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PCB电路板的湿式制程与表面处理工艺介绍

时间:2019-07-19 11:39来源:未知作者:Allen 点击:

  ,如聚合物不织布,或不织布掺加金刚砂,或其砂料之各型免材,以及浮石粉(Puce Slurry)等均称之为 Abrasives 。不过这种掺和包夹砂质的刷材,其粉体经常会着床在铜面上,进而造成后续光阻层或电镀层之

  在各种制程联机机组的出口处,常装有高温高压空气的刀口以吹出风刀,可以快速吹干板面,以方便取携及减少氧化的机会。

  PCB制程如干膜显像液的冲洗过程中,因有多量有机膜材溶入,又在抽取喷洒的动作中另有空气混进,而产生多量的泡沫▯,对制程非?常不便。须在槽液中添加降低表面张力的化学品,如以辛醇 (Octyl Alcohol) 类或硅树脂 (Silicone) 类等做为消泡剂,减少现场作业的麻烦▯。但含硅氧化合物阳离子接口活性剂之硅树脂类,则不宜用于金属表面处理▯▯。因其一旦接触铜面后将不易洗净,造成后续镀”层附着力欠佳或焊锡性不良等问题。

  接着层:指待结合(或接着)的表面▯,必须保持良好的清洁度,以达成及保持良好的结合强度,谓之结合性▯▯▯。

  是指在蚀刻液中所添加的有机助剂,使其在水流冲刷较弱的线路两侧处,发挥一种皮膜附着的作用▯▯▯,以减弱被药水攻击的力量,降低侧蚀(Cmdercut)的程度▯▯▯,是细线路蚀刻的重要条件,此剂多属供货商的机密。

  是以化学湿式槽液方法,对金属材料进行各种程度的腐蚀加工,如表面粗化、深入蚀刻,或施加精密的特殊阻剂后,再进行选择性的蚀透等,以代替某些机械加工法的冲断冲出(Punch)作业,又称之为 Chemical Blanking 或Photo Chemical Machining(PCM)技术,不但可节省昂贵的模具费用及准备时间▯▯▯,且制品也无应力残存的烦恼。

  是指某些金属表面,只经过特定槽液简单的浸泡,即可在表面转化而生成一层化合物的保护层。如铁器表面的磷化处理 (PhosphaTIng),或锌面的铬化处理(ChromTIng),或铝面的锌化处理 (Zincating)等,可做为后续表面处理层的打底(Striking),也有增加附着力及增强耐蚀的效果▯。

  传统上是指金属物品在进行电镀之前,需先将机械加工所留下的多量油渍予以清除▯▯▯,一般常采用有机溶剂之蒸气脱脂(Vapor Degreasing)法▯▯▯,或乳化溶液之浸泡脱脂。不过电路板制程并无脱脂的必要,因所有加工过程几乎都没有碰过油类,与金属电镀并不相同。只是板子前处理仍须用到清洁的处理▯▯,在观念上与脱脂并不全然一样▯▯▯。

  蚀铜除了要做正面向下的溶蚀之外▯,蚀液也会攻击线路两侧无保护的铜面,称之为侧蚀(Undercut),因而造成如香菇般的蚀刻缺陷,Etch Factor即为蚀刻品质的一种指针。

  在电路板工业中是专指蚀刻铜层所用的化学槽液,目前内层板或单面板多已采用酸性氯化铜液▯▯▯,有保持板面清洁及容易进行自动化管理的好处(单面板亦有采酸性氯化铁做为蚀刻剂者)▯▯。双面板或多层板的外层板▯▯,由于是以锡铅做为抗蚀阻剂▯▯▯,故需蚀铜品质也提高很多。

  是一种重视蚀刻是否过度或蚀刻不足的特殊楔形图案▯。此种具体的指针可加设在待蚀的板边,或在操作批量中刻意加入数片专蚀的样板,以对蚀刻制程进行了解及改进。

  指欲保护不拟蚀掉的铜导体部份,在铜表面所制作的抗蚀皮膜层,如影像转移的电着光阻、干膜▯▯▯、油墨之图案,或锡铅镀层等皆为抗蚀阻剂。

  也称为硬阳极处理,是指将纯铝或某些铝合金▯,置于低温阳极处理液之中(硫酸 15%▯、草酸5%▯▯,温度10℃以下,冷极用铅板,阳极电流密度为 15ASF),经 1 小时以上的长时间电解处理,可得到 1~2 mil 厚的阳极化皮膜,其硬度很高(即结晶状 A12O3)▯, 并可再进行染色及封孔,是铝材的一种良好的防蚀及装饰处理法▯▯。

  指耐磨及滑润工业用途所镀之厚铬层而言。一般装饰性镀铬只能在光泽镍表面镀约 5分钟,否则太久会造成裂纹。硬铬则可长达数小时之操作,传统镀液成份为CrO3250 g/1+H2SO410%,但需加温到 60℃,阴极效率低到只有 10%而已。因而其它的电量将产生大量的氢气而带出多量由铬酸及硫酸所组成的有害浓雾▯▯▯,并使得水洗也形成大量黄棕色的严重废水污染。虽然废水需严格处理而使得成本上升▯▯▯,但镀硬铬是许多轴桫或滚筒的耐磨镀层,故乃不可完全废除 ▯▯.

  许多小型的金属品,在电镀前须要小心去掉棱角,消除刮痕及拋光表面,以达成最完美的基地,镀后外表才有最好的美观及防蚀的效果▯。通常这种镀前基地的拋光工作▯▯▯,大型物可用手工与布轮机械配合进行▯▯。但小件大量者则须依靠自动设备的加工,一般是将小件与各种外型之陶瓷特制的拋光石(Abrasive Media)混合,并注入各式防蚀溶液,以斜置慢转相互磨擦的方式,在数十分钟内完成表面各处的拋光及精修▯。做完倒出分开后,即可另装入滚镀槽中(Barrel)进行滚动的电镀。

  是电路板湿制程中的一站▯,目的是为了要除去铜面上外来的污染物,通常应咬蚀去掉 100μ-in 以下的铜层,谓之微蚀。常用的微蚀剂有过硫酸钠(SPS)或稀硫酸再加双氧水等。另外当进行微切片显微观察时,为了在高倍放大下能看清各金属层的组织起见,也需对已拋光的金属截面加以微蚀。此词有时亦称为 Softetching 或 Microstripping▯。

  槽内液体之液面上升越过了槽壁上缘而流出,称为溢流。电路板湿式制程(Wet Process)的各水洗站中▯▯,常将一槽分隔成几个部份,以溢流方式从最脏的水中洗起▯,可经过多次浸洗以达省水的原则。

  在电路板的正统缩减制程(Substractive Process)中,这是以直接蚀刻方式得到外层线路的做法,其流程如下:PTH-全板镀厚铜至孔壁1 mil-正片干膜盖孔-蚀刻-除膜得到裸铜线路的外层板.此种正片做法的流程很短▯,无需二次铜,也不镀铅锡及剥锡铅,的确轻松不少▯▯。但细线路不易做好,其蚀刻制程亦较难控制▯▯▯。

  是金属表面处理的术语▯▯,常指不锈钢对象浸于硝酸与铬酸的混合液中,使强制生成一层薄氧化膜,用以进一步保护底材▯。另外也可在半导体表面生成一种绝缘层▯▯▯,而令晶体管表面在电性与化学性上得到绝缘,改善其性能。此种表面皮膜的生成▯▯▯,亦称为钝化处理。

  是减缩法制造电路板的另一途径,其流程如下:PTH——>

  镀一次铜——>

  负片影像转移——>

  镀二次铜——>

  镀锡铅——>

  蚀刻——>

  褪锡铅——>

  得到外层裸铜板.这种负片法镀二次铜及锡铅的Pattern Process▯▯,目前仍是电路板各种制程中的主流。原由无他,只因为是较安全的做法▯▯▯,也较不容易出问题而已。至于流程较长,需加镀锡铅及剥锡等额外麻烦,已经是次要的考虑了。

  是指板子在水平输送中▯▯▯,进行上下喷洒蚀刻之动作时▯▯,朝上的板面会积存蚀刻液而形成一层水膜,妨碍了后来所喷射下来新鲜蚀刻液的作用▯,及阻绝了空气中氧气的助力▯,造成蚀刻效果不足,其蚀速比起下板面之上喷要减慢一些▯,此种水膜▯▯:的负作用,就称为Puddle Effect。

  是一种将金属工作物挂在清洗液中的阳极▯,另以不锈钢板当成阴极▯,利用电解中所产生的氧气,配合金属工作物在槽液中的溶解(氧化反应)▯▯▯,而将工作物表面清洗干净,这种制程亦可称做Anodic Cleaning阳极性电解清洗;是金属表面处理常用的技术。

  湿式流程中为了减少各槽化学品的互相干扰▯▯▯,各种中间过渡段,均需将板子彻底清洗▯▯▯,以保证各种处理的品质,其等水洗方式称为Rinsing。

  是以强力气压携带高速喷出的各种小粒子,喷打在物体表,面上▯▯▯,做为一种表面清理的方,法。此法可对金”属进行除锈▯,或除去难缠的垢屑等▯▯,甚为方便。所喷之砂种有金钢砂、玻璃砂▯▯▯、胡桃核粉等▯▯▯。而在电路板工业中,则以浮石粉(Pumice)另混以水份,一同喷打在板子铜面上进行清洁处理。

  指物体表面(尤指金属表面)经过各式处理▯,而达到光泽的效果。但此处理后并非如镜面般(Mirror like)的全光亮情形▯▯▯,只是一种半光泽的状态▯。

  通常是指对板面产生磨刷动作的设备而言,可执行磨刷、拋光、清除等工作,所用的刷子或磨轮等皆有不同的材质▯,亦能以全自动或半自动方式进行。

  铝金属在稀硫酸中进行阳极处理之后,其表面结晶状氧化铝之细胞层均有胞口存在,各胞口可吸收染料而被染色。之后须再浸于热水中,使氧化铝再吸收一个结晶水而令体积变大,致使胞口被挤小而将色泽予以封闭而更具耐久性,称之为Sealing▯▯。

  即阴极溅射 Cathodic Sputtering之简称,系指在高度真空的环境及在高电压的情况下,处于阴极的金属外表原子将被迫脱离本体▯▯▯,并以离子形▯▯▯”态▯▯▯:在该环境中形成电浆,再奔向处在阳极的待加工对象上,并累积成一层皮膜,均匀的附着在工作物表面▯,称为阴极溅射镀膜法,是金属表面处理的一种技术▯▯。

  指对金属镀层与有机皮膜等之剥除液,或漆包线、Surface Tension表面张力

  指液体的表面所具有一股分子级的内向吸引力,即内聚力的一部份。此种表面张(缩)力在液体与固体的交界面处,会有阻止液体扩散的趋势。就电路板湿制程前处理的清洁槽液而言,首先即应降低其表面张(缩)力,使板面及孔壁容易,达到润湿的效果▯▯。

  湿制程之各种槽液中,所添加用以降低表面张力“的化学品▯▯,以协助通孔之孔壁产生润湿作用▯▯▯,故又称为润湿剂(Wetting Agent)。

  在某种清洗“液中施加超音波振荡的能量▯▯,使产生半真空泡 (Cavitation),并利用这种泡沫的磨擦力及微搅拌的力量,令待清洗物品之各死角处▯▯▯,也同时产生机械性的清洗作用。

  此字原义是指早期人工;伐木时▯▯▯,以斧头▯”自树根两侧处,采上下斜口方式将大树逐渐砍断,谓之 Undercut 。在 PCB 中是用于蚀刻制程,当板面导体在阻剂的掩护下进行喷蚀时,理论上蚀刻液会垂直向下或向上进行攻击,但因药水的作用并无方向性▯▯▯,故也会产生侧蚀,造成蚀后导体线路在截面上,显现出两侧的内陷,称为Undercut。但要注意只有在油墨或干膜掩护下▯▯▯,直接对铜面蚀刻所产生的侧蚀才是真正的Undercut▯。一般 Pattern Process在镀过二次铜及锡铅后,去掉抗镀阻剂再行蚀刻时,则可能有二次铜与锡铅自两侧向外增长出,故完成蚀刻后侧蚀部份只能针对底片上线宽▯▯,而计算其向内蚀入的损失▯▯▯,不能将镀层向外增宽部份也计入。电路板制程中除了铜面蚀刻有此缺陷外,在干膜的显像过程中也有类似这种侧蚀的情形。

  当板面油污被清洗得很干净时▯▯,浸水后将在表面形成一层均匀的水膜▯,能与板材或铜面保持良好的附着力(即接触角很小)。通常直立时可保持完整的水膜约 5~10秒左右▯。清洁的铜面上在水膜平放时可维持 10~30秒而不破▯▯▯。至于不洁的板面,即使平放也很快就会出现水破,呈现一种不连续而各自聚集的Dewetting现象▯▯▯。因为是不!洁的表面与水体之间的附着力▯,不足以抗衡水体本身的内聚力所致。这种检查板面清洁度的简便方代,称为 Water Break法。

  是金属表面一种物理式的清洁方法,系在高压气体的驱动下,迫使湿泥状的磨料 (Abrasive)喷打在待清洁的表面,用以去除污物的做法▯▯。电路板制程中曾用过的湿喷浮石粉:(Pumice)技术▯,即属此类▯▯。

  电路板之制造过程有干式的钻孔▯▯、压合、曝光等作业;但也有需浸入水溶液中的镀通孔、镀铜,甚至影像转移中的显像与剥膜等站别,后者皆属湿式制程,原文称为Wet Process。

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