FPC-黑孔與鍍銅教育訓(xùn)練

1、黑孔、鍍銅教育訓(xùn)練黑孔、鍍銅教育訓(xùn)練基本原理：基本原理：整孔整孔黑孔黑孔C由於銅箔基材經(jīng)CNC鑽孔後，其通孔是佈滿帶負(fù)之電子，須經(jīng)整孔劑，將其負(fù)電之電子轉(zhuǎn)換易與碳結(jié)合之帶正電電子。經(jīng)整孔後之銅箔基材與碳(C)結(jié)合後，形成基材與銅箔間之導(dǎo)體。碳(C)：是一種有時(shí)帶正電，有時(shí)帶負(fù)電之元素。常聽的有半導(dǎo)體。銅箔基材之通孔，有了碳元素當(dāng)導(dǎo)體後，經(jīng)電鍍後，完成通孔之導(dǎo)電性。 NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DESSi-O (-) O (-)Glass surfaceEpoxy surface + + + + + + + + + +Particle Size:90nmN(-)+Polyimide Surface反

2、應(yīng)機(jī)構(gòu)：反應(yīng)機(jī)構(gòu)：NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DESConditioner(整孔整孔)AbsorptionHeatingMicroetching將碳粒子黏附到表面更濃密具傳導(dǎo)力的碳傳導(dǎo)薄膜從銅表面移除傳導(dǎo)薄膜，導(dǎo)致Cu-Cu介面更加堅(jiān)固N(yùn)C黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES依需求之不同，其一般黑孔線設(shè)備之設(shè)計(jì)大致上如下圖所示：黑孔各段說明：黑孔各段說明：PS.黑孔全線使用純水，一般要求其黑孔全線使用純水，一般要求其pH值為值為69、導(dǎo)電度為、導(dǎo)電度為20s以內(nèi)，建議以內(nèi)，建議添加於添加於黑孔槽中的純水其導(dǎo)電度為黑孔槽中的純水其導(dǎo)電度為15s，不可有鈣、鎂、鈉等金屬離子，最怕鹽酸，不可有鈣、鎂、鈉等金屬離子

3、，最怕鹽酸或強(qiáng)鹼等藥汙染?；驈?qiáng)鹼等藥汙染。整孔烘乾(一)黑孔(一)水洗超音波清潔烘乾(二)水洗黑孔(二)水洗微蝕水洗防鏽吹風(fēng)乾水洗行進(jìn)方向行進(jìn)方向NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES超音波清潔槽超音波清潔槽功能：清洗板面油脂及65%整孔通孔。組成藥劑：15736介面活性劑，PH10、溫度=502缺點(diǎn)：因?qū)儆袡C(jī)溶劑.故易與空氣起泡沫，須特別注泡沫造成通孔 阻塞，所以其藥劑水位須95%以上，方可減少泡沫產(chǎn)生。改善：需注意水位(手掌伸進(jìn)需並到液位有溫溫感覺)。超音波震盪器超音波震盪器：增加通孔穿透，減少空氣阻塞。整體影響：通孔附著。整孔烘乾(一)黑孔(一)水洗超音波清潔烘乾(二)水洗黑孔(二)水洗微蝕水洗

4、防鏽吹風(fēng)乾水洗行進(jìn)方向行進(jìn)方向黑孔各段說明：黑孔各段說明：NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES黑孔槽黑孔槽( (一一) )、( (二二) )功能：提供碳固形物，使碳附著PI上，形成一導(dǎo)通薄膜。組成藥劑：T0222碳化合物，pH10、溫度=372缺點(diǎn)：易與空氣起泡沫，須特別注泡沫造成通孔阻塞。(注意液位是否有達(dá)標(biāo)準(zhǔn) 範(fàn)圍內(nèi)，便可減少泡沫產(chǎn)生。)注意：此槽藥劑對水質(zhì)要求慎嚴(yán)(pH=69、導(dǎo)電度=15s不可有鈣鎂鈉離子)。 因此添加任何藥劑皆須主管工程師確認(rèn)添加。 黑孔(一)同黑孔(二)功能，最怕鹽酸，溫度也須留意不可過高。影響：通孔附著、藥液壽命。整孔烘乾(一)黑孔(一)水洗超音波清潔烘乾(二)水洗黑孔

5、(二)水洗微蝕水洗防鏽吹風(fēng)乾水洗行進(jìn)方向行進(jìn)方向黑孔各段說明：黑孔各段說明：NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES微蝕槽微蝕槽功能：去除銅箔表面之碳固形物原理利用SPS只會咬蝕銅箔金屬，不會攻擊PI 之特性，來將多餘的碳膜去除。組成藥劑：15702(SPS=過流酸鈉)+硫酸藥液標(biāo)準(zhǔn)：15702=100(80120)g/l、H2SO4=2.2(2.02.4)%、溫度=382。缺點(diǎn)：會因銅飽和而減少咬蝕速率，當(dāng)銅含量大於30g/l則需更槽。注意：噴管不可有阻塞，依作業(yè)層板不同而有不同的咬蝕需求，須確實(shí)進(jìn)行參 數(shù)的控管。影響：板面完整性、通孔及銅面品質(zhì)。整孔烘乾(一)黑孔(一)水洗超音波清潔烘乾(二)水洗黑

6、孔(二)水洗微蝕水洗防鏽吹風(fēng)乾水洗行進(jìn)方向行進(jìn)方向黑孔各段說明：黑孔各段說明：NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES黑孔品質(zhì)確認(rèn)：黑孔品質(zhì)確認(rèn)：1. 1.折打傷：折打傷：造成原因： A.傳動異常造成卡板。 B.噴壓過大造成輪痕或卡板。 C.滾輪調(diào)整不當(dāng)。處理對策： a.確認(rèn)線上傳動是否正常無跳動，將 異常部分予以更換或調(diào)整。 b.調(diào)整至適當(dāng)?shù)膲毫Α?c.將擋水、吸水滾輪做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整， 並依照使用週期或立即更新。NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES黑孔品質(zhì)確認(rèn)：黑孔品質(zhì)確認(rèn)：NGPASS2. 2.銅面殘?zhí)笺~面殘?zhí)? (或條狀殘?zhí)蓟驐l狀殘?zhí)? )：造成原因： A.微蝕量不足或噴嘴阻塞。 B.黑孔帶出量過大。 C

7、.原銅材異常。 D.傳動滾輪髒汙。處理對策： a.確認(rèn)咬蝕量並將阻塞處清理。 b.檢查擋水滾輪與吸水滾輪，其裝設(shè) 情況、調(diào)整或定期清洗更換。 c.因原銅異常，須於黑孔前做微蝕處 理銅面後，再進(jìn)行黑孔作業(yè)。 d.須定期清洗。NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES黑孔品質(zhì)確認(rèn)：黑孔品質(zhì)確認(rèn)：NGPASS3. 3.通孔殘?zhí)迹和讱執(zhí)迹涸斐稍颍?A.微蝕量不足或噴嘴阻塞。 B.黑孔粒徑過大、老化。 C.黑孔帶出量過大。 D.內(nèi)層膠殘留。 E.黑孔重工或作業(yè)次數(shù)過多。 處理對策： a.確認(rèn)咬蝕量並將阻塞處清理。 b.請藥水商定期取樣檢驗(yàn)管控並適量 添加，於固定時(shí)間洗槽、更換藥液 以確保品質(zhì)。 c.檢查吸水滾輪

8、，並定期清洗更換。 d.確認(rèn)CNC參數(shù)、除膠參數(shù)。 e.重新調(diào)整參數(shù)或研討相關(guān)對策。NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES黑孔品質(zhì)確認(rèn)：黑孔品質(zhì)確認(rèn)：內(nèi)層銅碳膜未清除乾淨(jìng)內(nèi)層銅環(huán)無碳膜NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES黑孔品質(zhì)確認(rèn)：黑孔品質(zhì)確認(rèn)：ICD(Interconnect Defect)：孔環(huán)孔壁之互連缺失?？篆h(huán)孔壁之互連缺失。造成原因：通孔殘?zhí)?，可能造成後續(xù)不良的情形如右圖所示，因電測也無法測出，此一不良可能會造成於壓合或迴焊等經(jīng)高溫製程，產(chǎn)生爆板爆板的異常。NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DES補(bǔ)充資訊：補(bǔ)充資訊：水質(zhì)對黑孔槽液的影響水質(zhì)對黑孔槽液的影響1.pH值超過12以上或9以下，對孔破機(jī)率相對提高

9、。2.pH值上升的原因?yàn)樗袘腋∥镞^多，其中物質(zhì)種類繁多，最主要影響較大 的物質(zhì)為K+、Na+、Ca2+、Mg2+。懸浮物與黑孔作用造成particle size 變大。3.pH值下降的原因?yàn)镺H-之影響，因?yàn)镺H-為一活潑之游離根離子，它易與 H+反應(yīng)，加速水解作用，此作用會影響分散劑的功能，所以也會使particle size變大。4.孔徑0.2以上，particle size 應(yīng)保持在400nm以下?？讖?.2以下，particle size 應(yīng)保持在300nm以下，以確保品質(zhì)。5.particle size 400nm以上，藥液會快速老化，以經(jīng)驗(yàn)而言，大約一週左右 particle s

10、ize 會上升至600nm左右。6.至於因水質(zhì)致使槽液老化之時(shí)間，因各家設(shè)備條件不同(如帶出量)，故無 法做比較評估。NC黑孔黑孔銅電壓膜曝光DESNC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES基本原理：基本原理：利用氧化還原半反應(yīng)，當(dāng)放電時(shí)，電子自陽極經(jīng)導(dǎo)線流向陰極。陽極半反應(yīng)：Cu Cu2+ + 2e- 陰極半反應(yīng)：Cu2+ + 2e- Cu放電後，陽極重量減少、陰極重量增加。放電後，陽極重量減少、陰極重量增加。磷銅球：一種含一定含量磷的銅球，其磷可抑制銅不斷釋放，品質(zhì)穩(wěn)定磷銅球：一種含一定含量磷的銅球，其磷可抑制銅不斷釋放，品質(zhì)穩(wěn)定。NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES主槽藥液基本組成：主槽藥液基本組成：鍍液

11、鍍液：鍍液由基礎(chǔ)金屬、酸液及添加劑所組成一般硫酸銅槽組成如下： 硫酸銅(CuSO45H2O) 7090 g/L 硫酸(H2SO4) 170210 g/L 氯離子 5080 ppm 其他添加劑(商用產(chǎn)品)NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DESa.硫酸銅：硫酸銅：提供發(fā)生電鍍所須基本導(dǎo)電性銅離子。濃度過高時(shí)，雖可使操作電流密度上限稍高，但由於濃度梯度差異較大，而易造成Throwing Power不良，而銅離子過低時(shí)，則因沉積速度易大於擴(kuò)散運(yùn)動速度，造成氫離子還原而形成燒焦。b.硫酸：硫酸：為提供使槽液發(fā)生導(dǎo)電性的酸離子。通常針對硫酸與銅之比例考量，高酸低銅易發(fā)生燒焦，而低酸高銅則不利於高酸低銅易發(fā)生燒焦，

12、而低酸高銅則不利於Throwing Power。c.氯離子：氯離子：其功能有二，分別為適當(dāng)幫助陽極溶解，及幫助其他添加劑形成光澤效果。但過量之氯離子易造成陽極的極化，而氯離子不足則會導(dǎo)致其他添加劑的異常消耗，及槽液的不平衡(極高時(shí)甚至霧狀沉積或Step-plating ；過低時(shí)易有Treeing及Levelling不良)。各項(xiàng)組成藥液功能：各項(xiàng)組成藥液功能：NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES添加劑添加劑(即光澤劑即光澤劑)功能：功能：NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DESNC黑孔銅電銅電壓膜曝光DESNC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES低電流區(qū)：通常此區(qū)會呈現(xiàn)白霧狀，約佔(zhàn)全面積的2/5。高電流區(qū)：通常此區(qū)會呈現(xiàn)

13、燒焦?fàn)?，約佔(zhàn)全面積的1/5。工作區(qū)：通常此區(qū)會呈現(xiàn)光亮，約佔(zhàn)全面積的3/5。哈氏槽哈氏槽(Hull Cell)：NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES陰極陰極陽極陽極陽極陽極液面液面掛架掛架銅箔銅箔遮蔽板遮蔽板電力線電力線遮蔽板其功用可以均加面銅的均勻性遮蔽板其功用可以均加面銅的均勻性有無遮蔽板之差異：有無遮蔽板之差異：遮蔽板作用圖示：遮蔽板作用圖示：NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DESNC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES全面鍍掛架包膠掛架電鍍物大致可分為全面全面及局部局部，可依待鍍物是否有覆蓋乾膜來區(qū)分，其電流設(shè)定也因受鍍面積不同而其大小也不一樣。使用的掛架也有所不同，區(qū)分方式也同電鍍物。電鍍物及掛架種類：電鍍

14、物及掛架種類：1.ASD：電流密度(區(qū)域性的、分佈上的，而非平均的)，可被定義為單位面積，單位時(shí)間內(nèi)接收的離子數(shù)量。 2.Throwing Power：分佈力；當(dāng)進(jìn)行電鍍時(shí)，在陰極的工作物外形的影響，造成高低電流分佈不均，而使鍍層產(chǎn)生落差。此時(shí)在槽液中添加各種有機(jī)助劑(如光澤劑、整平劑、潤濕劑等)，使陰極表面原有之高電流區(qū)域，因在各種有機(jī)物的影響下，而讓快速增厚的鍍層得以減緩，從而得以拉近與低電流區(qū)域在鍍厚上的差異。這種槽液中有機(jī)添加劑對陰極鍍厚分佈的改善能力，稱槽液的分佈力。3.Aspect Ratio：縱橫比，AR值；指通孔本身的長度與直徑二者之比值，也就是板厚長度與直徑二者之比值，也就是

15、板厚對孔徑之比值對孔徑之比值，以國內(nèi)的製作水準(zhǔn)而言，此縱橫比在 4/1 以上者，即屬高縱比的深孔，其鑽孔及鍍通孔製程都比較困難。重要名詞說明：重要名詞說明：NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES廠內(nèi)電流計(jì)算公式：廠內(nèi)電流計(jì)算公式：例題1：雙面板尺寸250*320，孔壁標(biāo)準(zhǔn)為123um，如ASD = 1.6，張數(shù)3張，請問設(shè)定之單掛電流為何？SOL：將尺寸換成dm 尺寸為2.5dm*3.2dm電流 = (2.5*3.2*3*2)*1.6 = 76.8Aie.電流之設(shè)定值為76.8A(For一支掛架一支掛架)(長長 寬寬 張數(shù)張數(shù) 2面面) ASD = 單掛所需設(shè)定之電流單掛所需設(shè)定之電流PS.因計(jì)算值一

16、般為參考值，主要還是須依切片情況及當(dāng)日設(shè)備狀態(tài)來因計(jì)算值一般為參考值，主要還是須依切片情況及當(dāng)日設(shè)備狀態(tài)來 增減，其針對電鍍週期之時(shí)間長短也會有所調(diào)整。增減，其針對電鍍週期之時(shí)間長短也會有所調(diào)整。 時(shí)間增加，電流值需下降；時(shí)間減少則反之，但漲縮、均勻性變化時(shí)間增加，電流值需下降；時(shí)間減少則反之，但漲縮、均勻性變化 較大。較大。NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DESThrowing Power計(jì)算：計(jì)算：例題2：雙面板電鍍後孔厚平均值為12um，面銅平均值為26um，基材銅為12 oz，請問其Throwing Power為多少%？SOL：12 oz銅材厚度大約為17um(因有經(jīng)過微蝕)Throwing

17、Power = (12(26 17)*100% =133.3 %(孔銅之最大值孔銅之最大值 + 最小值最小值)(面銅之最大值面銅之最大值 + 最小值最小值 正反兩面基材銅厚正反兩面基材銅厚)*100%也可寫為：也可寫為：(孔銅平均值孔銅平均值)(面銅平均值面銅平均值 單面基材銅厚度單面基材銅厚度)*100%PS.一般基本電鍍的分佈力要求最少要一般基本電鍍的分佈力要求最少要1：1，也就是說孔銅與面銅的增加厚度，也就是說孔銅與面銅的增加厚度 相同相同。此點(diǎn)可調(diào)整藥液及添加劑的濃度來抑制面銅厚度的增加，也能保持。此點(diǎn)可調(diào)整藥液及添加劑的濃度來抑制面銅厚度的增加，也能保持 孔銅的應(yīng)有厚度。孔銅的應(yīng)有厚

18、度。(填孔技術(shù)即為此方面的應(yīng)用填孔技術(shù)即為此方面的應(yīng)用)NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DESAspect Ratio( (縱橫比縱橫比) )計(jì)算：計(jì)算：例題3：五層板之板厚為0.5，最小通孔孔徑為0.25，請問其AR值為多少？SOL：AR = (板厚孔徑) = (0.50.25) = 2AR值值 = 板厚孔徑板厚孔徑 PS.AR值愈大，對於值愈大，對於PTH來說其困難度也提高。來說其困難度也提高。未來的通孔孔徑愈小且板厚未來的通孔孔徑愈小且板厚 也提升也提升(樣品之樣品之AR值已有達(dá)到值已有達(dá)到46之間之間)，對於目前廠內(nèi)現(xiàn)有製程能力約只，對於目前廠內(nèi)現(xiàn)有製程能力約只 在在2.5以內(nèi)其良率較為穩(wěn)定，而盲孔能力目前以內(nèi)其良率較為穩(wěn)定，而盲孔能力目前AR值約在值約在0.5左右。左右。 要達(dá)到未來的需求，新電鍍線設(shè)備要達(dá)到未來的需求，新電鍍線設(shè)備(KS廠的深孔度銅線即因應(yīng)此需求而購入廠的深孔度銅線即因應(yīng)此需求而購入) 、CNC及雷射盲孔的技術(shù)導(dǎo)入也是必須要搭配的。及雷射盲孔的技術(shù)導(dǎo)入也是必須要搭配的。NC黑孔銅電銅電壓膜曝光DES微切片微切片(Microsectioning)的製作：的製作：電路板品質(zhì)的好壞、問題的發(fā)生與解決、制程改進(jìn)的評估，在都需要微切片做爲(wèi)客觀檢查