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1、五.壓合合5.1. 製程程目的:將將銅箔(CoppperrFoiil),膠片(Preepreeg)與與氧化處處理(OOxiddatiion)後的內內層線路路板,壓壓合成多多層基板板.本章章仍介紹紹氧化處處理,但但未來因因成本及及縮短流流程考量量,取代代製程會會逐漸普普遍.55.2. 壓合合流程,如下圖圖5.11:5.33. 各各製程說說明5.3.11 內層層氧化處處理(BBlacck/BBrowwn OOxidde TTreaatmeent)5.33.1.1 氧氧化反應應AA. 增增加與樹樹脂接觸觸的表面面積,加加強二者者之間的的附著力力(Addhessionn).B.增加銅銅面對流流動樹脂脂
2、之潤濕濕性,使使樹脂能能流入各各死角而而在硬化化後有更更強的抓抓地力。C.在裸銅表面產生一層緻密的鈍化層(Passivation)以阻絕高溫下液態樹脂中胺類(Amine)對銅面的影響。5.3.1.22. 還還原反應應目的的在增加加氣化層層之抗酸酸性，並並剪短絨絨毛高度度至恰當當水準以以使樹脂脂易於填填充並能能減少粉粉紅圈( piink rinng )的發生生。5.3.11.3. 黑化化及棕化化標準配配方:表表一般配配方及其其操作條條件上表中之之亞氯酸酸鈉為主主要氧化化劑,其其餘二者者為安定定劑,其其氧化反反應式。此三式是是金屬銅銅與亞氯氯酸鈉所所釋放出出的初生生態氧先先生成中中間體氧氧化亞銅銅
3、,2CCu+OCu22O,再再繼續反反應成為為氧化銅銅CuOO,若反反應能徹徹底到達達二價銅銅的境界界,則呈呈現黑巧巧克力色色之棕棕氧化層,若若層膜中中尚含有有部份一一價亞銅銅時則呈呈現無光光澤的墨墨黑色的的黑氧氧化層層。5.3.11.4. 製程程操作條條件( 一般代代表 ),典型型氧化流流程及條條件。5.3.1.55 棕化化與黑化化的比較較A. 黑化層因因液中存存有高鹼鹼度而雜雜有Cuu2O,此物容容易形成成長針狀狀或羽毛毛狀結晶晶。此種種亞銅之之長針在在高溫下下容易折折斷而大大大影響響銅與樹樹脂間的的附著力力,並隨隨流膠而而使黑點點流散在在板中形形成電性性問題,而且也也容易出出現水份份而形
4、成成高熱後後局部的的分層爆爆板。棕棕化層則則呈碎石石狀瘤狀狀結晶貼貼銅面,其結構構緊密無無疏孔,與膠片片間附著著力遠超超過黑化化層,不不受高溫溫高壓的的影響,成為聚聚亞醯胺胺多層板板必須的的製程。B. 黑化層較厚,經PTH後常會發生粉紅圈(Pink ring),這是因PTH中的微蝕或活化或速化液攻入黑化層而將之還原露出原銅色之故。棕化層則因厚度很薄.較不會生成粉紅圈。內層基板銅箔毛面經鋅化處理與底材抓的很牢,但光面的黑化層卻容易受酸液之側攻而現出銅之原色,見圖5.2. C. 黑化因結晶較長厚度較厚故其覆蓋性比棕化要好,一般銅面的瑕疪較容易蓋過去而能得到色澤均勻的外表。棕化則常因銅面前處理不夠完
5、美而出現斑駁不齊的外觀,常不為品管人員所認同。不過處理時間長或溫度高一些會比較均勻。事實上此種外觀之不均勻並不會影響其優良之剝離強度(PeelStrength). 一般商品常加有厚度仰制劑(Self-Limiting)及防止紅圈之封護劑(Sealer)使能耐酸等,則棕化之性能會更形突出。表5.4顯示同樣時間及溫度下,不同濃度氧化槽液,其氧化層顏色,顆粒大小及厚度變化5.3.1.66製程說說明內層板板完成蝕蝕刻後需需用鹼液液除去乾乾膜或油油墨阻劑劑,經烘烘乾後要要做檢修修,測試試,之後後才進入入氧化製製程。此此製程主主要有鹼鹼洗、酸酸浸,微微蝕、預預浸、氧氧化,還還原,抗抗氧化及及後清洗洗吹乾等
6、等步驟,現分述述於後:A. 鹼性性清洗- 也有有使用酸酸洗.市市售有多多種專業業的化藥藥,能清清除手指指紋、油油脂,sscumm或有機機物。B.酸酸浸-調調整板面面PH,若之前前為酸洗洗,則可可跳過此此步驟.C. 微蝕蝕- 微微蝕主要要目的是是蝕出銅銅箔之柱柱狀結晶晶組織(graainsstruuctuure)來增加加表面積積,增加加氧化 後對膠膠片的抓抓地力。通通常此一一微蝕深深度以550-770微英英吋為宜宜。微蝕蝕對棕化化層的顏顏色均勻勻上非 常重要要,DD.預浸浸中和- 板子子經徹底底水洗後後,在進進入高溫溫強鹼之之氧化處處理前宜宜先做板板面調整整 ,使使新鮮的的銅 面面生成- 暗紅紅
7、色的預預處理,並能檢檢查到是是否仍有有殘膜未未除盡的的亮點存存在。E. 氧化處處理-市市售的商商品多分分為兩液液,其一一為氧化化劑常含含以亞氯氯酸鈉為為主,另另一為氫氫氧化鈉鈉及添加加物,使使用時按按比例調調配加水水加溫即即可。通通常氫氧氧化鈉在在高溫及及攪動下下容易與與空氣中中的二氧氧化碳形形成碳酸酸鈉而顯顯現出消消耗很多多的情況況,因鹼鹼度的降降低常使使棕化的的顏色變變淺或不不均勻,宜分析析及補充充其不足足。溫度度的均勻勻性也是是影響顏顏色原因因之一,加熱器器不能用用石英,因高溫溫強鹼會會使矽 化物溶溶解。操操作時最最好讓槽槽液能合合理的流流動及交交換。F.還還原此此步驟的的應用影影響後面
8、面壓合成成敗甚鉅鉅.GG. 抗抗氧化此步驟驟能讓板板子的信信賴度更更好,但但視產品品層次,不一定定都有此此步驟.H.後清洗洗及乾燥燥-要將將完成處處理的板板子立即即浸入熱熱水清洗洗,以防防止殘留留藥液在在空氣中中乾涸在在板面 上而不不易洗掉掉,經熱熱水徹底底洗淨後後,才真真正完工工。5.3.1.77 設備備氧氧化處理理並非製製程中最最大的瓶瓶頸,大大部分仍仍用傳統統的浸槽槽式獨臂臂或龍門門吊車的的輸送。所所建立的的槽液無無需太大大量,以以便於更更換或補補充,建建槽材料料以CPPVC或或PP都都可以。水平連續自動輸送的處理方式,對於薄板很適合,可解決RACK及板彎翹的情形.水平方式可分為噴液法(
9、Spray)及溢流法(Flood),前者的設備昂貴,溫度控制不易,又因大量與空氣混合造成更容易沉澱的現象,為縮短板子在噴室停留的時間,氧化液中多加有加速劑(Accelerator)使得槽液不夠穩定.溢流法使用者較多 .5.3.1.88氧化線線生產品品質控制制重點A.檢測測方法及及管制範範圍 a.氧化量量(o/w)之之測定管管制範圍圍：0.30.007（mmg/ccm2） (11)取一一試片99cm10ccm 11oz規規格厚度度之銅片片，隨流流程做氧氧化處理理。 (2)將將氧化處處理後之之試片置置於1330之烤箱箱中烘烤烤10mmin.去除水水分，置置於密閉閉容器冷冷卻至室室溫，稱稱重得重重量
10、ww1(gg)。 (3)試片置置於200%H22SO44中約110miin去除除氧化表表層，重重覆上一一步驟，稱稱重得重重量ww2(gg) (4) 計算公公式： O/WW =（WW1-WW299102）10000 又稱稱weiightt gaain,一般在在In-proocesssQCC會用此此法b.剝離強強度( Peeel SStreengtth )之測定定（管管制範圍圍：48 llb/iin） (1)取一試試片1ooz規格格厚度之之銅箔基基板，做做氧化處處理後圖圖-做疊疊板( layy upp )後後做壓合合處理。 (2)取一1cm寬之試片，做剝離拉力測試，得出剝離強度( 依使用設備計算
11、).c.蝕刻銅銅量(EEtchh Ammounnt) 之測定定（管制制範圍：7030uu inn） (1) 取一試試片9ccm10ccm1ooz規格格厚度之之銅片，置置於1330之烤箱箱中烘烤烤10mmin去去除水份份，置於於密閉容容器中冷冷卻至室室溫，稱稱重量得得w11(g) (22)將試試片置於於微蝕槽槽中約22188(依依各廠實實際作業業時間)，做水水洗處理理後，重重覆上一一個步驟驟，稱得得重量w2(g)。 (3) 計算公式：d.氧化後後抽檢板板子以無無亮點為為判斷標標準5.3.2 疊疊板進壓壓合機之之前,需需將各多多層板使使用原料料準備好好,以便便疊板(Layy-upp)作業業.除已已
12、氧化處處理之內內層外,尚需膠膠片(PPreppregg),銅銅箔(CCoppperffoill),以以下就敘敘述其規規格種類類及作業業:5.3.22.1 P/PP(Prreprreg)之規格格P/PP的選用用要考慮慮下列事事項:絕緣緣層厚度度 內層層銅厚 樹脂含含量 內內層各層層殘留銅銅面積 對稱 最最重要還還是要替替客戶節節省成本本P/P主要要的三種種性質為為膠流量量(Reesinn Fllow)、膠化化時間(Gell tiime)及膠含含量(RResiinCoonteent)其進料料測試方方式及其其他特性性介紹如如下所述述:A. 膠流流量(RResiin FFloww) 1,流量試試驗法F
13、Flowwtesst-與與經緯斜斜切截取取4吋見見方的膠膠片四張張精稱後後再按原原經向對對經向或或 緯對對緯的上上下疊在在一起,在已預預熱到11702.8之壓床床用200025PPSI去去壓100分鐘,待其熔熔 合及及冷卻後後,在其其中央部部份沖出出直徑33.1992吋的的圓片來來,精稱稱此圓片片重量,然後計計算膠流流之百分分 流量量為:式式中分子子相減之之差即表表示流出出去的膠膠量,因因原面積積為166m2,而壓後後所沖之之圓片面面積為(3.11962)2233.1442=116.0045mm2, 故可以以解釋為為壓後圓圓片以外外的東西西是流流出去去的 。 2,比例流量Scaled flow
14、test-是指面積大時用大的壓力強度,面積小時用小的壓力強度其作法是正切膠片成7in5.5in之樣片並使7in長向與原捲之經向平行,薄膠片(104,106,108)者要18-20張,中度者(12.113.116)切10張,比116更厚者就不太準了。熱板先預熱到15020並加上脫膜紙,將膠放上以31PSI或840磅5%在8吋見方的壓床上壓101分鐘,冷卻後 對角切開,並以測微卡尺量對角線的厚度,其計算如下: ho=Wo/n(5.5410-2)-Wg21.210-2ho-每張膠片原應有的厚度,Wo-原樣片的總重,Wg-單位面積上之玻璃布重(g/in2),n-張數。B. 膠膠化時間間 (GGel t
15、imme oor TTackk Tiime)膠膠片中的的樹脂為為半硬化化的 BB-Sttagee材料,在受到到高溫後後即會軟軟化及流流動,經經過一段段軟化而而流動 的時間間後,又又逐漸吸吸收能量量而發生生聚合反反應使得得黏度增增大再真真正的硬硬化成為為 C-Staage 材料。上述在壓力下可以流動的時間,或稱為可以做趕氣及填隙之工作時間,稱為膠化時間或可流膠 時間。當此時段太長時會造成板中應有的膠流出太多,不但厚度變薄浪費成本而且造成銅箔 直接壓到玻璃上使結構強度及抗化性不良。但此時間太短時則又無法在趕完板藏氣之前因黏 度太大無法流動而形成氣泡 (airbubble) 現象。C. 膠膠含量 (Reesinn Coonteent) 是指膠膠片中除除了玻璃璃布以外外之膠所所占之重重量比。可可以用以以下兩種種方法測測量之 cc-1燒完法法 (BBurnn Ouut) cc-2 處理理重量法法 (TTreaatedd Weeighht)
