PCB电镀-化铜

PTH 孔金属化 传统的 PTH
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
工艺流程 – 功能
只有三个工艺步骤:
溶胀 高锰酸盐 蚀刻 还原


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）
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
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:将显影后之线路镀满
目的:将多余的干膜去除
目的:将化铜层蚀刻掉
雷射成孔及全板面式除胶渣
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。
印刷线路板化铜电镀工艺及技术
Contents
1.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
多层PCB的结构
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
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
高锰酸盐蚀刻 – 溶胀之后 – 不经过蚀刻
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
高锰酸盐蚀刻 – 150 秒蚀刻之后
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
高锰酸盐蚀刻 – 240 秒蚀刻之后
还原
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
还原 – 清洁后的通孔与微盲孔表面
•H2O2 / •NH2OH
Conditioner
•Mn4+ + 2 e- Mn2+ •H2O2 2 H+ + 2 e- + O2 •NH2OH 2 H+ + 2 H2O + 2 e- + N2
通孔 – 去钻污之后
200x
去钻污之后
1000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
Ajinomoto Bare Laminate – Ajinomoto 裸树脂板 去钻污之前
1000x
去钻污之前
5000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
Ajinomoto Bare Laminate – Ajinomoto裸树脂板 去钻污之后
2.Semi-Addictive Process（半加成法） 适用于WB Substrate、Flip Chip Substrate 量产最小线宽/线距 12/12μm 3.Modified Semi-Addictive Process （改良型半加成法） 适用于CSP、WB Substrate、Flip Chip Substrate 量产最小线宽/线距 25/25μm
1
4
4
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
还原之后
传统的 PTH
PTH前不同类型的PCB板 – 去钻污后的通孔以及微盲孔表面
•内层
•内层钻盘
•FR-4
•树脂
•覆铜板
多层板
FR-4 板 裸树脂板 经过去钻污处理后
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
通孔 – 钻孔之后
200x
钻孔之后
1000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
高锰酸盐蚀刻 – 攻击环氧树脂
•
Bisphenol A
Epichlorhydrin
•环氧树脂 (未经固化)
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.
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
±125μm
≥±50μm
Notebook Mobile (HDI/FPC) BGA
75/75μm
±75μm
≥±30μm
50/50μm
±75μm
≥±25μm
25/25μm
盲孔75μm
±50μm
±15μm
Flip Chip
12/12μm
盲孔50μm
±20μm
±10μm
线路形成工艺的种类及应用范围
1.Tenting Process （干膜盖孔法） 适用于PCB、FPC、HDI等 量产最小线宽/线距 35/35μm
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。
此六图均为SAP 3＋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。
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（Ajinomoto Build-up Film）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
1000x
去钻污之后
5000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
Ajinomoto Bare Laminate – Ajinomoto裸树脂板 去钻污之前
1000x
去钻污之前
2000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
Ajinomoto Bare Laminate – Ajinomoto裸树脂板 钻污之后
高锰酸盐蚀刻 – 去钻污的结果
非均相 交联
均相 交联
•300x 去钻污
•300x
•2000x
•2000x
标准 FR-4 (<
高-Tg
(> 150 °C)
150°C)
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
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.
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Differential Etching。
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
高锰酸盐蚀刻 – 蚀刻通孔和微盲孔的表面
CH4 + 12 MnO4- + 14 OH- CO32- + 12 MnO42- + 9 H2O + O2
MnO4-
2 MnO42- + 2 H2O MnO2 + OH- + O2
高锰酸盐蚀刻之后
工艺流程 – 溶胀
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 (Tg < 150°C)表面的微观粗 糙度
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
溶胀 – 通孔和微盲孔中溶胀之后的钻污
•溶胀剂
溶胀之后
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
溶胀 –Байду номын сангаас溶胀之前 (0 秒)
RCC 技术 –激光钻成的 – 去钻污之前
1000x
钻孔之前
1000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
RCC 技术 – 激光钻孔 – 去钻污之后
1000x
去钻污之后
1000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
工艺流程 特征 & 优点
溶胀 高锰酸盐 蚀刻 还原
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 •· · · ··· SAP MSAP •· · · ··· 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 •· · · ···
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
传统的 PTH
工艺流程 – 垂直沉铜 应用
5 5 2
清洁
调整*
微蚀清洁
预浸 活化 还原 化学沉铜 垂直
去钻污– Securiganth P/P500/MV/BLG
溶胀 – 溶胀150 秒之后
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
溶胀 – 溶胀240秒之后
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
工艺流程 – 碱性高锰酸盐蚀刻
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(Tg < 150°C)的环氧 树脂之表面
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
钻污 内层 •钻污
SAP 膜
RCC 箔 钻污 内层底盘
• 钻污 FR-4
•芯
•玻璃纤维
树脂
铜箔
多层
裸树脂板
RCC/FR-4 板
•SBU – Sequential Build-up Technology
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
1000x
去钻污之后
2000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
激光钻成的微盲孔 – 钻孔之后
1300x
钻孔之后
3000x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
激光钻成的微盲孔 – 去钻污之后
1100x
去钻污之后
2700x
去钻污 – Securiganth P/P500/MV/BLG
线路形成工艺的种类及应用范围
Tenting Process （干膜盖孔法）介绍
前处理 压膜 曝光
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
显影
蚀刻
去膜
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
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
印刷电路板各种产品的技术规格要求
PCB类别 最小线宽/线距 最小孔径 孔位精度 曝光对位精度
Desktop PC
100/100μm
0.25mm 0.20mm 盲孔120 μm 0.15mm 盲孔100 μm
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。
线路形成工艺的种类及应用范围
Tenting Process （干膜盖孔法）介绍: 普通PCB、HDI、FPC及Substrate Core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。 FR-4：
RCC：
FCCL：
线路形成工艺的种类及应用范围