PCB电镀-化铜

印刷线路板化铜电镀工艺及技术Contents1.线路板的结构及技术要求2.线路板线路形成工艺介绍3.线路板曝光工艺4.线路板显影/蚀刻/去膜工艺5.PCB化铜工艺介绍6.PCB电镀工艺介绍1.Build-up层线宽2.Build-up层线距3.Core层线宽4.Core层线距5.盲孔孔径6.盲孔内层孔环7.盲孔外层孔环8.通孔孔径9.通孔孔环10.Build-up层厚度11.Core层厚度多层PCB的结构PCB类别最小线宽/线距最小孔径孔位精度曝光对位精度DesktopPC100/100μm0.25mm±125μm≥±50μmNotebook75/75μm0.20mm盲孔120μm±75μm≥±30μmMobile(HDI/FPC)50/50μm0.15mm盲孔100μm±75μm≥±25μmBGA25/25μm盲孔75μm±50μm±15μmFlipChip12/12μm盲孔50μm±20μm±10μm印刷电路板各种产品的技术规格要求1.TentingProcess（干膜盖孔法）适用于PCB、FPC、HDI等量产最小线宽/线距35/35μm2.Semi-AddictiveProcess（半加成法）适用于WBSubstrate、FlipChipSubstrate量产最小线宽/线距12/12μm3.ModifiedSemi-AddictiveProcess（改良型半加成法）适用于CSP、WBSubstrate、FlipChipSubstrate量产最小线宽/线距25/25μm线路形成工艺的种类及应用范围TentingProcess（干膜盖孔法）介绍:普通PCB、HDI、FPC及SubstrateCore层等产品，使用的基材为FR-4（难燃性环氧树脂覆铜板）、RCC（涂覆树脂覆铜板）、FCCL（柔性基材覆铜板）等材料。RCC：FCCL：FR-4：线路形成工艺的种类及应用范围SAP（半加成法）与MSAP（改良型半加成法）介绍SAP与MSAP工艺采用Build-up工艺制作。其中SAP的主要材料为ABF（AjinomotoBuild-upFilm）和液态树脂；MSAP工艺的主要材料为超薄铜覆铜板（基材为BT、FR-5等，铜厚≤5μm）ABF材料BUM液态树脂覆铜板线路形成工艺的种类及应用范围盖孔法干膜前处理•······压膜曝光显影蚀刻去膜化学沉铜•······干膜前处理压膜曝光显影镀铜化学清洗去膜闪蚀•······•······减薄铜蚀刻•······干膜前处理压膜曝光显影镀铜化学清洗去膜闪蚀•······SAPMSAP线路形成工艺的种类及应用范围TentingProcess（干膜盖孔法）介绍前处理压膜曝光显影蚀刻去膜目的：清洁铜面，粗化铜面，增加干膜与铜面的结合力目的：将感光干膜贴附在铜面上目的：将设计的影像图形通过UV光转移到PCB的干膜上目的：将设计的影像图形通过UV光转移到PCB的干膜上目的：将没有覆盖干膜的铜面去除目的：将铜面残留的干膜去除线路形成工艺的种类及应用范围SAP（半加成法）与MSAP（改良型半加成法）介绍SAP与MSAP工艺的区别是，SAP的基材上面是没有铜层覆盖的，在制作线路前需在线路表面沉积一层化学铜（约1.5μm），然后进行显影等工艺；MSAP基材表面有厚度为3~5μm厚度的电解铜，制作线路前需用化学药水将铜层厚度咬蚀到2μm。目的:将可感光的干膜贴附于铜面上目的:将设计之影像图形,转移至基板的干膜上目的:将没有曝到光之干膜去除目的:将化铜层蚀刻掉目的:将多余的干膜去除目的:将显影后之线路镀满线路形成工艺的种类及应用范围ABF熟化后的膜厚约在30～70μm之间，薄板者以30～40μm较常用一般双面CO2雷射完工的2～4mil烧孔，其孔形都可呈现良好的倒锥状。无铜面之全板除胶渣(Desmearing)后，其全板面与孔壁均可形成极为粗糙的外观，化学铜之后对细线路干膜的附着力将有帮助。雷射成孔及全板面式除胶渣覆晶载板除胶渣的动作与一般PCB并无太大差异，仍然是预先膨松(Swelling)、七价锰(Mn+7)溶胶与中和还原(Reducing)等三步。不同者是一般PCB只处理通孔或盲孔的孔壁区域，但覆晶载板除了盲孔之孔壁外，还要对全板的ABF表面进行整体性的膨松咬蚀，为的是让1μm厚的化铜层在外观上更形粗糙，而令干膜光阻与电镀铜在大面积细线作业中取得更好的附着力。ABF表面完成0.3-0.5μm化学铜之后即可进行干膜光阻的压贴，随后进行曝光与显像而取得众多线路与大量盲孔的镀铜基地，以便进行线路镀铜与盲孔填铜。咬掉部份化铜后完成线路完成填充盲孔与增厚线路的镀铜工序后，即可剥除光阻而直接进行全面性蚀该。此时板面上非线路绝缘区的化学铜很容易蚀除，于是在不分青红皂白全面铳蚀下，线路的镀铜当然也会有所消磨但还不致伤及大雅。所呈现的细线不但肩部更为圆滑连底部多余的残足也都消失无踪，品质反倒更好！此等一视同仁通面全咬的蚀该法特称为DifferentialEtching。此六图均为SAP3＋2＋3切片图；左上为1mil细线与内核板之50倍整体画面。中上为200倍明场偏光画面，右上为暗场1000倍的呈现，其黑化层清楚可见。左下为1000倍常规画面，中下为200倍的暗场真像。右下为3000倍ABF的暗场画面，底垫为1/3oz铜箔与厚电镀铜，铜箔底部之黄铜层以及盲孔左右之活化钯层与化铜层均清晰可见。传统的PTHPTH孔金属化工艺流程–功能去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG溶胀使树脂易被高锰酸盐蚀刻攻击高锰酸盐蚀刻去除钻污和树脂还原除去降解产物和清洁/处理表面.(清洁/蚀刻玻璃）只有三个工艺步骤:溶胀还原高锰酸盐蚀刻去钻污前（去毛刺后）各种类型PCB的状态通孔和微盲孔中的钻污铜箔树脂内层多层RCC/FR-4板裸树脂板RCC箔内层底盘•玻璃纤维钻污•钻污•芯钻污•钻污FR-4SAP膜去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG•SBU–SequentialBuild-upTechnology工艺流程–溶胀使树脂易受高锰酸盐蚀刻液的最佳攻击并保障环氧树脂(Tg150°C)表面的微观粗糙度溶胀去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG溶胀–通孔和微盲孔中溶胀之后的钻污溶胀之后•溶胀剂去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG溶胀–溶胀之前(0秒)去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG溶胀–溶胀150秒之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG溶胀–溶胀240秒之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG工艺流程–碱性高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻溶液除去内层（铜）表面的钻污，清洁孔壁并且粗化(Tg150°C)的环氧树脂之表面去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG碱性高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻之后高锰酸盐蚀刻–蚀刻通孔和微盲孔的表面CH4+12MnO4-+14OH-CO32-+12MnO42-+9H2O+O22MnO42-+2H2OMnO2+OH-+O2去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLGMnO4-高锰酸盐蚀刻–溶胀之后–不经过蚀刻去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG高锰酸盐蚀刻–150秒蚀刻之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG高锰酸盐蚀刻–240秒蚀刻之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG•环氧树脂(未经固化)•BisphenolAEpichlorhydrin高锰酸盐攻击环氧树脂分子中的极性官能团.不含极性官能团的高分子化合物不能被去钻污.高锰酸盐蚀刻–攻击环氧树脂去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG标准FR-4(150°C)高-Tg(150°C)•300x•300x•2000x•2000x非均相交联均相交联去钻污高锰酸盐蚀刻–去钻污的结果高锰酸盐蚀刻–还原还原剂能还原/除去二氧化锰残留并对玻璃纤维进行前处理以期最佳（沉铜）的覆盖.如有需要，玻璃纤维可被玻璃蚀刻添加剂同时清洁与蚀刻.还原去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG还原–清洁后的通孔与微盲孔表面还原之后•Mn4++2e-Mn2+•H2O22H++2e-+O2Conditioner去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG•H2O2/•NH2OH•NH2OH2H++2H2O+2e-+N2PTH前不同类型的PCB板–去钻污后的通孔以及微盲孔表面经过去钻污处理后多层板•FR-4•覆铜板•树脂•内层传统的PTH•内层钻盘FR-4板裸树脂板钻孔之后200x1000x通孔–钻孔之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG通孔–去钻污之后去钻污之后200x1000x去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLGAjinomotoBareLaminate–Ajinomoto裸树脂板去钻污之前去钻污之前1000x5000x去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLGAjinomotoBareLaminate–Ajinomoto裸树脂板去钻污之后去钻污之后1000x5000x去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLGAjinomotoBareLaminate–Ajinomoto裸树脂板去钻污之前去钻污之前1000x2000x去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLGAjinomotoBareLaminate–Ajinomoto裸树脂板钻污之后1000x2000x去钻污之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG钻孔之后1300x3000x激光钻成的微盲孔–钻孔之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG去钻污之后1100x2700x激光钻成的微盲孔–去钻污之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG钻孔之前1000x1000xRCC技术–激光钻成的–去钻污之前去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG去钻污之后1000x1000xRCC技术–激光钻孔–去钻污之后去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG工艺流程-特征&优点溶胀高锰酸盐蚀刻还原简短的流程–只须3步快速和有效的去钻污体系内再生高锰酸盐（延长槽液寿命)极好的玻璃处理性能最高质量的去钻污无害于环境(交少的有机物)应用于微盲孔具有最好的润湿性去钻污–SecuriganthP/P500/MV/BLG*可选工艺流程–垂直沉铜应用清洁预浸活化微蚀清洁调整*还原传统的PTH化学沉铜垂直优点：•均匀致密的化学铜沉积•优异的结合力（不起泡）•稳定的槽液使用寿命•沉积速率稳定，适用于通孔和盲孔的生产制程55214414...20时间[分]工艺流程–清洁&调整清洁剂确保孔内表面达到最佳的表面清洁状态，以便保证有良好的化学铜结合力清洁传统的PTH清洁/调整–树脂表面和铜表面的前处理经过清洁剂/调整剂处理后传统的PTH工艺流程–清洁&调整如果去钻污工序中没有调整步骤,必须附加一个额外的调整剂或在使用一些特殊的材料如：PTFE聚四氟乙烯,PI聚酰亚胺)时清洁调整传统的PTH去钻污调整!清洁调整–玻璃表面的前处理调整剂经过清洁调整剂处理后传统的PTH调整–表面前处理调整只有当表面清洁时，玻璃纤维的调整才会起作用来避免可能破坏连接机制的副效应!最好的调整性能在碱性高锰酸盐去钻污后的还原步骤中调整剂产品还原清洁剂SecuriganthP(速效普通的双氧水体系的还原剂，添加了调整剂成分)还原清洁剂SecuriganthP500(有机体系的还原剂，添加了调整剂成分)注意：若没有经过调整，化学铜后的背光效果会比较差!传统的PTH调整–机理•-树脂玻璃纤维调整剂分子(表面活性剂–Tenside)•部分带负电荷经过调整后的玻璃表面经过去钻污后的玻璃表面•-•-