PCB沉銅板電培訓(xùn)教材

1、VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessVIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 請將手機(jī)、請將手機(jī)、BP機(jī)等通訊工具調(diào)到震動狀態(tài)。機(jī)等通訊工具調(diào)到震動狀態(tài)。 請勿在上課期間，隨意進(jìn)出，以免影響其他請勿在上課期間，隨意進(jìn)出，以免影響其他

2、同事同事 請勿交頭接耳、大聲喧嘩。請勿交頭接耳、大聲喧嘩。 如有特殊事情，在征得培訓(xùn)導(dǎo)師的同意的情如有特殊事情，在征得培訓(xùn)導(dǎo)師的同意的情況下，方可離場。況下，方可離場。VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessPTH-鍍通孔鍍通孔7.1制程目的制程目的 雙面板以上完成鉆孔后即進(jìn)行鍍通孔(Plated Through Hole , PTH)步驟，其目的使孔壁上之非導(dǎo)體部份之樹脂及玻纖束進(jìn)行金屬化( metalizati

3、on ), 以進(jìn)行后來之電鍍銅制程,完成足夠?qū)щ娂昂附又饘倏妆凇?1986年，美國有一家化學(xué)公司Hunt 宣布PTH不再需要傳統(tǒng)的貴金屬及無電銅的金屬化制程,可用碳粉的涂布成為通電的媒介，商名為Black hole。之后陸續(xù)有其它不同base產(chǎn)品上市, 國內(nèi)使用者非常多. 除傳統(tǒng)PTH外, 直接電鍍(direct plating)本章節(jié)也會述及. VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2制造流程制造流程 去

4、毛頭除膠渣PTH 一次銅 7.2.1. 去披鋒去披鋒 (deburr) 鉆完孔后,若是鉆孔條件不適當(dāng),孔邊緣有1.未切斷銅絲2.未切斷玻纖的殘留,稱為burr.因其要斷不斷,而且粗糙,若不將之去除,可能造成通孔不良及孔小,因此鉆孔后會有de-burr制程.也有de-burr是放在Desmear之后才作業(yè).一般de-burr是用機(jī)器刷磨,且會加入超音波及高壓沖洗的應(yīng)用.可參考表4.1 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufac

5、turing ProcessPTH-鍍通孔鍍通孔刷輪材質(zhì)刷輪材質(zhì)Mesh數(shù)數(shù)控制方式控制方式其他特殊設(shè)計其他特殊設(shè)計Deburr去巴里去巴里Bristle鬃毛刷鬃毛刷#180 or #240(1) 電壓、電流電壓、電流(2) 板厚板厚高壓后噴水洗前高壓后噴水洗前超音波水洗超音波水洗內(nèi)層壓內(nèi)層壓膜前處膜前處理理Bristle Nylon#600 Grids(1) 電壓、電流電壓、電流(2) 板厚板厚后面可加去脂或后面可加去脂或微蝕處理微蝕處理外層壓外層壓膜前處膜前處理理BristleNylon#320 Grits(1) 電壓、電流電壓、電流(2) 板厚板厚后面可加去脂或后面可加去脂或微蝕處理微蝕

6、處理S/M前表前表面處理面處理Nylon#600 Grits #1200 Grits(1) 電壓、電流電壓、電流(2) 板厚板厚有刷磨而以氧化有刷磨而以氧化處理的處理的VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2. 除膠渣除膠渣 (Desmear) A.目的目的: a. Desmear b. Create Micro-rough增加adhesion B. Smear產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因: 由于鉆孔時造成的高溫

7、Resin超過Tg值，而形成融熔狀，終致產(chǎn)生膠渣 此膠渣產(chǎn)生于內(nèi)層銅邊緣及孔壁區(qū)，會造成P.I.(Poor lnterconnection) C. Desmear的四種方法的四種方法: 硫酸法(Sulferic Acid) 、電漿法(Plasma)、鉻酸法(Cromic Acid)、 高 錳酸鉀法(Permanganate). PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessC. Desmear的四種方

8、法的四種方法: 硫酸法(Sulferic Acid) 、電漿法(Plasma)、鉻酸法(Cromic Acid)、 高錳酸鉀法(Permanganate). a.硫酸法必須保持高濃度，但硫酸本身為脫水劑很難保持高濃度，且咬蝕出的孔面光滑無微孔，并不適用。 b.電漿法效率慢且多為批次生產(chǎn)，而處理后大多仍必須配合其它濕制程處理，因此除非生產(chǎn)特殊板大多不予采用。 c.鉻酸法咬蝕速度快，但微孔的產(chǎn)生并不理想，且廢水不易處理又有致癌的潛在風(fēng)險，故漸被淘汰。 d.高錳酸鉀法因配合溶劑制程，可以產(chǎn)生微孔。同時由于還原電極的推出，使槽液安定性獲得較佳控制，因此目前較被普遍使用。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYS

9、TEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.1 高錳酸鉀法高錳酸鉀法(KMnO4 Process): A. 膨松劑(Sweller): a. 功能:軟化膨松Epoxy，降低 Polymer 間的鍵結(jié)能，使KMnO4 更 易咬蝕形成 Micro-rough 。b. 影響因素: 見圖7.1PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司

10、皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.1 高錳酸鉀法高錳酸鉀法c. 安全:不可和KMnO4 直接混合，以免產(chǎn)生強(qiáng)烈氧化還原，發(fā) 生火災(zāi)。 d. 原理解釋: (1) 見圖7.2 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 7.2.2.1 高錳酸鉀法高錳酸鉀法初期溶出可降低較弱的鍵結(jié)，使其鍵結(jié)間有了明顯的差異。若浸泡過長，

11、強(qiáng)的鏈接也漸次降低，終致整塊成為低鏈接能的表面。如果達(dá)到如此狀態(tài)，將無法形成不同強(qiáng)度結(jié)面。若浸泡過短，則無法形成低鍵結(jié)及鍵結(jié)差異，如此將使KMnO4咬蝕難以形成蜂窩面，終致影響到PTH的效果。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process(2) Surface Tension的問題的問題: 無論大小孔皆有可能有氣泡殘留，而表面張力對孔內(nèi)Wetting也影響頗大。故采用較高溫操作有助于降低Surfac

12、e Tension及去除氣泡。至于濃度的問題，為使Drag out降低減少消耗而使用略低濃度，事實(shí)上較高濃度也可操作且速度較快。 在制程中必須先Wetting孔內(nèi)壁，以后才能使藥液進(jìn)入作用，否則有空氣殘 留后續(xù)制程更不易進(jìn)入孔內(nèi)，其Smear將不可能去除。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process B. 除膠劑除膠劑 (KMnO4 ): a.使用KMnO4的原因:選KMnO4而未選NaMnO4是因

13、為KMnO4溶解度較佳,單價也較低。 b.反應(yīng)原理: 4MnO4- + C + 4OH- MnO4= + CO2 + 2H2O (此為主反應(yīng)式此為主反應(yīng)式) 2MnO4- + 2OH- 2MnO4= + 1/2 O2 + H2O (此為高此為高PH值時自發(fā)性分解反應(yīng)值時自發(fā)性分解反應(yīng)) MnO4- + H2O MnO2 + 2OH- + 1/2 O2 (此為自然反應(yīng)會造成此為自然反應(yīng)會造成Mn+4沉淀沉淀) PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer

14、Board Manufacturing ProcessB. 除膠劑除膠劑 (KMnO4 ):c. 作業(yè)方式:早期采用氧化添加劑的方式，目前多用電極還原的方式操作，不穩(wěn)定的問題已獲解決。 d. 過程中其化學(xué)成份狀況皆以分析得知，但Mn+7為紫色, Mn+6為綠色,Mn+4 為黑色，可由直觀的色度來直接判斷大略狀態(tài)。若有不正常發(fā)生，則可能是電極效率出了問題須注意。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Proc

15、essB. 除膠劑除膠劑 (KMnO4 ):e. 咬蝕速率的影響因素: 見圖7.3PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除膠劑除膠劑 (KMnO4 ): f. 電極的好處: (1).使槽液壽命增長 (2).品質(zhì)穩(wěn)定且無By-product，其兩者比較如圖7.4 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）

16、有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除膠劑除膠劑 (KMnO4 ):g .KMnO4形成Micro-rough的原因: 由于Sweller造成膨松，且有結(jié)合力之強(qiáng)弱，如此使咬蝕時產(chǎn)生選擇性， 而形成所謂的Micro-rough。但如因過度咬蝕，將再度平滑。 h. 咬蝕能力也會隨基材之不同而有所改變 。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufac

17、turing ProcessB. 除膠劑除膠劑 (KMnO4 ):i. 電極必須留心保養(yǎng)，電極效率較難定出絕對標(biāo)準(zhǔn)，且也很難確認(rèn)是否足夠應(yīng)付實(shí)際需要。故平時所得經(jīng)驗(yàn)及廠商所提供資料，可加一系數(shù)做計算， 以為電極需求參考。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessC. 中和劑中和劑(Neutralizer): a. NaHSO3是可用的Neutralizer之一，其原理皆類似 Mn+7 or Mm

18、+6 or Mn+4(Neutralizer)-Mn+2(Soluable)b. 為免于Pink Ring，在選擇Acid base必須考慮。HCl及 H2SO4系列都 有，但Cl易攻擊 Oxide Layer，所以用 H2SO4為Base 的酸較佳。 c . 藥液使用消耗分別以H2SO4及Neutralizer，用Auto- dosing 來補(bǔ)充,維護(hù)。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Proces

19、s7.2.2.2 .整條生產(chǎn)線的考慮整條生產(chǎn)線的考慮: A. Cycle time：每Rack(Basket)進(jìn)出某類槽的頻率(時間) 。B. 產(chǎn)能計算: (Working hours / Cycle time)*( FIight Bar / Hoist)*(Racks/Flight Bar)*(SF/Rack)= SF/Mon PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.2 .整條生產(chǎn)

20、線的考慮整條生產(chǎn)線的考慮: C. 除膠渣前Pre-baking對板子的影響:見下圖 a. 由于2.在壓合后己經(jīng)過兩次Cure，結(jié)構(gòu)會比1,3 Cure 更完全，故Baking 會使結(jié)構(gòu)均一，壓板不足處得以 補(bǔ)償。 b. 多量的氧，氧化了Resin間的Bonding，使咬蝕速率 加劇23倍。且使1,2,3 區(qū)較均一。 c. 釋放Stress，減少產(chǎn)生Void的機(jī)會. PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Pr

21、ocessVIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.3. 制程內(nèi)主要反應(yīng)及化學(xué)名稱制程內(nèi)主要反應(yīng)及化學(xué)名稱: A化學(xué)反應(yīng): a .主要反應(yīng) 4MnO4- + 4OH- + Epoxy 4MnO4= + CO2 + 2H2O b. 副反應(yīng)： 2MnO4- + 2OH- 2MnO4= + 1/2O2 + H2O (Side reaction) MnO4= + H2O (CI-/SO4= /Catalyze R

22、x.) MnO2 + 2OH- + 1/2 O2 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.3. 制程內(nèi)主要反應(yīng)及化學(xué)名稱制程內(nèi)主要反應(yīng)及化學(xué)名稱:(Precipitation formation) 2MnO4= + NaOCl+ H2O 2MnO4- + 2OH- + NaCl 4MnO4= + NaS2O8 + H2SO4 4MnO4- + 2OH- + 2Na2SO4 4MnO4

23、= + K2S2O8 + H2SO4 4MnO4- + 2OH- + 2K2SO4 (For Chemical regeneration type process reaction) 2MnO4= + 1/2 O2 + H2O 2MnO4- + 2 OH- (Electrolytic reaction: Need replenish air for Oxyen consumption) PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manuf

24、acturing ProcessB. 化學(xué)品名稱：化學(xué)品名稱： MnO4- Permanganate NaS2O8Sodium Persulfate MnO4=Manganate S2O4- Sulfate OH- Hydroxide(Caustic) CO2 Carbon Dioxide NaOCl Sodium Hydrochloride MnO2 Manganese Dioxide PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manu

25、facturing Process7.2.2.4.典型的典型的Desmear Process: 見表見表 Sequence SolutionMake UpControl rangeOperation Temp.AnalysisDump1SwellerSweller 55%D.I.Water 45%Solvent 40-70%7623 T/W2Rinse*3CT water45 1st StepRT 2nd StepRT 3rd Step1 T/2D1 T/2D1 T/2D3KMnO4101: 85 g/l102: 6%D.I.Water101: 70-100g/lN: 1-1.37623 T/

26、W4Rinse*3CT water45 1st StepRT 2nd StepRT 3rd Step2T/D2T/D2T/D5Reducer*2Reducer 10%H2SO4 5%D.I.WaterReducer 8-12%H2SO4 4-7%RT 1st Step35 3 2nd Step2T/W1T/3D1T/W6Rinse*2CT WaterRT7Hot Air100 15 VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Pro

27、cess7.2.2.5. Pocket Void的解釋的解釋: A. 說法一：Sweller殘留在Glass fiber中，在Thermal cycle 時爆開。 B. 說法二： 見下圖。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.5. Pocket Void的解釋的解釋: a壓板過程不良，Stress積存，上錫過程中力量釋出所致。 b 在膨漲中如果銅結(jié)合力強(qiáng)，而Resin釋出Stres

28、s方向呈 Z軸方向，當(dāng)Curing 不良而Stress過大時則易形成a之 斷裂，如果孔銅結(jié)合力弱則易形成b 之Resin recession 結(jié)合力好而內(nèi)部樹脂不夠強(qiáng)軔則出現(xiàn)c之Pocket void。 C 如果爆開而形成銅凸出者稱為Pull away。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.3 化學(xué)銅化學(xué)銅(PTH) PTH系統(tǒng)概念分為酸性及堿性系統(tǒng)，特性依基本觀念而有不同。 7.2

29、.3.1 酸性系統(tǒng)：酸性系統(tǒng)： A. 基本制程： Conditioner Microetch Catalpretreatment Cataldeposit Accelerator Electroless Deposit PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process B. 單一步驟功能說明單一步驟功能說明： a.整孔整孔 Conditioner： 1. Desmear后孔內(nèi)呈現(xiàn)Bipolar現(xiàn)象，其中

30、Cu呈現(xiàn)高電位正電 Glass fiber、Epoxy呈負(fù)電。 2. 為使孔內(nèi)呈現(xiàn)適當(dāng)狀態(tài)，Conditioner具有兩種基本功能。 (1) Cleaner： 清潔表面 (2) Conditioner： 使孔壁呈正電性，以利Pd/Sn Colloid負(fù)電離子 團(tuán)吸附。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 單一步驟功能說明單一步驟功能說明： 3. 一般而言粒子間作用力大小如表一般而言粒子間

31、作用力大小如表 PTH-鍍通孔鍍通孔因而此類藥液系統(tǒng)會有吸附過多或因而此類藥液系統(tǒng)會有吸附過多或Colloid過多的吸附是否可洗過多的吸附是否可洗去之顧慮。去之顧慮。Vender WaltsHydrogen BondIonic BondCovalentForce110100300300Ads.Thickness=4 Pd+2 + 2(OH)- Pd(OH)2 PH4 Pd+2 + 6F- PdF6-4 VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufac

32、turing Process4. Pd吸附在本系統(tǒng)中本身就不易均勻，故速化所能發(fā)揮的 效果就極受限制。除去不足時會產(chǎn)生P.I.，而過長時則可能因?yàn)檫^份去除產(chǎn)生破洞，這也是何以Back_light觀察時會有缺點(diǎn)的原因。 5. 活化后水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2 Sn(OH)2 或 Sn(OH)4，此易形成膠體膜. 而Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙。6. 液中懸浮粒子多，易形成PTH粗糙。 VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer

33、Board Manufacturing Process1.利用孔內(nèi)沉積的Pd催化無電解銅與HCHO作用, 使化學(xué)銅沉積。 2. Pd在化學(xué)銅槽的功能有二： (1) 作為Catalyst吸附OH- 之主體，加速HCHO的反應(yīng)。 (2) 作為Conductor，以利e-轉(zhuǎn)移至Cu+2上形成Cu沉積 。3. 其基本反應(yīng)及Mechanism見下圖。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing ProcessPTH-鍍通孔鍍

34、通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process4. 由于槽液在操作開始時缺少H2含量，故其活性可能不夠而且改變溫度也易使槽液不穩(wěn)定。故在操作前一般先以Dummy boards先行提升活性再作生產(chǎn)，才能達(dá)到操作要求 。5. Bath loading也因上述要求而有極大的影響，太高的Bath loading會造成過度的活化而使槽液不安定。相反若太低則會因H2的流失而形成沉積速率過低。故其Max與Min值應(yīng)與廠商確認(rèn)做出建

35、議值 。6. 如果溫度過高，NaOH, HCHO濃度不當(dāng)或者Pd+2累積過高都可能造成P.I.或PTH粗糙的問題 。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Proces

36、s A. 基本制程基本制程： Conditioner Etch Cleaner Catalpretreatment Activator Reducer Electroless Copper B. 單一步驟功能說明單一步驟功能說明 a. Conditioner：Wetting agent + 10 g/l NaOH (A) PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process1.以Wetting agent的

37、觀念，而非電性中和，如此可形成較薄的Film約300A，且均勻而不致有附著不上或太厚之虞 。2. 基本方式系以親水基與疏水基之特有Dipole特性使Wetting agent被水排擠，快速吸附至孔壁。因其形成之單層膜不易再附上其它Conditioner而與Cleaner共同作用洗去多余雜質(zhì)。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process3. 其設(shè)計是一道酸一道堿的藥液浸泡，使各種不同來源的板子皆有良

38、好的wetting作用,其Formula：Wetting agent + 10 ml/l H2SO4 。4. 若水質(zhì)不潔而含M+2(如：Ca+2、Mg+2、Fe+2等)則Amine及Wetting agent易與之結(jié)合而形成沉淀，故水質(zhì)硬度應(yīng)特別留意。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 5. 當(dāng)板子浸入水中，Cu正電迅速與OH-中和而呈負(fù)電。而Dipole靜電力有限，不致形成多層覆蓋，故

39、無Over condition的顧慮。 b. Etch cleaner：(SPS 與 H2SO4/H2O2兩種 ) 基本功能與酸性系列相似(SPS：10g/l) c. Catalpretreatmen)：同Activator但少Complex。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process：Activator + Pd(Amine) complex 1. 基本上此系列的Pd，是由Amine類形成的C

40、omplex， 2. 其特點(diǎn)如下： (1) Pd(Amine)+2呈正電荷，可吸附在Conditioner上而甚少吸附在銅上，少有P.I.問題 (2) 沒有Sn形成的Colloid，其粒子較小，結(jié)晶較密且少有 Sn(OH)2、Sn(OH)4析出問題。也沒有Sn+2 + Fe+2 Sn+4 +Cu作用。 (3) 無Cl-在外圍，由于Cl-會與Polyimide材料產(chǎn)生作用，故無Cl- 會有較廣的適用性 。 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Bo

41、ard Manufacturing Process：Activator + Pd(Amine) complex (4) 由于Pd(Amine)+2 Pd+2+Amine為一平衡反應(yīng)，吸附反應(yīng)十分快，且由于粒子小空隙低因而致密性佳。 (5) Impurity少有殘留，且吸附Pd+2少，故能有較少P.I.機(jī)會 (6) 由于無Cl-, 對Black-Oxide的attack相對減少，故Pink Ring 較輕。(7) 由于吸附較密，將來作無電解銅時Coverage也會較密較好 。PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（

42、廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process e. 整個反應(yīng)狀態(tài)見圖整個反應(yīng)狀態(tài)見圖7.11所示所示 PTH-鍍通孔鍍通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 非導(dǎo)體的孔壁經(jīng)PTH金屬化后，立即進(jìn)行電鍍銅制程, 其目的是鍍上200500微英吋以保護(hù)僅有2040微英寸厚的化學(xué)銅被后制程破壞而造成孔破(Void)。有關(guān)銅電鍍基本理論及實(shí)際作

43、業(yè)請參看二次銅更詳細(xì)的解說. Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 傳統(tǒng)金屬化之化學(xué)銅的厚度僅約2030微寸，無法單獨(dú)存在于制程中，必須再做一次全板面的電鍍銅始能進(jìn)行圖形的轉(zhuǎn)移如印刷或干膜。但若能把化學(xué)銅層的厚度提高到100微寸左右，則自然可以直接做線路轉(zhuǎn)移的工 作，無需再一道全板的電鍍銅步驟而省卻了設(shè)備，藥水、人力、及時間，并達(dá)到簡化制程減少問題的良好目標(biāo)。 因此有

44、厚化銅制程出現(xiàn)，此一方式已經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)線上進(jìn)行十?dāng)?shù)年，由于鍍液管理困難分析添加之設(shè)備需要較高層次之技 術(shù)，成本居高不下等, 此制程已經(jīng)勢微。PTH-鍍通孔鍍通孔Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process A. “半加成半加成Semi-Additive”式是完全為了取代全板面電鍍銅制程. B. “全加成全加成Fully Additive”式則是用于制造加成法線路板所用的。日本某

45、些商用消費(fèi)性電子產(chǎn)品用24小時以上的長時間的全加成鍍銅，而且只鍍在孔及線路部份。日本之外尚不多見, 高雄日立化成數(shù)年前尚有CC-41制程, 目前已關(guān)掉該生產(chǎn)線 。Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process a. 厚化銅也仍然采用與傳統(tǒng)無電銅相似的配方，即仍以銅離子、強(qiáng)堿、及甲醛做為反應(yīng)的原動力，但與溫度及其所產(chǎn)生的副產(chǎn)物關(guān)系較大。 b. 無電銅因厚度很薄, 內(nèi)應(yīng)力(Inne

46、r Stress) 影響不大,故不需重視，但厚化銅則必須考慮。也就是說厚化銅與板面銅箔間的附著力也為關(guān)鍵 ，應(yīng)特別注意其鍍前活化之過程如整孔及微蝕是否完美?？刂撇缓脮r可能發(fā)生孔壁剝離(pull away)及板面脫皮。 Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process c. 厚化銅之外表能接受油墨或干膜之附著，所以印刷前盡少做磨刷或其它化學(xué)粗化。在阻劑完成轉(zhuǎn)移后又要能耐得環(huán)境的氧化

47、, 而且也要耐得最低起碼的活性清洗及活化。 d. 厚化銅主要的目的是既能完成非導(dǎo)體的金屬化同時又可取代一次鍍銅 ，能夠發(fā)揮大量的設(shè)備、人力、物料、及操作時間的節(jié)省，但化學(xué)銅槽本身比傳統(tǒng)的無電銅要貴管理不易，要利用特定的自動添加設(shè)備。 Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process e. 前處理之各制程比傳統(tǒng)PTH要更謹(jǐn)慎，原因是化學(xué)銅的沉積是靠銅離子在板子上之活化生長點(diǎn)(Act

48、ive sites)還原出銅金屬并增厚，當(dāng)此等生長點(diǎn)被銅覆蓋后其它板面上又逐次出現(xiàn)新的生長點(diǎn)再接受銅的沉積，電鍍銅的沉積則不但向上發(fā)展, 也能橫向延伸。故萬一底材未能在前處理制程中完成良好的活化時則會造成孔破(Hole Void)，而且經(jīng)過干膜或印刷后, 可能進(jìn)一步的惡化，終必成為板子品質(zhì)上極大的隱憂。 Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process 由于化學(xué)銅的制程中，有很多

49、對人體健康有害的成份(如甲醛會致癌)，以及廢水處理(如有Chelate)有不良影響的成份，因此早在10多年前就有取代傳統(tǒng)PTH所謂Direct Plating(不須靠化學(xué)銅的銅當(dāng)導(dǎo)體)商品出現(xiàn)，至今在臺灣量產(chǎn)亦有很多條線。但放眼國外，除歐洲應(yīng)用者很多以外，美、日(尤其是美國)并不普偏，一些大的電子公司(如制造計算機(jī)、大哥大等)并不Approve直接電鍍制程，這也是國內(nèi)此制程普及率尚低的原因之一。 Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-

50、layer Board Manufacturing Process 大致上可歸為三種替代銅的導(dǎo)體 A. Carbon-碳粉碳粉(Graphite同同) B. Conductive Polymer-導(dǎo)體高分子導(dǎo)體高分子 C. Palladium-鈀金屬鈀金屬 A. 一次鍍銅后,再做影像轉(zhuǎn)移及二次鍍銅 B. 直接做影像轉(zhuǎn)移及線路電鍍 Panel Plating 板面電鍍板面電鍍VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process

51、表中歸納目前國內(nèi)已使用中的直接電鍍各商品之分析表中歸納目前國內(nèi)已使用中的直接電鍍各商品之分析制造商制造商Shipley Ronal AtotechAPTIBC商品名商品名Conductron DPCrimsonNeopactABCPolymet媒介種類媒介種類Palladium-Based媒介附著特性媒介附著特性半選擇性半選擇性Cu: 50%Re: 100%Gf: 60%非選擇性非選擇性Cu: 5%Re: 100%GF: 60%非選擇性非選擇性Cu: 5%Re: 60%Gf: 100%導(dǎo)電導(dǎo)電（ohm)0.552000200001000080000VIASYSTEMS ASIA PACIFIC

52、VIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process制造商制造商Shipley Ronal AtotechAPTIBC商品名商品名Conductron DPCrimsonNeopactABCPolymet制程特性制程特性Pd-Sn膠體膠體靠靠Sn+2+Cu+2Sn+4+Cu反應(yīng)將銅析反應(yīng)將銅析出附著上銅出附著上銅面。面。.導(dǎo)電性佳導(dǎo)電性佳.不須咬銅不須咬銅將將Pd-Sn硫化成硫化成Pd-SnS-導(dǎo)電性佳導(dǎo)電性佳以以Pd/organic colloid附著于銅面上，再以酸浸

53、移附著于銅面上，再以酸浸移除銅面有機(jī)物。除銅面有機(jī)物。-僅咬銅僅咬銅0.5 1m-制程微短制程微短-玻璃纖維附著力佳玻璃纖維附著力佳M-Etch量量0m36m0.51m（續(xù)）（續(xù)）VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士電腦版（廣州）有限公司皆利士電腦版（廣州）有限公司Multi-layer Board Manufacturing Process制造商制造商Shipley Ronal AtotechAPTIBC商品名商品名Conductron DPCrimsonNeopactABCPolymet廢水處理性廢水處理性直接外層電鍍直接外層電鍍可行性可行性 （配合特殊二銅配合特殊二銅前處理藥液）前處理藥液） （配合配合配合配合特殊二銅前處理特殊二銅前處理藥液）藥液）X(Pd太?。┨。┲瞥塘鞒讨瞥塘鞒藽leanerConditionerActivatorAccelerationAcid DipDrySensitizerPre Activator ConvertorEnhancer