成品章针线路完成检查介绍
112检查方式
1121电测－请参读第16章
1122目检
　　放镜附圆形灯检视线路品质位准确度外层尚须检视孔镀层 品质通常会备10倍目镜做进步确认传统作业模式力须 求相目前高密度设计板子法肉眼检查面介绍AOI 会量
1123 AOI－Automated optical Inspection 动光学检验
　　线路密度逐渐提高求规格愈趋严苛目视加放灯镜已足 滤缺点AOI应
11231应范围
　　 A 板子型态
　　　 －信号层电源层钻孔(外层皆)．
　　　 －底片干膜铜层．(工作片 干膜显线路完成)
　 　B 目前AOI应部分集中层线路完成检测更取代力制程绿漆已作焊垫表面加工 (surface finish) 板子尤BGA板尺寸线细数量单力须求非常惊应领域者技术突破
11232 原理
　　般业界动光学检验CCDLaser两种前者利卤素灯通光线针板面未黑化铜面利反光效果进行断短路碟陷判读应黑化前层线漆前外层者Laser AOI针板面基材部份利基材(成铜面)反射产荧光(Fluorescences)强弱加判读早期Laser AOI双功产生荧光强常需加入少许荧光剂增强效果减少错误警讯基板薄6mil时雷射光常会穿透板材达板子面铜线带误判四功基材身带淡黄色已具增强荧光效果Laser动光学检验技术发展较成熟年AOI灯源力
　　 现更先进激光技术AOI利激光荧光光面金属反射光穿入孔中激光光信号侦测线路侦测力提高许原理图111 图112简单阐释
11233侦测项目
　　厂牌capabilitydata sheet般侦测项目List
　　 A 信号层线路缺点见图113
　　 B 电源接层见图114
　　 C 孔 见图115 D SMT 见图116
　　AOI种非常先进代工检验设备应激光光学智判断软件等技术理完成动作里应注意未发展否完全取代PCB阶段目视检查
十二 防焊
121 制程目
　A 防焊：留出板焊通孔pad线路铜面覆盖住防 止波焊时造成短路节省焊锡量
　B 护板：防止湿气种电解质侵害线路氧化危害电气性质防 止外机械伤害维持板面良绝缘
　C 绝缘：板子愈愈薄线宽距愈愈细导体间绝缘问题日形突 显增加防焊漆绝缘性质重性
122制作流程
　　防焊漆俗称绿漆(Solder mask or Solder Resist)便肉眼检查漆中加入眼睛帮助绿色颜料实防焊漆绿色外尚黄色白色黑色等颜色
　　防焊种类传统环氧树脂IR烘烤型UV硬化型 液态感光型(LPISMLiquid Photo Imagable Solder Mask)等型油墨 干膜防焊型(Dry Film Solder Mask)中液态感光型目前制程宗单元介绍液态感光作业
　　步骤叙
　　　　　　　　　铜面处理→印墨→预烤→曝光→显影→烤
　　述网印式作业coating方式Curtain coating Spray coating等错发展潜力面介绍
1220液态感光油墨简介：
　A 缘起： 液态感光油墨三种名称
　　－液态感光油墨(Liquid Photoimagable Resist Ink)
　　－液态光阻油墨(Liquid Photo Resist Ink)
　　－湿膜(Wet FilmDry Film) 传统油墨方电子产品轻薄短带尺寸精度需求传统网版技术法突破网版力般水准线宽达78mil间距达10－l5mil现追求目标 Five & Five干膜制程密接良焊接问题液态绿漆发展原
　B 液态油墨分类
　　 a电路板制程分类
　　　－液态感光线路油墨(Liquid Photoimagable Etching & Plating Resist Ink)
　　　－液态感光防焊油墨(Liquid Photoimagable Solder Resist Ink)
　　b涂布方式分类
　　　－浸涂型(Dip Coating)
　　　－滚涂型(Roller Coating)
　　　－帘涂型(Curtain Coating)
　　　－静电喷涂型(Electrostatic Spraying)
　　　－电着型(Electrodeposition)
　　　－印刷型(Screen Printing)
　C液态感光油墨基原理
　　a 求
　　　－感光度解度高Photosensitivity & Resolution感旋光性树脂
　　　－密着性坦性Adhesion & Leveling
　　　－耐酸碱蚀刻 Acid & Alkalin Resistance
　　　－安定性Stability
　　　－操作条件宽Wide Operating Condition
　　　－墨性Ink Removing
　　b 成分功
　　　－感光树脂
　　　－感光
　　　－反应性单体
　　　－稀释反应
　　　－感光剂
　　　－启动感光
　　　－填料
　　　－提供印刷操作性
　　　－溶剂
　　　－调整流动性
　　 c 液态感光绿漆化学组成功
　　　－合成树脂(压克力脂)
　　　－UV热硬化
　　　－光启始剂(感光剂)
　　　－启动UV硬化
　　　－填充料(填充粉摇变粉)
　　　－印刷性尺寸安定性
　　　－色料(绿粉)
　　　－颜色
　　　－消泡坦剂(界面活性剂)
　　　－消泡坦
　　　－溶济(脂类)
　　　－流动性 　　
　　利感旋光性树脂加硬化性树脂产生互穿式聚合物网状结构(lnterpenetrating NetWork)达绿漆强度
　　显影利树脂中含酸根键Na2CO3溶液显烘烤键已融入树脂中法洗掉
1221 铜面处理 请参读四层制作
1222 印墨
　A 印刷型(Screen Printing)
　　a 档墨点印刷
　　　网板仅做孔孔环档点阻墨防止油墨流入孔法须注意档点积墨问题
　　b 空网印
　　　做档墨点直接空网印板子印刷机台面幅移动积墨流入孔
　　c 求孔塞墨者般曝光显针孔印次方式居
　　d 网目80~120刮刀硬度60~70
　B 帘涂型(Curtain Coating)
　　1978 CibaGeigy首先介绍制程商品名Probimer52 Mass of Germany首 度展示Curtain Coating设备作业图标见图121
　　 a 制程特点
　　　1 Viscosity 较网印油墨低
　　　2Solid Content较少
　　　3Coating厚度Conveyor速度决定
　　　4混合尺寸厚度求板子起生产次仅单面coating
　　b 效益
　　　1 作业员必熟练印刷技术
　　　2 高产
　　　3 较滑
　　　4 VOC较少
　　　5 Coating厚度控制范围均匀
　　　6 维护容易
　C Spray coating 分三种
　　a 静电spray
　　b air spray
　　c air spray
　　
　　设备水垂直方式法处板面整十时cover性非常 外roller coating方式进行薄coating
1223 预烤
　A 目赶走油墨溶剂油墨部分硬化致进行曝光时黏底片
　B 温度时间设定须参供货商data sheet双面印单面印预烤条件样(谓双面印指双面印时预烤)
　C 烤箱选择须注意通风滤系统防异物四沾
　D 温时设定必须警报器时间必须马出否overcuring会造成显 E Conveyor式烤箱产品质较佳唯空间成须考量
1224 曝光
　A 曝光机选择 IR光源7~10KW量须冷系统维持台面温度25~30°C
　B 量理Step tablet结果设定量 　
　C 抽真空牛顿环会移动
　D 手动曝光机般pin位动曝光机CCD位现高密度板子设计没动位势必法达品质求
1225 显
　A 显条件 药液 1~2 Na2CO3 温度 30±2°C 喷压 25~3Kgcm2
　B 显时间厚度关通常50~60secBreakpoint约50~70
1226 烤
　A 通常显墨硬度足会先进行UV硬化增加硬度免做检修时刮伤
　B 烤目油墨环氧树脂彻底硬化文字印刷条件般150°C30min
123文字印刷
　　目前业界文字印刷放喷锡放喷锡前种程序注意点
　　A 文字沾Pad
　　B 文字油墨选择SM油墨Compatible
　　C 文字清析辨识
124 品质求
　　根IPC 840CSM求分三等级
　　Class 1：消费性电子产品电视玩具单面板直接蚀刻需电镀板类漆覆盖

　　Class 2：般工业电子线路板计算机通讯设备商机器仪 器类厚度05mil
　　Class 3：高信赖度长时间连续操作设备军太空电子设备途厚度少１mil
　　实务表般绿漆油墨测试性质项目供参考
绿漆制程介绍完毕接制程表面焊垫种处理方式
十三 金手指喷锡( Gold Finger & HAL )
131制程目
　A金手指(Gold Finger称 Edge Connector)设计目藉connector连接器插接作板外连络出口须金手指制程选择金 优越导电度抗氧化性金成极高应金手指局部镀化学金bonding pad等图131金手指差入连接器中示意图
　B 喷锡目保护铜表面提供续装配制程良焊接基
132制造流程
　金手指→喷锡
1321 金手指
　A 步骤
　　 贴胶→割胶→动镀镍金→撕胶→水洗吹干
　B 作业注意事项
　　a 贴胶割胶目板子仅露出欲镀金手指部份线路胶带贴住防镀步骤耗力熟练作业员割伤板材现动贴割胶机市成熟须注意残胶问题
　　b 镀镍作金层铜层间屏障防止铜migration提高生产速率节 省金量现输送带式直立进行动镀镍金设备镍液镍含量 甚高镀层应力极低氨基磺酸镍(Nickel Sulfamate Ni(NH2SO3)2 )
　　c 镀金固定基配方金盐 (Potassium Gold Cyanide 金氰化钾简称 PGC ) 外 余种成份专密目前酸性中性甚碱性镀金纯金 纯度高金盐纯白色结晶含结晶水结晶条件结晶细结晶前者高浓度 PGC 水溶液中缓慢稳定然形成者 快速冷搅拌结晶市场者
　　d 酸性镀金(PH 35~50)非溶解性阳极广钛网附着白金钽网 (Tantalam) 附着白金层者较贵寿命较长
　　e 动前进沟槽式动镀金阳极放构槽两旁输送带推动板子行进槽中央电流接通黄铜电刷(槽方输送带两侧)接触板子方突出 槽外线路导入板子进镀槽立接通电流镀槽水洗槽间皆缓室橡胶软垫隔绝降低drag inout减少钝化发生降低脱皮
　　f 酸金阴极效率全新镀液3040 已逐渐老化污染降低15 左右 酸金镀液搅拌非常重
　　g 镀金程中阴极效率降低发生较氢气液中氢离子减少 PH值渐渐升情形种现象钴系镍系二者酸金制程中会发生 PH 值渐升高时镀层中钴镍量会降低会影响镀层硬度甚疏孔度须日测PH 值通常液中量缓导电盐类 PH 值会发生较 变化非常异常情形发生
　
　　h 金属污染 铅钴系酸金言铅造成镀层疏孔 (pore)直接原(剥锡铅制程注意) 超出10ppm良影响 铜项容易带入金槽污染达100ppm时会造成镀层应力破制液中铜会渐镀金层中消带入源铜污染会造成太害处 铁铁污染达50ppm时会造成疏孔需加处理
　 C金手指品质重点
　　a厚度 　
　　b硬度 　
　　c疏孔度 (porosity)
　　d附着力 Adhesion 　
　　e外观针点凹陷刮伤烧焦等
1322 喷锡HASL(Hot Air Solder Leveling)
　　A 历史
　　1970年代中期HASL发展出早期制程谓滚锡(Roll tinning)板子输送进表面沾熔融态锡铅滚轮层薄锡铅转移板子铜表面目前低层次单面硬板单面软板种制程接镀通孔发展锡铅坦度问题垂直板子浸入熔解热锡炉中余锡铅高压空气吹制程逐渐改良成日喷锡制程时解决表面整孔塞问题垂直喷锡计缺点例受热均Pad缘锡垂(Solder Sag)铜溶出量太等1980年初期水喷锡发展出制程力较垂直喷锡众优点细线路15mil锡铅厚度均匀较易控制减少热击减少铜溶出降低IMC层厚度
　　Ｂ 流程
　　垂直喷锡or水喷锡正确制造流程样
　　两种喷锡机示意图见图132图133
　　C 贴金手指保护胶 步骤目保护金手指免渗锡选择重耐热贴紧沾胶
　　D 前清洁处理 前清洁处理意铜表面机污染氧化物等般处理方式
　　　 脱脂→清洗→微蚀→水洗→酸洗(中)→水洗→热风干
　　 脱脂剂者般酸性浸泡方式非喷洒方式程序厂前制程控制状况选择性微蚀关键步骤控制微蚀深度075~10μm(30~40μ in)确保铜面机污染干净否须酸洗(中)视微蚀剂种类见表
微蚀佳方式水喷洒设备维持定微蚀速率控制面水洗热风吹干间隔时间防止氧化情形出现喷锡速度密切搭配生 产速率致
　　属前制程严重问题例SM残留者显影净问题强微蚀 法解决问题
　　前清洁处理坏素影响：
－化学剂种类
－活性剂浓度（氧化剂酸）
－微蚀剂铜浓度
－温度
－作时间
　　 槽液寿命视铜浓度定维持etch rate稳定分析铜浓度控制添加新鲜药液
　E 预热
　　预热段般水喷锡功三减少进入锡炉时热击二避免孔塞孔三接触锡炉时较快形成IMC利锡加进程序然 否浸锡时间须增加尤厚度16mm厚板预热方式烤箱者水方式半IR做预热inline输送控制速度温度16mm厚 度言预热条件应维持表面温度144~174℃间板子高层次高横 (Aspect Ratio)层散热层热传效果非常重公司预热放 Coating flux根实验显示会flux中活性成份破坏利吃锡前述提垂直喷洒式种方式均匀完全涂覆
　　助焊剂选择考虑素非常助焊剂考量黏度酸度（活 性）适范围产品种类制程设备关连譬水喷锡 助焊剂黏度选择必须较垂直喷锡低水喷锡浸锡时间短助 焊剂须较快速度接触板面孔
　　外尚考虑：
－锡炉抗氧化油否兼容
－易清洁残留物
　　易清洁部份flux成份glycol溶水活化剂 HClHBr等酸
　　设备差异flux特质程变化黏度挥发性成份须考虑动添加系统补充液外补充挥发性成份
　F锡铅
　　段程序板子完全浸入熔融态锡炉中液态SnPb表面覆盖乙二醇类（glycol）抗氧化油油须助焊剂兼容步骤重停留时间 高温锡炉中克服板弯问题产生
　　板子锡接触瞬间铜表面产生薄层IMC Cu6Sn5助续零件焊接IMC层般储存环境厚度成长限高温厚度增长快速 反会造成吃锡良垂直喷锡水喷锡极点垂直喷锡进入锡炉瞬间离开锡炉瞬间时间约水喷锡二倍左右整PANEL受热时间 均匀水喷锡板子细滚轮压住板子维持面垂直喷锡直热击板子弯翘问题存公司特设计夹具减少弯翘 情形产减少
　G 整
　　板子完全覆盖锡铅接着高压热风段表面孔余锡铅吹整附着PAD孔壁锡铅热气产生空压机产生高压空气加温 通风刀吹出 温度般维持210~260℃温度太低会液状锡铅表面白雾化粗糙温度太高浪费电力空气压力范围般12~30psi 间视列条件找出佳压力：1 设备种类2 板厚3 孔横4风刀角度距离（板子做基准）
　　列变量会影响整锡铅层厚度整度甚续焊锡性良窳
1风刀结构
2风刀口板子距离
3风刀角度
4空气压力
5板子通风刀速度
6外层线路密度结构
　　中前五项调整佳状况第六项制程设备选择者处理设备极关系例垂直喷锡
PAD缘孔半部会锡垂造成 厚度均孔径问题
　H 清洁处理
　　清洁水洗目残留助焊剂锡炉带出残油类物质洗步骤喷锡程序似没什心建置反会功败垂成 考虑素：
1冷段Holder设计
2化学洗
3水洗水水质水温循环设计
4段长度（接触时间）
5轻刷段
　　成功清洁制程设计必须板子清洗：
1板弯翘维持率
2离子污染必须高标准（般65μgcm2）
3表面绝缘阻抗(SIR)必须达低求（般标准：3×10 9Ω－喷锡水洗35℃ 85RH24时）
133 锡炉中种金属杂质影响
　　喷锡品质坏素复杂述锡炉温度高压喷气温度浸锡时间外颇重素污染程度温度时间控制种方式做监控 杂质inline监控须特殊分析设备做精确分析AA等规模够已化验室者通常化验员做定期分析者提供锡铅 供货商定期取回分析
　　决定锡炉寿命两素铜污染二锡浓度然金属污染异常现象等闲视
　A 铜
　　铜污染产生源清楚铜表面Soldering时会产生层IMC铜migratesSolder中形成种化学μ（Cu3SnCu5Sn6） 着处理面积增加铜溶入Solder浓度会增加饱点036（243 ℃）超饱点时锡面会呈现颗粒状粗糙表面IMC密度低 熔溶态锡铅会nigrate锡铅表面呈树状结晶起粗糙种现会两问题外观二焊锡性PAD表面锡铅含铜浓度高 组配零件会额外增加Wave SolderIR Reflow时设定温度甚根法吃锡
　B 锡
　　 锡铅合金低熔点183℃例6337例制作程变化极差异太造成装配时条件设定良般锡含量例变化 615~635间尚致影响高低范围改变熔点外改变表面张力伴果助焊剂功折扣助焊剂作 清洁铜面达较低状态续装配时高速低温焊锡应会受影响表现预期
　C 金
　　金常见金属污染金手指板产量时更须注意控Solder接触金面会形成IMC层－AuSn4金溶入Solder溶解度铜六倍焊接点 绝伤害金污染solder画面似结霜易脆彻底避免金污染金手指制程放喷旦金污染超限度换新途
　D 锑Antimony
　　 锑焊锡铜间wetting影响含量超出05焊性产生良影响
　E 硫(Sulfur)
　　硫污染会造成严重焊锡性问题百万含量会锡铅起化学反应防止污染性包括进料检验制程中带 入
　 F 表131般容许杂质百分订数字会较严苛污染较高容忍度时污染体仅容忍限 12会造成制程良焊锡性变差制程理者须谨慎事
SMOBC(Solder Mask Of Bare Copper)喷锡制程完成进行成型步骤(十五)
十四 焊垫表面处理(OSP化学镍金)
141 前言
　　锡铅长期扮演着保护铜面维持焊性角色 熔锡板喷锡板数十年光阴碰 法克服难题非代制程
　A Pitch 太细造成架桥(bridging)
　B 焊接面坦求日严
　C COB(chip on board)板量设计
　D 环境污染 章两种常制程OSP化学镍金介绍
142 OSP
　　 OSPOrganic Solderability Preservatives 简称中译机保焊膜称护铜剂英文称Preflux章护铜剂称
1421
　 种类流程介绍
　A BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLE
　　BTA白色带淡黄嗅晶状细粉酸碱中安定易发生氧化原反应 金属形成安定化合物ENTHON溶甲醇水溶液中出售作铜面抗氧化剂(TARNISH AND OXIDE RESIST)商品名CU55CU56CU56处理铜面产生保护膜防止裸铜迅速氧化
　　操作流程表
　B AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX早期ALKYLIMIDAZOLE作护铜剂开始日四国化学公司首先 开发商品1985年申请专利蚀刻阻剂(ETCHING RESIST)色呈透明检 测易未量推出GLICOAT等系衍生
　　GLICOATSMD(E3)具特性：
　　－助焊剂相容维持良焊锡性
　　－耐高热焊锡流程
　　－防止铜面氧化
　　 操作流程表
　　C ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE
　　日三公司开发品名CUCOAT A 种耐湿型护铜剂 铜原子产生错合物 (COMPLEX COMPOUND)防止铜面氧化类锡膏皆相容焊锡性正面效果
　　操作流程表
　　D 目前市售相关产品种代表厂家：　
　　　醋酸调整系统：
　　　　GLICOATSMD (E3) OR (F1)
　　　　WPF106A (TAMURA)
　　　　ENTEK 106A (ENTHON)
　　　　MEC CL5708 (MEC)
　　　　MEC CL5800(MEC)
　　　甲酸调整系统：
　　　　SCHERCOAT CUCOAT A
　　　　KESTER
　　半药液成长速率快升温操作水蒸发快速PH控制易PH提高时会导致MIDAZOLE溶产生结晶须PH调回般采醋酸(ACETIC ACID)甲酸 (FORMIC ACID)调整
1422
　　机保焊膜般约04μm厚度达次熔焊目然廉价操作单纯缺点：
　A OSP透明易测量目视难检查
　B 膜厚太高利低固含量低活性免洗锡膏作业利焊接Cu6Sn5 IMC易形成
　C 次组装必须含氮环境操作
　D 局部镀金作OSP操作槽液中含铜会沉积金某产品会形成问题
　E OSP Rework必须特心
143 化学镍金
1431基步骤
　　脱脂→水洗→中→水洗→微蚀→水洗→预浸→钯活化→吹气搅拌水洗→电镍→热水洗→ 电金→回收水洗→处理水洗→干燥
1432电镍
　A 般电镍分置换式催化式配方极者高温镀层品质较佳
　B般常镍盐氯化镍(Nickel Chloride)
　C般常原剂次磷酸盐类(Hypophosphite)甲醛(Formaldehyde)联氨 (Hydrazine)硼氩化合物(Borohydride)硼氢化合物(Amine Borane)
　D螯合剂柠檬酸盐(Citrate)常见 E槽液酸碱度需调整控制传统氨水(Amonia)配方三乙醇氨(Triethanol Amine)调整PH氨水高温稳定时具柠檬酸钠结合镍金属螯合剂镍利效沉积镀件
　F选次磷二氢钠降低污染问题含磷镀层品质极影率
　G化学镍槽中种配方
　配方特性分析
　　aPH值影响：PH低8会混浊现发生PH高10会分解发生磷含量沉 积速率磷含量明显影响
　　b温度影响：温度影响析出速率低70°C反应缓慢高95°C速率快 法控制90°C佳
　　c组成浓度中柠檬酸钠含量高螯合剂浓度提高沉积速率降磷含量螯合 剂浓度增加升高三乙醇氨系统磷含量甚高155
　　d原剂次磷酸二氢钠浓度增加沉积速率增加超037M槽液分解现 浓度高高反害磷含量原剂间没明确关系般 浓度控制
O1M左右较洽
　　e三乙醇氨浓度会影响镀层磷含量沉积速率浓度增高磷含量降低沉积变慢 浓度保持约015M较佳调整酸碱度作金属螯合剂
　　f探讨知柠檬酸钠浓度作通调整效改变镀层磷含量
　H般原剂分两类
　　次磷酸二氢钠(NaH2PO2H2O Sodium Hypophosphate)系列硼氢化钠(NaBH4Sodium Borohydride)系列硼氢化钠价贵市面次磷酸二氢钠 般公认反应
　　 [H2PO2] + H2Oa H+ +[HPO3]2 + 2H(Cat) (1)
　　 Ni2+ + 2H(Cat)a Ni + 2H+(2)
　　 [H2PO2] + H(Cat)a H2O + OH + P(3)
　　 [H2PO2] + H2Oa H+ + [HPO3]2 + H2(4)｝
　　 铜面呈非活化性表面产生负电性达启镀目铜面采先长电钯方式 反应中磷析412含磷量常见镍量时镀层失弹性磁性脆性光泽增 加利防锈利线焊接
1433电金
　　A电金分置换式镀金电金前者谓浸镀金(lmmersion Gold plating) 镀层薄底面镀满停止者接受原剂供应电子镀层继续增厚电镍
　　B原反应示性式 原半反应 Au+ + e + Au0 氧化半反应式 Reda Ox + e 全反应式 Au+ + Red aAu0 + Ox
　　 C化学镀金配方提供黄金源错合物促成原原剂必须螯合剂安定剂 缓剂膨润剂等发挥效
　　D化学金配方组成功：
　　E部份研究报告显示化学金效率品质改善原剂选关键早期甲醛期 硼氢化合物中硼氢化钾普遍效果佳种原剂效果更理想代表反应式：
　　原半反应 Au(CN)2 + ea Au0 + 2CN
　　
　　氧化半反应式 BH4 + H2O a BH3OH + H2
　　　　　　　BH3OH + 30H a BO2 + 32H2 + 2H20 +3e
　　全反应式 BH3OH+3AU(CN)z+30H` BOz吐 + 2Hz+2H0 +3Auo　 6CN
　　F镀层沉积速率氢氧化钾原剂浓度槽温提高提升氰化钾浓度增加降低
　　G已商业化制程操作温度9O℃左右材料安定性考验
　　H细线路底材发生横成长产生短路危险 I薄金易疏孔易形成Galvanic Cell Corrosion K薄金层疏孔问题含磷处理钝化方式解决
1434制程重点：
　　A碱性脱脂： 防止钯沉积时横扩散初期柠檬酸系清洁剂绿漆疏水性碱性清洁 剂效果较佳时防止酸性清洁剂造成铜面钝化采磷酸盐系直炼非离子性 清洁剂容易清洗诉求
　　B微蚀 目氧化获新鲜铜面时达绝粗度约0510μm铜面镀镍金 获相粗度结果助线时拉力配槽SPS 150gl加少量盐酸保持氯 离子约2OOppm 原提高蚀刻效率
　　C铜面活化处理 钯约3ppm操作约40℃ 分钟氯化钯铜面钝化硫化钯快较镍结 合力然硫化钯较适钯作时会少量Cu+会产生原成
Cu 氧化成Cu++成铜原子沉积会影响钯原钯原利须吹气搅拌风量约 0~O15M3M2*min促亚铜离子氧化释出电子原钯完成电镍沉积动作
　　D活化水洗 防止镍层扩散清线路间残钯重强烈水洗稀盐酸浸渍转化死角 硫化钯防止镍扩散促进镍原热水预浸助成长均匀性想法提高活 性面积高低电压差皆提高活性差异变达均目
　　E电镍 操作温度85±5℃ PH45~48镍浓度约49~51 gl间槽中应保持镍浓度低55 否氢氧化沉淀低45gl镀速会减慢正常析出应15μmHrBath loading应保持约05~15)dM2l镀液5 gl标准镍量5Turn必须更槽 否析出镍品质会变差镍槽316锈钢制作槽体事先50硝酸钝化槽壁 外加电解阳极防止镍沉积阴极接搅拌叶通02~04 AM2(0018~0037 ASF)低 电流须注意桨叶区产生气泡否代表电流太强镍镀层太厚必须烧槽建浴操 作应维持PH5~47间NaOHH2S04调整PH低48会出现混浊槽液老化PH 操作范围会逐渐提高维持正常析出速度线路底部死角易留置反应留 残碱 绿漆产生利影响 必须加强搅拌震动残碱气泡
　　F电镍磷含量 般电镍次磷酸二氢钠原剂镀层会含定量磷约4~6部份呈结 晶状苦含量6~8 中含量数呈非结晶状高达12全呈非结晶组织 线言中磷含量硬度500~600HV佳焊锡性9般添加四回 析出磷含量会达10应考虑换槽线厚度应130μ
　　G电金
　　柠檬酸错合剂化学金槽含金 5gl槽体PP材质PH51~53时铜作PH45~48时镍作实行镀金PH柠檬酸调整般操作温度85℃厚度会停止25μ左右约五分钟达厚度高温度固然加快成长结晶粗反防蚀力较差半采置换反应会少镍溶入液中良理镍浓度超2OOppm 40Oppm时金属外观附着力变差药水甚变绿变黑时必须更槽金槽铜离子极敏感2Oppm析出会减缓时会导致应力增镀镍宜久置免钝化法析镀镍水洗完应速进入金槽时特定状况作10柠檬酸浸泡进入金槽改善结合力镀金镀面难免部份疏孔镀件水洗应道封孔处理底层镍机磷处理增加耐蚀性
144 结语
　　A OSP制程成低操作简便通常终检电测完包装前作业制程须装配厂修改设备 制程条件重工性较差普度佳双方努力
　　B 化镍金制程成极高会锁定某领域板子COBIC Substrate等会普化
　　C 目前较低成化镍金功产品PdNiSn Organic Silver等陆续会做探讨
十五 成型(Outline Contour)
151制程目
　　板子符合客户求规格尺寸必须外围没边框板子Panel出货（连片）须进行道程序谓Vcut客户Assembly前轻易Panel 折断成PiecesPCB金手指规定容易插入connector槽沟须切斜边（Beveling）步骤
152 制造流程
　　外型成型(Punching or Routing)→VcutaBeveling ( 倒角 )→清洗
1521外型成型
　　外型成型方式PCB演变致方式：
15211 Template模板
　　早期手焊零件板子尺寸客户组装产品容纳范围尺寸容差求较严苛甚板孔成型边尺寸意裁剪方式单片出货
　　演变尺寸求较严苛样时板子套事先客户求尺寸做模板(Template)手动铣床Template外型旋切量须委外制作模具(Die)床型早期单面简单双面板通常成型方式
15212 型
　　型方式量生产较CARE板边粗糙度板屑造成影响时考虑 型生产成　　较routing低流桯
　　　模具设计→模具发包制作→试→First Article量测尺寸→量产
　　a 模具制作前设计非常重考虑素例举：
　　　(1) PCB板材(例FR4CEMFRI)等
　　　(2) 否孔
　　　(3) Guide hole (Aligned hole)选择
　　　(4) Aligned Pin直径选择
　　　(5) 床吨数选择
　　　(6) 床种类选择
　　　(7) 尺寸容差求
　　 b 模具材质耐程度
　　目前国制作模具厂商水准错材料选热处理加工次数尺寸容差等日较尚逊筹然价格差异相
15213 切外型
　　板子层次技术提升装配方法改变加模具型限制 例模具高价修改弹性佳精密度较差CNC Routing应愈愈普遍
　A 切外型外应：
　　a 板挖空(Blank)
　　b 开槽slots
　　c 板边须部份电镀
　B 作业流程：
　　CNC Routing程序制作→试切→尺寸检查(First Article)→生产→清洁水洗→吹干→烘干
　a 程序制作
　　目前CADCAM软件没Support直接产生CNC Routing程序功部份须DRAWING尺寸图直接写程序注意事项：
　　 (1) 铣刀直径选择须研究清楚尺寸图规格包括SLOT宽度圆弧直径求(尤转角)外须考虑板厚STACK厚度般标准18 in直径Routing Bits
　　 (2) 程序路径铣刀中心点准须铣刀半径offset考虑进
　　 (3) 考虑片排版出货客户折断容易程序设计时处理方式见图151 　
　　 (4) 板边部份须电镀规格PTH前先行做出Slot见图152 　
　　 (5) Routing Bit作业时会偏斜(deflect)产生补偿值应算入
　 b 铣刀动作原理
　　般铣刀转速设定6000~36000转分钟动作应该时钟转动作板子侧面产生切削作外出现种板子压迫力量设计成反时针转会发生拉起力量利切外形整制程
　　 1 铣刀构造
　　 图153 铣刀横切面重点构造介绍 Relief Angle浮离角：减少基材摩擦减少发热 Rake Angle(抠角)chip(废屑)切断抠起角度愈时力量较反较Tooth Angle(Wedge Angle)楔尖角：routing bit齿楔形形状设计考虑锐利坚固耐
　　 2 偏斜 ( deflect )
　　切外型程中会偏斜情形偏斜影响精准程度必须减少偏斜值程序完成初次试切时必须量出偏斜做补偿 合尺寸规格量生产
　　 影响偏斜素致：
　　－板子厚度
　　－板材质
　　－切方
　　－转速 根素面探讨减少偏斜降低造成偏差
　　－铣刀必须标准化直径齿型等
　　－针板材选择适铣刀
　　－根材质找出转速切速FR4材质24000转分钟切速般言速度愈　　　快偏斜值愈反愈
　　－必设定两次样路径偏斜较尺寸部份铣
　　－铣刀进行路径遵守原：切板外缘时时针方切板孔片间槽沟时逆时针方　　　进行见图154 解说
　 C 辅助工具
　　NC ROUTING设备评估坏辅助工具部份重占例非常高辅助工具定义板子正确定位效率板子排屑渣功图155(ab)辅助工具说明
　　1机械台面(Machine Plate)必须工作面板位PIN固定尺寸通常14 in左右
　　2工作面板(Tooling Plate)通常机械台面稍途bushings支SPINDLE中心线槽构(Slot)
　　3Subplates：材质Benelax亚麻布酚醛树脂做成表面须切板子形状事先切出正式切板时板屑(chips)排掉时必须做出板子固定PIN孔孔径般18 in次生产料号时先holdingpins紧密固定pin 孔(ping孔选择成型)然片板套(piece 23pin孔)STACK1~3片视求尺寸容差PIN孔位置应该做成型程序时起计算进减少误差
　D作业技巧
　　外型尺寸求精度PN客户PN会设定定位孔样种切型固定方法应种方法单piece(分离)尺寸必须015 in(般18in Router)
　　1Pin孔方法：法找出成型Pin孔时图156 方式作业a先切单piece 三边b残胶　　胶布图贴住已切piece剩边切TAPE拉起 时道单Piece取出法特征　　　：
　　准确度：±0005in
　　速度：慢（极piece需切开板子)
　　STACK：STACK仅置１panel
　　2单Pin方法：见图157指示须序切法特征
　　准确度：±0005in
　　速度：快
　　STACK：STACK片置放
　　 3双pins方法：见图158 法准确度高须铣两次第次般标准速度 偏斜产生　　须切第二次第二次速度加快200inmin特征：
　　准确度：±0002in 　
　　速度：快（板pin较紧速度稍慢单pin）
　　STACK：片
152 Vcut（Scoring VGrooving）
　　Vcut种须直长快速切型方法须已做出方型外型（routingpunching）进作业见图159时常单piece复杂外型时
1521相关规格
　A VGroove角度见图1510 般限定30°~90°间避免切板线路太接
　B Vcut设备身机械公差尺寸准度约±0003in深度准度约±0006in公司业务品　　员客户讨制订相关制程力规格应该视厂设备力勿订出做规格
　C材质板厚规格FR4说0060in厚web厚约0014in然深度均等　　否容易弯翘发生CEM3板材0060in厚约留web 0024inCEM1留web 0040in含纸质　　较易折断
　D厚薄板子制程设备力关外太薄板子走流程意义（通常　　0030in厚度做Vcut设计）客户成型板边粗糙度求PCB厂切PANEL　　设计Vcut制程切深直接折断成piece出货
　E Vcut深度控制非常重 板子坦度机台行度非常重专IPQC量测深度量规供　　
1522设备种类
　A 手动：般板边做基准皮带输送切刀做X轴尺寸调整深度调整
　B 动CNC：种设备板边定位孔固定CNC程控Vcut板子坐标做跳刀(Jump 　　scoring)处理深度动调整片板子处理深度产出速度非常快
153金手指斜边(Beveling)
　　PCB须金手指(　Edge connectors )设计表示Card类板子装配时必须插入插槽插入利须做斜边设备手动半动动三种重点规格须注意见图1511 般客户DRAWING会标清楚
　　A θ°角般30°45°60°
　　B　Web宽度般视板厚定板厚0060inweb约0020in
　　C　HD公式推算客户会Drawing中写清楚
154清洗
　　机械成型加工板面孔Vcutslot槽会许板屑定清干净般清洗设备流程
　　loading→高压洗→轻刷→水洗→吹干→烘干→冷→unloading
1541注意事项
　A 道水洗步骤出货前次清洗须离子残留考虑进
　B 已Vcut须注意轻刷条件输送
　C 板输送结构设计须特注意
155 品质求
　　尺寸公差求越趋严苛First Article 确实量测设备维护更做时保持容许公差
接制程电测外观检验
十六 电测
161 前言
　　PCB制造程中三阶段必须做测试
　　 1层蚀刻
　　 2外层线路蚀刻
　　 3成品
　　着线路密度层次演进简单测试治具日泛治具测试 导电材料辅助测试早发现线路功缺陷板子 rework分析探讨做制程理改善终提高良率降低成
162 测试
　　非制程中板子未良板区分出流入 制程势必增加许必成 观PCB制造史发现良率 直提高制程控制改善 报废降低改善品质ISSURE持续 进行着会逐次提高良率
　A 电子产品生产程中失败造成成损失估计阶段愈早发现挽救成愈低图161普遍接受预估PCB 阶段发现良时补救成称The Rule of 10'S 举简单例子空板制作完成断路测试时未测出板 子出货客户组装零件已装炉钖IR重熔测试时 发现般客户会空板制造公司赔偿零件损坏费重工费检验费 空板测试发现做补线顶报废板子设更幸 装配测试未发现整部计算机话机汽车组装成品做测试 发现损失更惨重连客户会失
　B 客户求 百分百电性测试客户会求进货规格PCB 制造商客户必须测试条件测试方法达成致规格 列两 方面须清楚写
　　1测试数源格式
　　2测试条件电压电流绝缘连通性
　　3治具制作方式选点
　　4测试章
　　5修补规格
　C 制程监控 PCB制造程中通常会2~3次100测试 良板做重工
测试站佳分析制程问题点资料搜集方统计 断短路绝缘问题百分重工分析发生原 整理 数利品手法找出问题根源解决通常数 分析纳面种类解决方式
　 1 纳成某特定制程问题譬连底材料凹陷断路压板 环境洁(含钢板残胶)造成局部面积范围细线断路例高 干膜曝光抬面吸真空局部良问题诸类品 制程工程师做验判断解决某制程操作问题
　 2 成某特料号问题问题客户规格厂制程 力某突者数某合理方会特 突出料号制造良通常问题呈现须历段时 间数量测试显现出问题针独立料号加 改进甚更改制程
　 3 特定属作业疏忽制程力造成良问题较困难做 纳分析必须成获利间差异考量须添购设备 做工治具改善
　D 质量理 测试数分析做品系统设计参数改变 断提升 品质 提高制程力 降低成
163测试良种类
　A 短路
　　 定义：原设计两条通导体发生应该通电情形
　　 见图162
　B 断路
　　 定义：原设计回路二点应该通电发生断电情形
　　 见图163 (ab)
　C 漏电(Leakage) 回路导体高抗通路测试发生某种程度连通情形属短路种发生原离子污染湿气
164电测种类设备选择
　　电测方式常见三种：1专型(dedicated) 2泛型(universal) 3飞针型 (moving probe) 面会逐介绍决定种型式考虑列素：1 测数量2料号数量3版变更类频繁度4技术难易度 5成考量 图164数量寡测试种类成关系 图165制程技术须求测试方式种类关系 外特殊测试方式 会简述二
　A 专型(dedicated)测试 专型测试方式取专型治具 (Fixture) 仅适 种料号料号板子测试回收 (测试针 外)
　　 a 适
　　　 1测试点数单面10240点双面8192点测
　　　 2测试密度0020 pitch测然探针制作愈愈细 0020 pitch测成极高测试稳定度较差会影响种测试方式决定
　 　b 设备 价位便宜种测试点数寡价格台币40200 万须求动板分类良品良品功 价格更高
　　 c 治具制作 治具制作数CADGerbernetlist产生选点 编号压克力测试针盘钻孔带(含SMT焊垫动带)测试程序 等计算机加处理
　　　 1 制作程序 选点→压克力(电木板)钻孔→压针套→绕线→插针→套FR4板
　　　 2 针种类选择 现针号21000…直60pitch愈须愈0针 图166类型探针适方式
　　 d 测试
　　　 找出标准板→记忆数→开始测试
　　e 找点修补
　　　找点方式两种
　　　 1手制点位图透明Mylar做出板样测试点位置编 号序线连接
　　　 2利标点机工作站屏幕显示问题线立板 找正确位置 标示出正确位置进行确认修补进行重测确认程中 通常会三电表做工具判断
　　 f 优缺点　优点
　　　　　　　　　1Running cost低
　　　　　　　　　2产速快
　　　　　　　 缺点
　　　　　　　　　1治具贵
　　　　　　　　　2set up慢
　　　　　　　　　3技术受限
　B 泛型(Universal on Grid)测试
　　 a Universal Grid观念早1970年代介绍基理PCB线路LayoutGrid(格子)设计 Grid间距0100见图167者密度观点100pointsin2尔观念线路密度Grid距离称 板子电测方式取G10基材做Mask钻满on grid孔板子须测试点插针余插治具制作简易快速针重复
　　 b Ongrid test 板子layout孔pad皆ongrid01000050测试ongrid测试问题见图168
　　 c Offgrid test 现高密度板间距太密已ongrid设计属Offgrid测试见图169 fixture特殊设计
　　 d 先进测试确认修补技术员CAM Workstation执行key boardmouse移动xy坐标层板层次线路颜色重迭显示 屏幕找点确认非常简易
　　 e 优缺点 　优点
　　　　　　　　　1治具成较低
　　　　　　　　　2setup时间短样品量产适合
　　　　　　　　　3测较高密度板
　　　　　　 　 缺点
　　　　　　　　　1设备成高
　　　　　　　　　2较适合量产
　C 飞针测试(Moving probe)
　　 a 须制作昂贵治具理简单仅须两根探针做xyz移动逐测试线路两端点
　　 bccd配置矫正板弯翘接触良
　　 c测速约10~40点秒等
　　 d优缺点
　　　优点1极高密度板MCM测试皆问题
　　　　　 2须治具适合样品量产
　　　缺点1设备昂贵
　　　　　 2产速极慢
　D 测试方式
　　a 非接触式EBean
　　b导电布胶
　　c电容式测试
　　d发表刷测(ATGSCAN MAN)
十七终检
171 前言
　　PCB制作进行品质检验检验容分项目：
　　 A 电性测试
　　 B 尺寸
　　 C 外观
　　 D 信赖性
　　A项电测十六章介绍章针三项LIST般检验项目外列出国际间惯相关PCB制造规范供家参考
1721尺寸检查项目(Dimension)
1外形尺寸 Outline Dimension
2尺寸板边 Hole to Edge
3板厚 Board Thickness
4孔径 Holes Diameter
5线宽 Line widthspace
6孔环 Annular Ring
7板弯翘 Bow and Twist
8镀层厚度 Plating Thickness
1712外观检查项目(Surface Inspection)
基材(Base Material)
1白点 Measling
2白斑 Crazing
3局部分层起泡 Blistering
4分层 Delamination
5织纹显露 Weave Exposure
6玻璃维纤突出 Fiber Exposure
7白边 Haloing
二表面
1导体针孔 Pin hole
2孔破 Void
3孔塞 Hole Plug
4露铜 Copper Exposure
5异物 Foreign particle
6SM 沾PAD SM on Pad
7孔少孔 ExtraMissing Hole
8金手指缺点 Gold Finger Defect
9线边粗糙 Roughness
10SM刮伤 SM Scratch
11SM剥离 SM Peeling
12文字缺点 Legend(Markings)
1723信赖性(Reliability)
1焊锡性 Solderability
2线路抗撕强度 Peel strength
3切片 Micro Section
4SM附着力 SM Adhesion
5Gold附着力 Gold Adhesion
6热击 Thermal Shock
7离子污染度 Ionic Contamination
8湿气绝缘 Moisture and Insulation Resistance
9阻抗 Impedance
　　述项目仅列举重点须视客户规格求厂制项目逐项进行全检抽检白蓉生先生99年微切片手册非常精彩容值家参阅
173相关规范
A IPC规范
编号 容
IPCA600 PCB允收规格
IPC6012 硬皮资格认性检验
IPC4101 硬板基材规范
IPCD275 硬板设计准
IPCMF150 铜箔相关规格
ISTD003A PCB焊性测试
IPCJPCA6202 单双面FPCB性规范
IPCTM650 种测试方法
IPCSM840 SM相关规范
IPC2315 HDIMicrovias设计准
B Military规范
编号 容
MILP55110 硬板规范
MILP50884 软板软硬板规范
MILP13949 基材规范
MILSTD105 抽样检查规范
C
　　UL 796 PCB安规
结语：
　　品检PCB厂耗力制程然属品部份制前设计考量制程力予修正种条件良率提升站力成降低现检验设备法取代工处

　　 未公司会针品检方面提供图文问题解决容互动训练光盘供业界
十八 包装(Packaging)
181 制程目
　　包装道步骤PCB厂中受重视程度通常制程中STEP原方面然没产生附加价值二方面台湾制造业长久注重产品包装带法评量效益方面日做细心观察日家电子日品甚食品等样功会宁愿花钱买日货崇洋媚日关消费者心态掌握特包装独立出探讨PCB业者知道改善会成效出现Flexible PCB通常片数量极日公司包装方式某产品形状特开模做包装容器（见图181）方便保护
182早期包装探讨
　　早期包装方式见表时出货包装方式详列缺失目前然厂方法包装
　　日国PCB产扩充极速部份外销竞争非常激烈仅国厂间竞争更前两美日PCB厂竞争产品身技术层次品质受客户肯定外包装品质更须做客户满意
　　 点规模电子厂现会求PCB制造厂出货包装必须注意列事项甚直接予出货包装规范
　　　　 1必须真空包装
　　　　 2迭板数尺寸太限定
　　　　 3迭PE胶膜覆紧密度规格留边宽度规定
　　　　 4PE胶膜气泡布(Air Bubble Sheet)规格求
　　　　 5纸箱磅数规格
　　　　 6纸箱侧置板子前否特规定放缓物
　　　　 7封箱耐率规格
　　　　 8箱重量限定
　　 目前国真空密着包装(Vacuum Skin Packaging)异点仅效工作面积动化程度
182真空密着包着(Vacuum Skin Packaging)见
1821操作程序
　　A 准备：PE胶膜定位手动操作机械动作否正常设定PE膜加热温度吸真空时间等
　　B 堆栈板：迭板片数固定高度固定时须考虑堆放产出省材料原：
　　　 a迭板子间距视PE膜规格(厚度)(标准02mm)利加温变软拉长原理吸真空时覆板子气泡布黏贴间距般少迭总板厚两倍太浪费材料太切割较困难极易黏贴处脱落者根法黏贴
　　　 b外侧板边缘距少须倍板厚距离见图183示意图
　　　 cPANEL尺寸述包装方式浪费材料力数量极类似软板包装方式开模做容器做PE膜收缩包装方式须征求客户意迭板子间留空隙硬纸板隔开取恰迭数(见图184)底硬纸皮瓦楞纸承接

　　C 启动：A启动加温PE膜压框带领降罩住台面B底部真空pump吸气紧贴电路板气泡布黏贴C加热器移开冷升起外框D切断PE膜拉开底盘迭切割分开(见图185连续图示)
　　D 装箱：装箱方式客户指定必须客户装箱规范客户未指定须保护板子运送程外力损伤原订立厂装箱规范注意事项前面提尤出口产品装箱更须特重视
　　E 注意事项：
　　　 a 箱外必须书写信息口麦头料号(PN)版周期数量重等信息Made in Taiwan(出口)字样
　　　 b 检附相关品质证明切片焊性报告测试记录种客户求赖测试报告客户指定方式放置中 包装门学问心做省该发生麻烦
19未趋势(Trend)
191前言
印刷电路板设计制造技术基材变革弓受电子产品设计面变化影响外年更推动力半导体封装技术发展快速两产业发展影响PCB产业趋势做关连性探讨
192电子产品发展轻薄短高功化高密度化高性低成化潮流典型发展计算机演变通讯技术革新见图191192配合电子产品革新电子组件极变革高脚数型化SMD化复杂化面演进压力
193半导体言尺寸细密化功元化促半导体需求接点升高信息媒体化尤高品质影传输需求日益增加限空间放入更功组件成半导体构装迫切需求电子产品单价高需求相非常快寿命求较长应领域较受限制相天电子产品化机动化全民化消耗品高速化订定标准符实际需尤简单半导体产品导线架封装较复杂产品采陶磁金属真空包装整体成电性尚满足早期需求低单价高传输速率高脚数化需求整体封装产业型态改观图193IC PACKAGING演变图194(abcde)示意图
194印刷电路板影响
　　早期电路板定位母板适配卡载板格局势必应电子产品转变需作调整赋予全新观念电路板辅助电子产品发挥功重组件电路板种构装种促构装组件效连结构装
　　电路板型态极举建承载电子组件配置电路称电路板般定义Rigid PCBFlexiblePCB两种电子零件元化组件连结方式分野愈加模糊电路板角色变分界清例引脚BONDING三种方法(图195)种电路板半导体直接连接方式MCM (Multichip Module)芯片装片电路板封装基板种组合结构界限模糊化促电路板家族许产品性发挥电路板功外时达构装基目
　　 1传导电(Power distribution)
　　 2传导讯号(Signal connection)
　　 3散热(Heat dissipation)
　　 4组件保护(Protection)
　 　　见图196
　　电路板高密度化信号加速电力密集构装考量整体电路板构装相关性愈愈高
195印刷电路板技术发展趋势
　　两方面探讨现未PCB制程技术发方
1951高密度细线薄形化发展
　　然高密度定义见表
　　表国正努力目标 甚超越IPC尖端板定义 BuildUP解决类艰难板子方式图197描述BuildUP制程应选择
1942封装载板应
　　传统QFP封装方式超208脚良率会升高Motorola发展出球脚数组Ball Grid Array封装方式天说BGA已站稳领导位然陆续设计应脱离架构
　　图198(ab)清楚IC封装ILBOLB方式Substrate性求做国PCB厂陆续国外签约授权技术移转制造BGAProlinxVBGATesseraμBGA等
　　ABGA基板
　　　半导体接点增细密化封装形态线发展面设计 谓外围(Peripheral) to数组( Array) 趋势业界封装利略 分析般认方英寸接点208点导线架超 出必须方式例TAB BGAPGALGA等类封 装属数组式封装BGA(Ball Grid Array)六七年前Motorola公司发 展出封装结构 制程代表性作法图199 板结构层板封装形态种结构称 BGA然果片基板颗芯片封装MCM型 BGA目前BGA途计算机芯片组绘图媒体芯片CPU 等
　　B CSP(Chip Scale Package)基板
　　　身形轻薄形电子配件更细致化封装更薄包装形式 必性封装走数组化外走接点距离细密化路CSP中文 名称目前数翻译芯片级封装定义 [ 封装面积 < 芯片面积*12 ] CSP般说CSP外观BGA型式 出CSP种封装定义种特定产品 目前应低脚数产品例存等芯片许 包装高脚数言定困难度目前应普遍 典形CSP断面图图1910
　　C 加成式电路板(Build up process)
　　　Build up电路板种板子形式作法着电路板轻薄短 快功整合需求高密度电路板发展必然需求尤特定产品加成式作法定利价值促高密度化实现加成式电路板导入激光技术光阻技术特殊电镀技术填孔技术等架构出高密度电路板形态
　　D 覆晶基板(Flip Chip Substrate)
　　　封装连结形式分引脚接芯片(ILBInner Lead Bond)外引脚接电路板(OLBOuter Lead Bond) OLBBGA球PGAPinLeadfram形封装Lead等形式十分样化ILB三类分金线类(Wire Bonding Type)动组装胶卷类(Tape Automation Bonding)覆晶类(Flip Chip Bonding)示意形式图1911 覆晶类基板接点密度高基板绕线空间极限未应难避免高密度技术成支发展产品

　　针先进技术IC PACKAGE应属公司机密 公司会针已成熟公开制程技术做片光盘 提供更生动深入解说敬请期
二十 盲／埋孔
　　谈盲／埋孔首先传统层板说起标准层板结构含层线路外层线路利钻孔孔金属化制程达层线路部连结功线路密度增加零件封装方式断更新限PCB面积放置更更高性零件线路宽度愈细外孔径DIP插孔孔径1 mm缩SMD06 mm更进步缩04mm 会占表面积埋孔盲孔出现定义：
　　 A 埋孔（Buried Via）
　　　 见图示201层间通孔压合法必占外层面积
　　 B 盲孔（Blind Via）
　　　 见图示201应表面层层连通
201埋孔设计制作
　　埋孔制作流程较传统层板复杂成较高图202显示传统层埋孔层制作差异图203解释八层埋孔板压合迭板结构 图204埋孔暨般通孔PAD般规格
202盲孔设计制作
　　密度极高双面ＳＭＤ设计板子会外层Ｉ／Ｏ导孔间彼干扰尤ＶＩＰ（Viainpad）设计时更麻烦盲孔解决问题外线电通讯盛行 线路设计必达RF(Radio frequency)范围 超1GHz 盲孔设计达需求图205盲孔般规格
　　盲孔板制作流程三方法述
　　Ａ．机械式定深钻孔 　　
　　　　传统层板制程压合利钻孔机设定Ｚ轴深度钻孔法问题 　
　　　　 ａ．次仅片钻产出非常低 　
　　　　 ｂ．钻孔机台面水度求严格spindle钻深设定致否难控制孔深度 　
　　　　 ｃ．孔电镀困难尤深度孔径做孔电镀 　　　
　　　　 述制程限制法渐
　　Ｂ．逐次压合法（Sequential lamination） 　　
　　　　八层板例（见图206）逐次压合法时制作盲埋孔首先四片层板般双面皮方式线路PTH做出（组合六层板+双面板两双面板＋四层板）四片压合成四层板进行全通孔制作法流程长成更做法高普遍
　　Ｃ．增层法（Build up Process）非机钻方式 　　
　　　　目前法受全球业界青睐国遑家厂制造验
　　　　法延述Sequential lamination观念层层板外增加非机钻式盲孔做增层间互连法三种简述：
　　　　 aPhoto Defind 感光成孔式 利感光阻剂时永久介质层然针特定位置底片做 曝光显影动作露出底部铜垫成碗状盲孔化学铜镀 铜全面加成蚀刻外层线路Blind Via镀铜方式 改铜膏银膏填入完成导电样原理层层加

　　　　 bLaser Ablation 雷射烧孔 雷射烧孔分三ＣＯ2雷射Excimer雷射 NdYAG雷射三种雷射烧孔方法较项目见表201
　　　　 c干式电浆蚀孔（Plasma Etching） Dyconex公司专利商业名称DYCOSTRATE法较见 表201
　　述三种较常增层法中非机钻孔式表201较外图207图示三种盲孔制程应目然湿式化学蚀孔（Chemical Etching）做介绍图208立体图示种成孔方式供参考
　　解说盲／埋孔定义制程图209立体图示解释传统层板应埋／盲孔设计明显减少面积情形
　　埋／盲孔应势必愈愈普遍 投资金额非常庞 定规模中厂量产 高良率目标 较规模厂应量力 寻求利基(Niche)市场图永续营



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