压合制程介绍

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1、压合 制程目的:将铜箔(Copper Foi胶片(Prepreg)氧化处理(Oxidation)的内层线路板，压 合成多层基板.内层氧化处理(Black/Brown Oxide Treatme氧化反应A. 增加与树脂接触的表面积，加强二者之间的附着力(Adhesion)B. 增加铜面对流动树脂之润湿性，使树脂能流入各死角而在硬化后有更强 的抓地力。C. 在裸铜表面产生一层致密的钝化层(Passivation阻绝高温下液态树脂中 胺类(Amine对铜面的影响。还原反应 目的在增加氧化层之抗酸性，并剪短绒毛高度，至恰当水准以使树脂易于填充并能减 少粉红圈( pink ring ) 的发生。黑化及棕

2、化标准配方:表一般配方及其操作条件5)高鹼性黑化液亞氯酸SfiSodium Chlorite NaC10260g/l氫氧化SfiNaOH80g/l5)低鹼性棕化液亞氯酸鋼30g/l氫氧化鋼10g/l正磷化鋼陋P0J2恥10g/l曲讥减必多上表中之亚氯酸钠为主要氧化剂，其余二者为安定剂，其氧化反应式。(1) 2Cu+2C102Cu2o+C1o 汁Cl(2) Cu2O+2C1O2CuO+C1O3+C1Cu20+H20Cu(0H) 2+CuCu(OH) 2SiTC以上此三式是金属铜与亚氯酸钠所释放出的初生态氧，先-生- 成中间体氧化亚铜 2Cu+OACu2O,再继续反应成为氧化铜CuO,若反应能彻底

3、到达二价铜的境 界，则呈现黑巧克力色之棕氧化层，若层膜中尚含有部份一价亚铜时，则呈现无 光泽的墨黑色的黑氧化层。制程操作条件(一般代表)典型氧化流程及条件。槽位操作溫度操作時間槽液組成參考)主要功能鹼洗B5C35?A: 185%1.去除油膠質(degrease)2銅層表面親水處理水洗酸浸60 土贸C3亍H2SO4 : 185%調整板面至酸性撞作環境水洗徽蝕41 土歹C2?H2SO4 : 123%H2O2:41%B: 0.5%C: 4%提高銅表層粗糙度水洗預浸 5C12?F : 1.00.5%1 酸髓中和，提高鹼性换作環境。 2使氧化層顏色均勻氧化803C46D : 223%E : 7.50.8

4、%1 將銅層表面生成黑色絨毛增強銅層 表面與膠片之結合力。2防止金屬銅與FR-4中之Die珅在高 涌發生氣化反應生成H2O與CuO。水洗還原 2C46F將CuO還原成Cu2O以提咼氧化層之 耐酸性。水洗抗氧化255C23H防止C说0在咼溫咼壓下氧化成CuO *熱水洗605V4?去除殘餘鹼掖*吹乾805V棕化与黑化的比较黑化层因液中存有高碱度而杂有Cu2O,此物容易形成长针状或羽毛状结晶。此种亚铜 之长针在高温下容易折断而大大影响铜与树脂间的附着力,并随流胶而使黑点流散在板中形 成电性问题,而且也容易出现水份而形成高热后局部的分层爆板。棕化层则呈碎石状瘤状结 晶贴铜面,其结构紧密无疏孔,与胶片间

5、附着力远超过黑化层,不受高温高压的影响,成为聚亚 醯胺多层板必须的制程。B.黑化层较厚，经PTH后常会发生粉红圈(Pink ring),这是因PTH中的微蚀或活化或速化 液攻入黑化层而将之还原露出原铜色之故。棕化层则因厚度很薄.较不会生成粉红圈。内层 基板铜箔毛面经锌化处理与底材抓的很牢。但光面的黑化层却容易受酸液之侧攻，而现出铜之原色，见图52.C. 黑化因结晶较长厚度较厚故其覆盖性比棕化要好，一般铜面的瑕疵较容易盖过去而能得 到色泽均匀的外表。棕化则常因铜面前处理不够完美而出现斑驳不齐的外观,常不为品管人 员所认同。不过处理时间长或温度高一些会比较均匀。事实上此种外观之不均匀并不会影 响其

6、优良之剥离强度（Peel Strength.一般商品常加有厚度仰制剂（Sef-Limiting）及防止红圈之封护剂（Sealer）使能耐酸等,则棕化 之性能会更形突出。制程说明内层板完成蚀刻后需用碱液除去干膜或油墨阻剂 ,经烘干后要做检修,测试,之后才进入 氧化制程。此制程主要有碱洗、酸浸,微蚀、预浸、氧化,还原,抗氧化及后清洗吹干等步骤, 现分述于后:A. 碱性清洗- 也有使用酸洗.市售有多种专业的化药,能清除手指纹、油脂,或有机物。B. 酸浸-调整板面PH,若之前为酸洗，则可跳过此步骤.C. 微蚀-微蚀主要目的是蚀出铜箔之柱状结晶组织（grain structure）来增加表面积，增加 氧

7、化后对胶片的抓地力。通常此一微蚀深度以50-70微英吋为宜。微蚀对棕化层的颜色均匀 上非常重要,D. 预浸中和- 板子经彻底水洗后,在进入高温强碱之氧化处理前宜先做板面调整 ,使新鲜 的铜面生成- 暗红色的预处理,并能检查到是否仍有残膜未除尽的亮点存在。E. 氧化处理-市售的商品多分为两液,其一为氧化剂常含以亚氯酸钠为主,另一为氢氧化钠 及添加物,使用时按比例调配加水加温即可。通常氢氧化钠在高温及搅动下容易与空气中的 二氧化碳形成碳酸钠而显现出消耗很多的情况,因碱度的降低常使棕化的颜色变浅或不均匀, 宜分析及补充其不足。温度的均匀性也是影响颜色原因之一,加热器不能用石英,因高温强碱 会使硅化物

8、溶解。操作时最好让槽液能合理的流动及交换。F. 还原此步骤的应用影响后面压合成败.G. 抗氧化此步骤能让板子的信赖度更好,但视产品层次,不一定都有此步骤.H. 后清洗及干燥-要将完成处理的板子立即浸入热水清洗,以防止残留药液在空气中干涸 在板面 上而不易洗掉,经热水彻底洗净后,才真正完工。设备氧化处理并非制程中最大的瓶颈,大部分仍用传统的浸槽式独臂或龙门吊车 的输送。所建立的槽液无需太大量,以便于更换或补充,建槽材料以 CPVC 或 PP 都可以。水平连续自动输送的处理方式,对于薄板很适合,可解决板弯翘的情形.水平 方式可分为喷液法（Spray及溢流法（Flood前者的设备昂贵，温度控制不易,

9、又因大量与空气混合造成更容易沉淀的现象,为缩短板子在喷室停留的时间,氧化液中多加有加速剂(Accelerat使得槽液不够稳定溢流法使用者较多氧化线生产品质控制重点乩氧化量2刘比Weight)之測定t.剝離強度(p就1 strength)匚蝕刻銅量(Etch Amo unt)之測定&刮傷表銅層線路亡露銅藥水賤餘A. 检测方法及管制范围 a氧化量(o/w之测定管制范围：0.30.07 (mg/cm2 )(1) 取一试片9cm XIOcm 1oz规格厚度之铜片，随流程做氧化处理。(2) 将氧化处理后之试片置于130C之烤箱中烘烤lOmin.去除水分，置于 密闭容器冷却至室温，称重得重量一w1(g)。

10、(3) 试片置于20%H2S04中约10min去除氧化表层，重复上一步骤，称重 得重量一w2(g)(4) 计算公式：O/W =(W1-W2 /9X10X2)X1000又称 weight ga:一般在 In-processQ会用此法b. 剥离强度(Peel St reng之测定(管制范围：48 lb/in(1) 取一试片loz规格厚度之铜箔基板，做氧化处理后图-故迭板(lay up ) 后做压合处理。(2) 取一 lcm宽之试片，做剥离拉力测试，得出剥离强度(依使用设备计 算 ).c. 蚀刻铜量(Etch Amount)之测定(管制范围：7030u in(1) 取一试片9cm XlOcm loz

11、规格厚度之铜片，置于130C之烤箱中烘烤 lOmin去除水份，置于密闭容器中冷却至室温，称重量得一wl(g)(2) 将试片置于微蚀槽中约 218依(各厂实际作业时间)，做水洗处理后， 重复上一个步骤，称得重量一w2(g)。(3) 计算公式：E/A = W1-W2 X 244.11X1xlO 6 =244.18.96/cm3x 10cmx9cmx22.54 cm/ind. 氧化后抽检板子以无亮点为判断标准预迭进压合机之前，需将各多层板使用原料准备好，以便迭板(Lay-up作业除已氧 化处理之内层外，尚需胶片(Prepreg),箔(Copper fo以下就叙述其规格种类及作 业:P/P(Prepr

12、e之规格Glass StyleResin FlowResin ContentPressed ThicknessVolatileContentPH7832 士 5%48 士 3%0.00865110.50762821 士 4%42 士 3%0.00745110.75%1506285148 士 3%0.00619110.60211631 士 5%523%0.00459110.75%108040 士 5%62 士0.0027711IM10650+5%723%0.0021011P/P的选用要考虑下列事项：绝缘层厚度内层铜厚树脂含量内层各层残留铜面积对称P/P主要的三种性质为胶流量(Resin Flow

13、)胶化时间(Gel tim及胶含量(Resin Con tent其进料测试方式及其它特性介绍如下所述：A. 胶流量(Resin Flow)原重-圓片重況2Fl ou=X1001,流量试验法Flow tes与经纬斜切截取4吋见方的胶片四张精称后再按原 经向对经向或 纬 对纬的上下迭在一起,在已预热到1702. 8之压床用200 25PSI去压10分钟,待其熔 合 及冷却后，在其中央部份冲出直径3.192寸的圆片来, 精称此圆片重量,然后计算胶流之百分 流量为：原樣重式中分子相减之差即表示流出去的胶量，因原面积为16m2,而压后所冲之 圆片面积为(3.19& 2)2X3.14X2=16.045m2

14、，故可以解释为压后圆片以外的东西是流出去的 。2,比例流量Scaled flow t是指面积大时用大的压力强度，面积小时用小的 压力强度其作法 是正切胶片成7inX5.5in之样片并使7in长向与原卷之经向平行,薄胶片(104,106,10者8)要 18-20张,中度者(12.113.11切6)10张,比 116更厚 者就不太准了。热板先预热到15020 C并加上脱膜纸，将胶放上以31PSI或 840磅5% 在 8吋见方的压床上压 101 分钟,冷却后 对角切开,并以测微卡尺量 对角线的厚度,其计算如下：ho=Wo/n(5.5X410-2)-WgX21.2X10-2ho-每张胶片原应有的厚度,Wo-原样片的总重,Wg-单位面积上之玻璃布 重(g/in2)张数。B. 胶化时间 (Gel time or Tack Time)胶片中的树脂为半硬化的B-Stage材料，在受到高温后即会软化及流动，经过 一段软化而流动 的时间后,又逐渐吸收能量而发生聚合反应使得黏度增大再真 正的硬化成为C-Stage材料。上述在压力下可以流动的时间，或称为可以做赶气 及填隙之工作时间，称为胶化时间或可流胶 时间。当此时段太长时会造成板中应 有的胶流出太多， 不但厚度变薄浪费成本而且造成铜箔 直接压到玻璃上