FPC的制作工艺流程

Shipley挠性电路板金属化孔工艺----富葵精密组件(深圳)有限公司培训专用希普励(东莞)化工有限公司July31,2003大多数化学品具有某些化学品具有当混合某些化学品时当干燥或混合某些化学品时“如有疑问需查证”工业安全通孔电镀的目的化学沉铜–在己催化的通孔孔壁上通过沉铜提供导电性.电镀铜–在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜,以提供足够的导电性/厚度及防止导电电路出现热和机械缺陷.挠性电路（FPC）又称软性电路,是以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳曲挠性的印刷电路。此种电路可随意弯曲,折迭重量轻,体积小,散热性好,安装方便,冲破了传统的互连技术概念。挠性电路作为一种具有薄,轻,可挠曲等可满足三维组需求特点的新产品,在电子及通讯行业得到日趋重视和广泛的应用。挠性电路板(FPC)的特点挠性电路板(FPC)的特点挠性电路产品类型□单面板、双面开口型□双面板、软硬合板□多层板挠性电路板(FPC)的特点工艺流程挠性电路板(FPC)的特点挠性电路板(FPC)的结构单面板双面板挠性电路板(FPC)的特点挠性电路板(FPC)的特点板材–挠性电路板通常采用聚酰亚胺(Polyimide,PI)或聚酯(Polyester,PET).–在基材制备时不添加增强材料,这些高分子材料中分子链的排布较为紧密.–聚酰亚胺的玻璃化温度(Tg)较高,在多层板制造中若形成粘污难以用常规高锰酸钾去除.挠性电路板(FPC)的特点孔壁–挠性电路板的孔壁通常较为光滑,密集的分子结构造成可镀的表面减少.–挠性电路板的孔受外力作用的机会较刚性PCB多,对孔壁铜(基材与化学铜,化学铜与电镀铜)的结合力和延展性要求较高,孔壁品质稍差容易造成缺陷Shipley除胶渣工艺SHIPLEYCIRCUPOSIT200MLB系列钻孔CIRCUPOSITMLB膨松剂211二级水洗（逆流）CIRCUPOSITMLB树脂蚀刻剂214三级逆流水洗CIRCUPOSITMLB中和剂216二级逆流水洗CIRCUPOSIT化学沉铜工序胶渣的由来钻孔时，树脂与钻嘴，在高速旋转剧烈磨擦的过程中，局部温度上升至200oC以上，超过树脂的Tg值。致使树脂被软化熔化成为胶糊状而涂满孔壁；冷却后便成了胶渣（Smear).钻污沾在内层的钻污胶渣的由来钻孔后胶渣的由来钻孔后胶渣的由来胶渣的危害1.对多层板而言，内层导通是靠平环与孔壁连接的，钻污的存在会阻止这种连接。内层平环平环界面2.对双面板而言，虽不存在内层连接问题，但孔壁铜层若建立在不坚固的胶渣上，在热冲击或机械冲击情况下，易出现拉离问题。经过CIRCUPOSIT200去钻污除胶渣方法介绍1.等离子法（电浆法）2.碱性高锰酸盐法CIRCUPOSITMLB膨松剂211使孔壁上的胶渣得以软化，膨松并渗入树脂聚合后之交联处，从而降低其键结的能量，使易于进行树脂的溶解。CIRCUPOSITMLB除钻污剂214作用：高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与树脂发生化学反应，而分解溶去。反应原理：4MnO4-+有机树脂+4OH-4MnO4=+CO2+2H2O(七价）(六价）附产物的生成：KMnO4+OH-K2MnO4+H2O+O2K2MnO4+H2OMnO2+KOH+O2MnO2是一种不溶性的泥渣状沉淀物。附产物的再生：由于工作液中存在MnO2,将严重影响槽液的寿命，并影响除胶渣的质量，故必须抑制其浓度，一般控制在低于25g/L的浓度工作。维持低浓度锰酸根最有效的办法是氧化再生成有用的高锰酸根离子。CIRCUPOSITMLB除钻污剂214SHIPLEY电解再生器高锰酸钾槽液A:不锈钢棒阴极B:钛网阳极A:B~1:20~1.结构截面示意图BA(阴极)B(阳极)H2O2MnO4-MnO4-22.外观图：SHIPLEY电解再生器3.再生原理a.在外加电流及电压下，阳极所形成的氧化反应可将六价锰酸根离子氧化成七价的高锰酸根离子。2Mn+6-2e-2Mn+74OH--4e-2H2O+O2b.阴极棒反应:4H++4e-3H2c.操作条件:电流:0~150A电压:3~12伏c.电解再生效果:理论上，每1AH(安培小时)的电量可将3g的MnO4-2氧化成2.2g的MnO4-.SHIPLEY电解再生器CIRCUPOSITMLB中和剂216酸性强还原剂；能将残存在板面或孔壁死角处的二氧化锰或高锰酸盐中和除去；锰残留物CIRCUPOSITMLB中和剂216除胶渣后CIRCUPOSITMLB中和剂216Shipley化学铜工艺清洁–调整剂C/C3320三级水洗（逆流）微蚀剂NaPS二级逆流水洗预浸剂C/P404活化剂CAT44二级逆流水洗加速剂Acc19一级水洗化学沉铜剂C/M80二级逆流水洗Shipley化学沉铜工艺PI调整剂二级逆流水洗PI调整剂调整聚酰亚胺表面适合于催化剂的吸附和促进化学铜的附着。微蚀孔壁表面以改进后来的化学铜附着。通过增加催化剂的吸附促进铜覆盖率的改善。清洁--调整剂能有效地除去线路板表面轻微氧化物及轻微污渍(如手指印等).整孔功能:对树脂界面活性调整有极好的效果.调整剂的控制直接影响沉铜的背光效果.除胶渣后的孔壁清洁--调整剂后的孔壁清洁--调整剂的控制酸当量-槽液强度通过测定酸当量浓度来控制,并依此作适当调整.铜含量-铜含量随生产的进行而升高.当铜含量达到预定值时,槽液需作更换.产能-根据生产量当产能达到预定值时,槽液需作更换.温度-温度必须控制在规定范围内,如果温度太低,将降低清洁--调整剂的效果.清洁--调整剂后水洗需保证足够的水洗.避免清洁--调整剂成分带入到微蚀液中,使蚀铜量降低而导致铜面结合力变差.除去板子铜面上的氧化物及其它杂质。粗化铜表面，增强铜面与电解铜的齿结能力。微蚀剂作用a.过硫酸盐系列：过硫酸盐：80--120g/lH2SO4：2--4%温度：25--30oC时间：1'--2'反应式：Cu0+S2O82=Cu+++2SO42=b.硫酸双氧水系列：Cu0+H2SO4+H2O2CuSO4+2H2O■微蚀深度:40--80u(1--2um)常用的微蚀剂.微蚀剂微蚀前后的铜面状况微蚀前微蚀后微蚀后的铜面状况微蚀中可能出现的问题微蚀过度通孔剖切图铜箔内层铜箔镀铜层基材AB微蚀不足–微蚀不足将导致基铜与铜镀层附着力不良.微蚀过度–微蚀过度将导致在通孔出现反常形状(见左图点A和点B).这种情况将导致化学铜的额外沉积并出现角裂.槽液污染–氯化物和有机物残渣的带入会降低蚀铜量.清洁--调整剂后需保证良好的清洗.微蚀的控制H2SO4含量:通过分析控制过硫酸盐含量:通过分析控制Cu含量：当铜含量达到预定值时,槽液需做更换.温度：温度上升越高,蚀铜量增加越大.蚀铜量:定时检测.1.用2吋x2吋的1.6mm铜箔板。2.放入焗炉，用90-100oC焗30'-1小时。3.再放入防潮瓶内20分钟。4.然后用电子天秤称取其原重量Wi.5.随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后的缸取出(保证浸蚀的时间跟生产线的程式一样)。6.放入清洗水缸清洗，并放入焗炉焙干约30'-1小时。7.再放入防潮瓶内20分钟。8.然后用电子天秤称取其最后重量Wf。9.计算：Wi–Wf4(145.73)10.控制范围为40-80u''(理想范围是60u'')。=T微寸(u'')蚀铜速度=微蚀速率的控制简介：a.早期预活化是将二价锡对非导体底材作预浸着过程。b.Shipley改变传统工艺而闻名于世。作用：a.防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽。b.防止板面太多的水量带入钯槽而导致局部水解。预活化槽与活化槽除了无钯之外，其它完全一致。预浸预浸液的控制比重:槽液强度通过测定比重来控制.活化液的比重也是由预浸液来控制.铜含量:当铜含量达到预定值时槽液需更新.简介：钯液中的Pd，是以SnPd7Cl16胶团存在的。SnPd7Cl16的产生是PdCl2与SnCl2在酸性环境中经一系列的反应而最后产生的。活化工序就是让SnPd7Cl16附着在孔壁表面形成进一步反应的据点。Shipley活化剂44特点无烟。无腐蚀性烟，操作安全。对多层板的黑化层冲击小---不包HCl。极细的粒子，使金属的沉积细而密，镀层可靠性强。操作稳定，使用寿命长。操作及控制维持亚锡与钯间的精巧平衡，不可鼓气及任何漏气现象存在。控制其处理时间，以防活化过强及过弱。活化产品名称PdCl2(g/liter)SnCl2(g/liter)备注CATAPOSIT448190标准组成CATAPOSIT4490.25350用于二氯化锡的补充CATAPOSIT4488100用于二氯化钯的补充防止二氯化锡含量升高活化剂成分比较活化后的孔壁活化后的孔壁表面-※比重的控制相当重要，而C/P404与CAT44比重则相互维持。预浸与活化参数工序使用药品开缸浓度控制项目控制范围过滤加热器温度时间C/P404270g/L比重1.13~1.17需要Teflon25oC+3oC1'预浸Cu1.5g/LC/P404270g/L比重1.13~1.17需要Teflon40oC~45oC4'~6'CAT443%强度80~110%活化Cu2g/L活化液中可能出现的问题水的带入–胶体Pd由额外的氯离子和Sn2+维持稳定.如果有水的带入,将会导致胶体Pd的分解.活化液的比重通过404溶液控制.氧化–空气的氧化作用能导致胶体Pd的分解,因而要注意循环过滤系统不能出现漏气.–不要使用溢流循环.–定时释放过滤器里的空气.活化液的控制Pd含量通过分析维持PdCl2含量Sn含量通过分析维持SnCl2含量S.G.通过分析维持氯离子含量Cu含量通过分析控制Cu以及Fe和Cr的含量.！活化液由额外的Cl和Sn2+维持稳定,如果两者之中有一种缺少,活化液将是不稳定的.作用：剥去Pd外层的Sn+4外壳，露出Pd金属；清除松散不实的钯团或钯离子、原子等。原理：钯胶团粘附的板子，在经水洗之后，Pd粒之外会形成Sn(OH)4等外壳。ShipleyAcc19加速剂是HBF4型加速剂SnCl2+2HBF4Sn(BF4)2+2HClSn(OH)4+4HBF4Sn(BF4)4+4H2OSn(OH)Cl+2HBF4Sn(BF4)2+HCl+H2O反应过程宜适可而止PdSn(OH)4Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4加速剂加速剂后的孔壁表面加速剂可能出现的问题加速过度–加速过度是由下列原因引起:A)槽液温度太高,B)槽液强度太高,C)处理时间太长和D)加速后水洗时间太长.槽液污染–Cu含量和氯含量的升高由氯化铜的带入所致.在活化后需保证具有良好的水洗.加速剂的控制槽液强度-槽液强度是分析酸当量浓度.Cu含量-当Cu含量达到预定值时更换槽液.产量-当产量达到预定值时更换槽液.组成成份：硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、EDTA(乙二胺四乙酸二钠)。或罗谢尔盐(四水合酒石酸钾钠)。反应式：CuSO4+2HCHO+4NaOHCu+Na2SO4+2HCOONa+2H2O+H2化学沉铜作用立即启动微细颗粒化学铜的沉积.控制Cu2+,OH-,HCHO,EDTAShipley控制器化学铜Coppermerse80化学铜层结构沉积化学铜后的孔壁表面化学铜再电铜加厚后之切片放大图化学沉铜缸的管理1.维持持续的空气搅拌;2.连续过滤;3.定期清洗铜缸及挂架;4.维持槽液含量的稳定，通常使用自动加药器。ONOFFPowerMAMAUTO2134化学沉铜缸的管理5.使用物料的纯度至少应是C/P级(化学纯)，不宜采用工业级的NaOH及HCOH,因含有较高的铁离子及其它杂质。6.负载面积的控制负载面积通常控制在1dm2/L--5dm2/L之间。化学沉铜缸的管理化学沉铜缸的管理沉铜速率试验1.准备2X2正方形铜箔的胶板。2.用挂勾把胶板挂于沉铜钢架上。3.当胶板完成沉