棕化层压工艺规范.docx
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棕化层压工艺规范
１、目得:
规范层压工序制程能力得管控。
２、范围:
适用于层压工序制程能力得管控。
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3、职责:
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ
3。
1层压工序工艺工程师按规范要求管控该工序制程能力;
3、2技术中心负责该规范得编制与更新、ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ
４、模块划分:
序号
规范模块
内容
１
制程目标
工序产品能力、设备能力、制程能力、产品类型及工艺流程
2
工序资源
工序设备物料资源
３
基本原理
工序药水反应机理、设备作用原理
4
工艺原则
工序参数设定原则、生产控制原则及特殊产品要求
5
工艺维护
工序维护保养内容方法与标准
6
制程监控
工序制程监控内容及制程测试方法与标准
7
制程改善
制程状态改善方法与途径
8
偏差处理
规范与生产实际偏差得处理方法与途径、
5、制程目标
5。
1产品能力:
详见附件三《层压工序产品能力参数表》
5。
２设备能力:
详见附件二《层压工序设备能力参数表》
５。
3制程能力:
详见附件四《层压工序制程能力参数表》
5.4产品类型与工艺流程
产品类型
工艺制作流程
常规板
来板→棕化→预叠→叠合→压合→X—Ｒay钻靶→铣边→出板
内层底铜大于等于20Z板,盲孔板、高频板
来板→棕化→烘板→预叠→叠合→压合→X－Ray钻靶→铣边→出板
内层过电镀得板
来板→烘板→棕化→烘板→预叠→叠合→压合→Ｘ—Rａｙ钻靶→铣边→出板
６、工序资源
6、1设备资源:
详见附件六《层压工序设备列表》
６.2物料资源:
详见附件五《层压工序物料列表》
7、基本原理
7。
1棕化
内层芯板经过棕化处理后,在铜面形成一层均匀得棕色有机金属膜,可增强铜面与半固化片得结合力,同时在高温压合过程中,阻止铜与半固化片得氨基发生反应、产品实现得基本原理有药水作用原理、设备作用原理等、
７.1、1棕化反应机理
7.1。
1.１酸洗
酸洗得主要作用就是去除铜表面氧化物,中与残余退膜液,粗化铜面,保证稳定得微蚀、成膜及着色、酸洗段得主要成分为过硫酸钠（NａPS）、Ｈ２SO4。
其反应机理如下:
Ｃu+CuO+H2SO4+Na２S２O8→2CｕＳO4+Ｎa2SＯ4＋H2O
影响酸洗效果得因素及影响趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
１
NaPS浓度
NaPＳ浓度就是影响酸洗段效果得主要影响因素,随着ＮaPS浓度得增大,微蚀量增大,NaＰS浓度过高会影响内层铜厚及线宽得控制。
2
H2ＳＯ４浓度
H２SO4浓度就是影响酸洗效果得因素之一,Ｈ2SO4浓度过低,酸洗效果不佳会导致棕化不良。
3
温度
根据阿伦尼乌斯方程:
lnk＝lnA—Ea／RT。
其中k为速率常数,Ｅａ为实验活化能,A为指数因子。
当温度越高,速率常数越大,反应速率越大。
但温度过高,又不利于药水控制与维护、
4
喷淋压力
喷淋压力影响药水交换速率,喷淋压力过低,酸洗效果不佳会导致棕化不良、喷淋压力过高,易损伤板面。
5
时间
除氧化物、微蚀需要一定得作用时间,酸洗时间过短,酸洗效果不佳会导致棕化不良、
7、1、1.2碱洗
碱洗得主要作用就是去除铜表面得油污、手指印、轻微氧化物及抗蚀剂残渣。
碱式除油剂主要成分为ＮaOH与H2O、其反应过程就是利用热碱溶液对油脂得皂化作用与乳化作用来进行除油。
影响碱洗效果得因素及趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
1
除油剂浓度
除油剂浓度就是影响碱洗段效果得主要影响因素,除油剂浓度过低,碱洗效果不佳会导致棕化不良。
２
温度
温度对于碱洗段除油效果影响较大,温度升高虽有助于除油剂皂化作用与乳化作用得发挥,但随温度升高除油剂本身在高温下挥发并且除油剂中得表面活性剂将出现浊点,导致除油效果反而降低。
3
喷淋压力
喷淋压力影响药水交换速率,喷淋压力过低,酸洗效果不佳会导致棕化不良。
喷淋压力过高,易损伤板面。
4
时间
除油需要一定得作用时间,碱洗时间过短,碱洗效果不佳会导致棕化不良。
７、１。
1、3水洗
棕化线在酸洗、碱洗、棕化之后均有水洗段,主要目得就是去除酸洗、碱洗、棕化缸在板面残留得药水,避免污染下一道工序。
影响水洗效果得因素及趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
1
DI水电导率
水洗用水必须具备一定得纯净度,即对电导率有要求,当电导率超过一定范围,则会带来离子污染、
２
水洗时间
水洗需要一定得时间去作用,水洗时间不够,则无法去除板面残留药水,从而引起缸与缸之间得药水污染。
３
喷淋压力
采用喷淋水洗主要就是为了全面去除板面各个位置得残留药水,若水洗压力不当,则会导致局部区域水洗效果不佳,引发污染。
7、1.1、4预浸
预浸得主要作用就是活化铜表面以利于棕化处理快速均匀,增强结合力。
预浸段得主要成分为活化剂（成分为苯并三唑,乙二醇单异丙基醚与水）。
影响预浸效果得因素及趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
1
活化剂浓度
活化剂浓度就是影响预浸段得主要影响因素,浓度过低,活化效果不佳会影响后续棕化效果。
2
温度
根据阿伦尼乌斯方程:
ｌnk＝ｌｎA－Ｅa／RＴ。
其中k为速率常数,Ea为实验活化能,A为指数因子、当温度越高,速率常数越大,反应速率越大。
但温度过高,又不利于药水控制与维护。
3
时间
预浸活化需要一定得作用时间,预浸时间不够,活化效果不佳会影响后续棕化效果。
7.1。
１、5棕化
棕化得主要作用就是粗化铜面并在铜表面形成一层均匀得棕色有机金属转化膜以增强多层板内层结合力。
棕化得主要成分为苯并三唑、硫酸与水。
其反应机理如下:
2Cｕ+Ｈ2ＳO４+H２O２＋nA+nB→ＣuSO４+2Ｈ2O+Ｃu［A＋Ｂ］ｎ
有机物A为:
乙二醇单异丙基醚;
其作用机理:
1、参与半固化片环氧树脂聚合;2、与含N得杂环化合物B与金属铜形成化学键。
杂环化合物B为:
苯并三唑
其作用机理:
1、与基体铜结合;2、通过有机物Ａ得桥键与环氧树脂结合;3、化合物B分子之间通过Cu２+以配位键形式连接,增加了棕化层得厚度与平整性。
影响棕化效果得因素及影响趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
1
Ｈ2SO4浓度
H２SO4浓度影响微蚀速率与棕化剥离强度,随着H２ＳO４浓度得增大,微蚀速率增大,H2ＳO4浓度过低,微蚀速率低,微观粗糙度小,剥离强度低,H2SO4浓度过高,溶液PＨ值高,不利于棕化膜在铜面沉积、
2
H2O2浓度
H2O２浓度就是影响影响微蚀速率、棕化剥离强度得关键因素,随着H２Ｏ2浓度得增大,微蚀速率增大,Ｈ2O2浓度过低,微蚀速率低,微观粗糙度小,剥离强度低,H2O2浓度过高,蚀铜量大,不利于内层铜厚与线宽控制,棕化膜发红,耐化学性下降。
3
棕化剂浓度
棕化剂浓度影响棕化膜得质量、棕化剥离强度,随着棕化剂浓度得增大,剥离强度增大,棕化剂浓度过低,棕化膜在铜面覆盖率低,剥离强度低,棕化剂浓度过高,剥离强度不再增大,药水成本增加、
序号
影响因素
具体影响
4
Cu2＋浓度
Cu2+浓度影响影响棕化膜得质量、棕化剥离强度,Ｃｕ2+浓度过低,不利于棕化膜在铜面沉积,所以新开缸时需保留部分原液,保持一定得Cu2+浓度;Cu2+浓度过过高,缸底或缸壁析出黑色结晶,药水消耗量大,成本增加,且剥离强度下降、
５
温度
温度影响微蚀速率,根据阿伦尼乌斯方程:
lnk＝lnA—Ea/RT、其中k为速率常数,Ea为实验活化能,A为指数因子、当温度越高,速率常数越大,微蚀速率越大。
温度过低,微蚀速率低,微观粗糙度小,剥离强度低;温度过高不利于药水控制与维护、
6
时间
棕化时间影响微蚀量与棕化剥离强度,时间过短,微蚀量小,微观粗糙度小,棕化膜不致密,剥离强度低;时间过长,蚀铜量大,不利于内层铜厚与线宽控制,棕化膜发红,耐化学性下降,孔口易形成粉红圈。
７、1、2棕化设备作用原理
系统名称
作用原理
作用缸体/段
温控系统
保证棕化温度参数得准确性
酸洗缸、碱洗缸、预浸缸、棕化缸、烘干段
过滤系统
将药水中得杂物、结晶等滤去,防止喷嘴堵塞,同时防止杂物附在板面导致棕化不良
酸洗缸、碱洗缸、预浸缸、棕化缸、水洗缸
喷淋系统
减少板中间与板边、上下板面得除氧化物、除油等清洗效果差异
酸洗缸、碱洗缸、水洗缸
自动添加系统
自动控制药水添加,保证药水浓度得准确性。
其主要有:
1、计片添加系统:
设定单次药水添加量,根据电眼感应到得做板数量添加药水
2、比重添加系统:
设定比重控制范围,低于比重控制添加点时添加棕化药水
酸洗缸、碱洗缸、预浸缸、棕化缸
传送系统
传送产品得主要载体,传送感应电眼还可用于记录过板数量与卡板警报
所有缸体
7、2烘板
烘板得作用主要体现在以下两个方面:
对于内层经过电镀得板棕化前烘板得主要作用为去除水分,此阶段得温度与时间可以按参数上限设置。
对于棕化后烘板得主要作用为①去除水分,防止后续层压板因内层芯板吸潮引起得分层等缺陷;②增强棕化膜与半固化片得结合力。
基本原理有设备作用原理、
项目
具体内容
主要设备
烘箱
作用
１、去除水分;
２、增强棕化膜与半固化片得结合力。
基本原理
烘箱通过电能使加热管加热,并通过电机通过风道送风使烘箱内部温度达到均匀。
影响因素
1、温度:
温度偏低,除水效果不好;温度偏高,结合力、耐酸性下降;
2、时间:
时间偏短,除水效果不好;时间偏长,结合力下降,生产效率降低;
3、温度均匀性:
均匀性差会导致温度差,产生应力。
7。
3叠合（含预叠）
棕化后需要对内层芯板进行预叠与叠合,预叠就是通过邦定或铆合等定位方式把内层芯板、半固化片按ERP得叠层结构指示信息固定起来,防止后续压合过程滑动出现层间偏位。
铆合方式就是通过铆钉将内层芯板、半固化片固定起来,而邦定方式则通过高频电磁波穿透内层铜网,加以邦定头施加得热量将半固化片熔合,在一定得压力下将内层芯板与半固化片固定在一起,其中邦定方式得定位作用强于铆钉铆合方式。
对内层芯板比较薄,对位精度要求高得板进行预叠时,优先采用邦定+铆合方式生产,而对超出邦定能力范围得、对位精度要求不高得板则可采用铆合方式生产、
叠合就是以钢质载板为底盘,放入一定数量得缓冲材料,中间一层分离钢板一层预叠板,预叠板与预叠板、钢板与钢板之间上下左右需对准,再放入牛皮纸及盖板即完成一个开口得组合。
叠合产品实现得控制点为层间对位、板面清洁,基本原理有物料作用原理、设备作用原理等。
7、3、1物料作用原理
7.３.1.1铆钉
铆钉得主要作用就是完成内层芯板与半固化片得固定,防止压合过程出现滑动。
影响该作用得因素及趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
１
铆钉长度
铆钉长度决定铆合得开花质量,直接影响层间对位、当铆钉过短,铆合过紧,压合时容易撑爆铆钉,从而滑板;当铆钉过长,铆合过松,压合时容易出现层间滑动、
2
铆钉数量
铆钉数量就是影响预叠效果得主要因素。
铆钉数量少时,固定效果差,压合合时容易滑动。
7.3、1、2钢板
钢板得主要作用在于防止铜箔皱褶凹陷及拆板容易,影响该作用得因素及趋势如下:
序号
影响因素
具体影响
1
钢板平整度
钢板平整度影响层压板厚度均匀性,当钢板平整度不达标时,层压板厚度不均,表面凹凸不平、
２
钢板洁净度
钢板有残胶或污染物时会导致层压板出现压痕。
3
钢板硬度
钢板硬度影响钢板得耐磨性能,硬度低,打磨时易磨损变薄从而影响钢板平整度、
4
钢板膨胀系数
钢板X、Y方向得膨胀系数需要与铜箔得膨胀系数匹配,就是引起铜箔起皱得重要因素。
7。
３、1。
3缓冲材料
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