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一.除膠的目的及作用
1.1膠渣產生的原因:
當電路板在進行鑽孔制程時,其鑽頭與板材在快速 切削摩擦中,會產生高溫高熱(局部温度上升至200 oC以 上,超过树脂的Tg值 ),而將板材中的樹脂(如環氧樹脂板) 軟化甚至液化,以致隨著鑽頭旋轉塗滿了孔壁,冷卻後即 成為一層膠渣.
钻污 沾在内层的钻污
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處理 條件 振動 過濾 循環 擺動 自動 添加
更槽 頻率 六个 月清 槽一 次
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3.2.4高錳酸鉀槽的相關參數影響
Mn7+濃度: 低:除膠不盡,Smear殘留,導致內連接不良. 高:Desmear太強,導致除膠過度. Mn6+: 低:無負面之影響. 高:產生大量的MnO2 ,造成槽液壽命的減短. NaOH: 低:咬蝕速率的下降及smear殘留. 高:槽液不穩定,Mn6+濃度上升,槽液壽命減短. 溫度: 低:除膠不盡,Smear殘留,導致內連接不良. 高:咬蝕速率的增強.
After Desmear 被膠渣包裹的銅斷面
進行除膠後 蜂窩面
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二.除膠段流程介紹
熱水洗 上板
膨鬆百度文库
除 膠 渣
中 和 洗
中 和
雙水洗
回收洗
雙水洗
雙水洗
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三.除膠線主要槽次的作用及原理
3.1膨鬆槽
3.1.1膨鬆槽的目的
軟化膨鬆環氧樹脂,降低聚合物間的鍵結能,使KMnO4 更易咬蝕形成微蜂窩面( Micro-Rough ). 膨鬆前 膨鬆后
长*宽*2
—————
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3.1.6膨鬆槽的相關參數影響
膨鬆劑濃度 低:除膠不盡,Smear殘留,導致內連接不良. 高:Desmear太強,導致孔壁粗糙,樹脂內縮、除 膠過度. pH 低:如果pH長期偏低會導致藥水壽命縮短. 高:溶液中之碳酸鹽會快速累積而造成分層,降 低藥水之壽命. 溫度 低:除膠不盡,Smear殘留,導致內連接不良. 高:會攻擊基材,導致樹脂內縮及除膠過度.
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4.2中和劑216-5(美国罗门哈斯生产)
4.2.1目的:去除残留的七价锰、六价锰和四价锰
锰离子是重金属离子,它的存在会引 起“钯中毒”,使钯离子或原子失去 活化活性,从而导致孔金属化的失败. 因此,化学沉铜前必须去除锰的存在. 利用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 使用胺类还原剂的还原 5[(NH2OH)2・H2SO4]+2MnO4-→2MnSO4+5N2O+13H2O+3H2SO4+4H2
4.4cp級硫酸(煙台遠威生產)
純度 98% 25kg/桶
4.5雙氧水(深圳橋創)
純度 35% 25kg/桶
4.6液鹼(深圳橋創)
純度 45% 25kg/桶
4.7高錳酸鉀(煙台遠威生產)
純度 99% 50kg/桶
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五. 除膠段设备介紹 2.5.1 槽體材質介紹
5.1設備條件
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KMnO4能將孔壁咬蝕成Micro-rough的原因:當膨鬆 劑渗入树脂聚合之交联处,孔壁上的胶渣得以软化,从而 降低其键结能,因膨鬆劑攻擊樹脂之程度不同,造成各聚 合物間之鍵結能有強弱之分,使后续KMnO4咬蝕時產生選 擇性,而形成所謂的Micro-rough(蜂窩狀) . 形成蜂窝面的目的:粗化板面,增加後製程化銅之結合力.
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3.2高錳酸鉀槽
3.2.1反應原理
利用七價紫色的高錳酸鹽( MnO4-)在高溫鹼液中會對樹脂表 面產生一種類似“ 微蝕 ” 的氧化反應,而自身卻降為綠色的 六價錳( MnO4²- )的原理. 槽 液 組 成: 反應 : NaMnO4 Na2MnO4 NaOH(液碱) 2MnO42-+ 2H2O2MnO2+ 4OH- + O2 NaCLO
4.1.2反應原理
环氧树脂是高聚型化合物,具有优良的耐蚀性.其腐蚀 形式主要有溶解、溶胀和化学裂解.根据“相似相溶”的 经验规律,醚类有机物一般极性较弱.且有与环氧树脂有 相似的分子结构(R-O-R’),所以对环氧树脂有一定的 溶解性.因为醚能与水发生氢键缔合,所以在水中有一定 的溶解性.因此,常用水溶性的醚类有机物作为去钻污的 溶胀剂.溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高,否则,会破坏 氢键缔合,使有机链相分离.
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3.2.3高錳酸鉀槽的相關參數
表格3-2 高錳酸鉀槽的相關參數 槽 別 高 锰 酸 钾 槽 物料配 參數 槽量 液碱﹕ 溫度 321L Mn7+ Mn6+ KMnO4﹕ NaOH 290Kg 除胶速率 再生机电流
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控制范圍 72+3℃ 50-70g/L <20g/L 0.7-1.1N 15-45mg/dm2 1500-1800A
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3.1.4膨鬆槽的主要參數管控
槽名 膨鬆槽
Swelling Time: 0s
滴水時間
浸液時間
9''
Swelling Time: 150s
6'27''
Swelling Time: 240s
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3.1.5膨鬆槽的相關參數
表格3-1 膨鬆槽的相關參數 槽 物料配槽量 參數 控制范圍 別 膨 ML-211﹕ 溫度 66+3 ℃ 鬆 302L 槽 液鹼﹕ 膨鬆劑 100-140ml/L 179Kg 液鹼 0.6-1.0N 處理條件 振動 過濾循環 擺動 自動添加 更槽頻率 150萬Sf
3.4.2.2除膠渣前的膨鬆 處理中的膨鬆劑失效.
3.4.2.3高錳槽槽液溫度 不足. 3.4.2.4高錳槽槽液成份 含量不對.
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3.4.4孔壁粗糙
3.4.4.1鑽孔粗糙,甚至 產生玻璃纖維拉斷及挖破. 3.4.4.2鍍覆孔前孔內 浮石粉未清除乾凈. 3.4.4.3咬蝕過度造成 玻璃纖維突起.
结构截面示意图
A: 不锈钢棒阴极 B: 钛网阳极 A:B =1:20
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3.2.2.1再生原理 a. 在外加电流及电压下,陽極所形成的氧化反应 可将六价锰酸根离子氧化成七价的高锰酸根离子. a.陽極反應 2Mn6+-2e- → 2Mn7+ 4OH--4e- → 2H2O + O2 b.陰极棒反应: 4H++ 4e- → 2H2 c.操作条件: 电流: 0 ~ 150A 电压: 3 ~ 12V d.电解再生效果: 理论上,每1AH (安培小时)的电量可将3g的MnO42氧化成2.2g 的MnO4-.
PTH後
1.3除膠渣的作用:
1.3.1除膠實際上除去的是內層銅及外層銅在裸孔斷面 上的膠渣,以防止內層銅與孔銅發生open的情況. 1.3.2除膠同時形成了微蜂窩面,增加了孔內樹脂的粗 糙度,以達到粗化孔壁增強後製程化銅之結合力 的目的.
1.4除膠渣的原理:
利用七價紫色的高錳酸鹽( MnO4-)在高溫鹼液中 會對樹脂表面產生一種類似 “ 微蝕 ” 的氧 化反應,而自身卻降為綠色的六價錳( MnO4²-)的 原理.
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3.3中和洗槽
3.3.1中和洗槽的目的
徹底去除殘留的高錳酸鉀,避免帶入下游製程 污染槽液,一般使用H2O2、H2SO4. 濃度控制範圍: H2O2 ----1~3% H2SO4 ----1~3%
3.4中和槽
其目的為:將孔壁上殘留的Mn4+ (黑色) , Mn6+ (綠色) , Mn7+ (紫色) 除去(转化成Mn2+).
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四.除膠線各槽藥水介紹及配槽程式
4.1膨鬆劑MLB-211(美国罗门哈斯生产)
4.1.1膨鬆劑成分
含有溶剂和表面活性剂的水溶 性碱性溶液
配方
名称
NaOH 已二醇乙醚 已二醇
配比
备注
20g/l 其余 30g/l 成分 为H2O 2g/l
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表格3-3 中和槽槽的相關參數 槽 別 中 和 槽 物料配槽量 參數 控制范圍 處理條件 更槽頻率
MLB 216-5﹕ 溫度 60L 中和劑
40+5 ℃ 振動 25萬Sf 過濾循環 70- 擺動 110ml/L 自動添加
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3.4除膠導致不良
槽名 槽體 槽體材質 攪拌 過濾 Y Y 加熱 入水
熱水洗
膨松 雙水洗
1320L
2520L
SUS316
SUS316 PP SUS316 SUS316 N/A N/A
水蒸汽 DI
水蒸汽 DI CW 水蒸汽 DI CW
高錳酸鉀 5360L 高錳副槽
回收水洗
中和洗 雙水洗 1320L
PP
PP PP N/A
除胶方法
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氧化樹脂: 树脂 + 4MnO4- + 4OH-4MnO42-+ CO2 + 2H2O 其它反應: 安定劑可以防止自我分解反應:
4MnO4 + 4OH 4MnO4
2-
+ 2H2O + O2
Mn7+利用電解再生 2Mn6+ - 2e19 / 47
2Mn7+
3.2.2电解再生器
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4.3高錳酸鉀槽配槽程式
4.3.1加入純水,液位高于加 熱之最低高度. 4.3.2加熱至75℃. 4.3.3開動攪拌器及打氣. 4.3.4加入12桶液鹼. 4.3.5加入6桶高錳酸鉀. 4.3.6補純水至槽積液位.
4.3.7繼續加熱至工作溫度備 用.
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3.4.1除膠過度
3.4.1.1樹脂固化不足造 成咬蝕過快. 3.4.1.2高錳槽槽液中鹼 成份或氧化劑濃度過高. 3.4.1.3高錳槽槽液溫度 過高.
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3.4.2除膠渣不盡
3.4.2.1鑽頭在孔內停留 時間過長,積累的熱量過多, 致使鑽污厚度超過正常工藝 範圍. 3.4.2.5高錳酸鉀槽液中 副產物過多.
5[(NH2OH)2・H2SO4]+MnO42-→MnSO4+5N2O+9H2O+4H2SO4+7H2
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4.2.3中和槽配槽程式
4.2.3.1加入半槽純水于槽中. 4.2.3.2加入濾芯于過濾器中,蓋緊.
4.2.3.3啟動過濾馬達.
4.2.3.4加入2桶半MLB216-5. 4.2.3.5補純水至槽積液位. 4.2.3.6開啟加熱器,升溫備用.
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3.1.2膨鬆槽的作用
3.1.2.1清潔孔內附著力差的膠渣,去除輕微油脂 3.1.2.2軟化樹脂表面及內層銅表面之膠渣 3.1.2.3提供-均勻之表面能被高錳酸咬蝕
3.1.3膨鬆槽的原理
使孔壁上的胶渣得以软化,膨鬆并渗入树脂聚合 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.
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除膠過程-----------------Material : BT
Before Desmear After Desmear 被膠渣包裹的銅斷面
進行除膠後 蜂窩面
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除膠過程-----------------Material : FR4
Before Desmear
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1.2除膠渣的目的:
膠渣生於內層銅邊緣及孔壁區,則會造成 P . I (Poor lnterconnection) .所以為確保內層板之銅孔環與 孔銅壁之完全密接性,務必將裸孔壁上的膠渣清除,此動 作稱為:“除膠渣” Desmear. 除膠前 如 PTH後 不
除膠後
除 膠
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H H H
C O O 环氧树脂结构式
H
H
【 OCH2CHCH2O】n 环氧树脂分子式 CH3 O CH3 乙醚分子式
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C
C
n
4.1.3膨松槽配槽程式
4.1.3.1加入半槽純水于槽中. 4.1.3.2加入濾芯于過濾器中,蓋 緊. 4.1.3.3啟動過濾馬達. 4.1.3.4加入12桶半的ML211及7桶 半的液鹼. 4.1.3.5補純水至槽積液位. 4.1.3.6開啟加熱器,升溫備用.
CW
DI CW
中和
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1320L
PP
N/A
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Y
水蒸汽 DI
5.3日常保養
5.3.1藥水添加
添加药水时,必须穿戴橡胶手套,橡胶围裙,护目 镜,安全 鞋,防毒面具等保护用具. 倒药水时必须看清药水标签与槽子,慢慢倾加. 加高锰酸钾时应慢慢均匀加入,若触及皮肤或眼睛 用大量水冲洗3-5分钟,严重及时就医. 加药水时天车必须停止运转,槽内有板禁止加药.
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