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1、VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessVIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process课堂守则课堂守则 请将手机、BP机等通讯工具调到震动状态。 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他 同事 请勿交头接耳、大声喧哗。 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情 况下，方可离场。以上守则，各位学员共
2、同遵守以上守则，各位学员共同遵守VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process PTH-镀通孔7.1制程目的 双面板以上完成钻孔后即进行镀通孔(Plated Through Hole , PTH)步骤，其目的使孔壁上之非导体部份之树 脂及玻纤束进行金属化( metalization ), 以进行后来之电 镀铜制程,完成足够导电及焊接之金属孔壁。 1986年，美国有一家化学公司Hunt 宣布PTH不再需要 传统的贵金属及无电铜的金属化制程,可用碳粉
3、的涂布 成为通电的媒介，商名为“Black hole“。之后陆续有其 它不同base产品上市, 国内使用者非常多. 除传统PTH外 , 直接电镀(direct plating)本章节也会述及. VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process7.2制造流程 去毛头除胶渣PTH 一次铜 7.2.1. 去披锋 (deburr) 钻完孔后,若是钻孔条件不适当,孔边缘有 1.未切断铜丝2.未切断玻纤的残留,称为burr. 因其要断不断,而且粗糙,若不将之去
4、除,可能造成通 孔不良及孔小,因此钻孔后会有de-burr制程.也有de- burr是放在Desmear之后才作业. 一般de-burr是用机器刷磨,且会加入超音波及高压冲 洗的应用.可参考表4.1 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessPTH-镀通孔刷轮材质Mesh数控制方式其他特殊设计Deburr 去巴里Bristle 鬃毛刷#180 or #240(1) 电压、电流 (2) 板厚高压后喷水洗前 超音波水洗内层压 膜前处
5、 理Bristle Nylon#600 Grids(1) 电压、电流 (2) 板厚后面可加去脂或 微蚀处理外层压 膜前处 理Bristle Nylon#320 Grits(1) 电压、电流 (2) 板厚后面可加去脂或 微蚀处理S/M前表 面处理Nylon#600 Grits #1200 Grits(1) 电压、电流 (2) 板厚有刷磨而以氧化 处理的VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2. 除胶渣 (Desmear) A.目的:
6、a. Desmear b. Create Micro-rough增加adhesion B. Smear产生的原因: 由于钻孔时造成的高温Resin超过Tg值，而形成融熔状，终致产生胶渣 此胶渣产生于内层铜边缘及孔壁区，会造成P.I.(Poor lnterconnection) C. Desmear的四种方法: 硫酸法(Sulferic Acid) 、电浆法(Plasma)、铬酸法(Cromic Acid)、 高锰酸钾法(Permanganate). PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-l
7、ayer Board Manufacturing ProcessC. Desmear的四种方法: 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，但硫酸本身为脱水剂很难保持高浓 度，且咬蚀出的孔面光滑无微孔，并不适用。 b.电浆法效率慢且多为批次生产，而处理后大多仍必须配合其 它湿制程处理，因此除非生产特殊板大多不予采用。 c.铬酸法咬蚀速度快，但微孔的产生并不理想，且废水不易处 理又有致癌的潜在风险，故渐被淘汰。 d.高锰酸钾法因配合溶剂制程，可以产生微孔。同时由于还原 电
8、极的推出，使槽液安定性获得较佳控制，因此目前较被普 遍使用。PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.1 高锰酸钾法(KMnO4 Process): A. 膨松剂(Sweller): a. 功能:软化膨松Epoxy，降低 Polymer 间的键结能，使KMnO4 更易咬蚀形成 Micro-rough 。b. 影响因素: 见图7.1PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kal
9、ex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.1 高锰酸钾法 c. 安全:不可和KMnO4 直接混合，以免产生强烈氧化还原，发生火灾。 d. 原理解释: (1) 见图7.2 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.1 高锰酸钾法初期溶出可降低较弱的键结，使其键结间有了明显的差异。若浸泡过长，强的链接也渐次降低，终致整块成为低链接
10、能的表面。如果达到如此状态，将无法形成不同强度结面。若浸泡过短，则无法形成低键结及键结差异，如此将使KMnO4咬蚀难以形成蜂窝面，终致影响到PTH的效果。 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process(2) Surface Tension的问题: 无论大小孔皆有可能有气泡残留，而表面张力对孔内 Wetting也影响颇大。故采用较高温操作有助于降低 Surface Tension及去除气泡。至于浓度的问题，为使 Drag out降低
11、减少消耗而使用略低浓度，事实上较高浓 度也可操作且速度较快。 在制程中必须先Wetting孔内壁，以后才能使药液进入作 用，否则有空气残 留后续制程更不易进入孔内，其 Smear将不可能去除。PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除胶剂 (KMnO4 ): a.使用KMnO4的原因:选KMnO4而未选NaMnO4是因为KMnO4溶解 度较佳,单价也较低。 b.反应原理: 4MnO4- + C + 4OH- MnO4=
12、+ CO2 + 2H2O (此为主反应式) 2MnO4- + 2OH- 2MnO4= + 1/2 O2 + H2O (此为高PH值时自发性分解反应) MnO4- + H2O MnO2 + 2OH- + 1/2 O2 (此为自然反应会造成Mn+4沉淀) PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除胶剂 (KMnO4 ):c. 作业方式:早期采用氧化添加剂的方式，目前多用电极还原的方式操作，不稳定的问题已获解决。 d. 过程中
13、其化学成份状况皆以分析得知，但Mn+7为紫色, Mn+6为绿色,Mn+4 为黑色，可由直观的色度来直接判断大略状态。若有不正常发生，则可能是电极效率出了问题须注意。 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除胶剂 (KMnO4 ): e. 咬蚀速率的影响因素: 见图7.3PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-laye
14、r Board Manufacturing ProcessB. 除胶剂 (KMnO4 ):f. 电极的好处: (1).使槽液寿命增长(2).品质稳定且无By-product，其两者比较如图7.4 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除胶剂 (KMnO4 ):g .KMnO4形成Micro-rough的原因: 由于Sweller造成膨松，且有结合力之强弱，如此使咬蚀时产生选择性， 而形成所谓的Micro-rough。但
15、如因过度咬蚀，将再度平滑。 h. 咬蚀能力也会随基材之不同而有所改变 。PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessB. 除胶剂 (KMnO4 ):i. 电极必须留心保养，电极效率较难定出绝对标准，且也很难确认是否足够应付实际需要。故平时所得经验及厂商所提供资料，可加一系数 做计算， 以为电极需求参考。 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公
16、司 Multi-layer Board Manufacturing ProcessC. 中和剂(Neutralizer): a. NaHSO3是可用的Neutralizer之一，其原理皆类似 Mn+7 or Mm+6 or Mn+4(Neutralizer)-Mn+2(Soluable)b. 为免于Pink Ring，在选择Acid base必须考虑。HCl及 H2SO4系列都 有，但Cl易攻击 Oxide Layer，所以用H2SO4为Base 的酸较佳。 c . 药液使用消耗分别以H2SO4及Neutralizer，用Auto- dosing 来补充,维护。 PTH-镀通孔VIASYSTEMS ASIA PACIFICVIASYSTEMS Kalex (GZ)皆利士电脑版（广州）有限公司 Multi-layer Board Manufacturing Process7.2.2.2 .整条
