2019年FPC的制作工艺流程.ppt

大多数化学品具有,某些化学品具有,当混合某些化学品时,当干燥或混合某些化学品时,“如有疑问需查证”,工业安全,通孔电镀的目的,化学沉铜 在己催化的通孔孔壁上通过沉铜提供导电性. 电镀铜 在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜,以提供足够的导电性/厚度及防止导电电路出现热和机械缺陷.,挠性电路（FPC）又称软性电路,是以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳曲挠性的印刷电路。此种电路可随意弯曲,折迭重量轻,体积小,散热性好,安装方便,冲破了传统的互连技术概念。 挠性电路作为一种具有薄,轻,可挠曲等可满足三维组需求特点的新产品,在电子及通讯行业得到日趋重视和广泛的应用。,挠性电路板(FPC)的特点,挠性电路板(FPC)的特点,挠性电路产品类型 单面板、双面开口型 双面板、软硬合板 多层板,挠性电路板(FPC)的特点,工艺流程,挠性电路板(FPC)的特点,挠性电路板(FPC)的结构,单面板,双面板,挠性电路板(FPC)的特点,挠性电路板(FPC)的特点,板材 挠性电路板通常采用聚酰亚胺(Polyimide, PI)或聚酯(Polyester, PET). 在基材制备时不添加增强材料,这些高分子材料中分子链的排布较为紧密. 聚酰亚胺的玻璃化温度(Tg)较高,在多层板制造中若形成粘污难以用常规高锰酸钾去除.,挠性电路板(FPC)的特点,孔壁 挠性电路板的孔壁通常较为光滑,密集的分子结构造成可镀的表面减少. 挠性电路板的孔受外力作用的机会较刚性PCB多,对孔壁铜(基材与化学铜,化学铜与电镀铜)的结合力和延展性要求较高,孔壁品质稍差容易造成缺陷,Shipley 除胶渣工艺,SHIPLEY CIRCUPOSIT 200 MLB系列,钻孔,CIRCUPOSIT MLB 膨松剂211,二级水洗（逆流）,CIRCUPOSIT MLB 树脂蚀刻剂 214,三级逆流水洗,CIRCUPOSIT MLB 中和剂 216,二级逆流水洗,CIRCUPOSIT 化学沉铜工序,胶 渣 的 由 来,钻孔时，树脂与钻嘴，在高速旋转剧烈磨擦的过程中，局部温度上升至200 oC以上，超过树脂的Tg值。致使树脂被软化熔化成为胶糊状而涂满孔壁；冷却后便成了胶渣（Smear).,钻污,沾在内层的钻污,胶 渣 的 由 来,钻孔后,胶 渣 的 由 来,钻孔后,胶 渣 的 由 来,胶 渣 的 危 害,1. 对多层板而言，内层导通是靠平环与孔壁连接 的，钻污的存在会阻止这种连接。,内层平环,平环界面,2. 对双面板而言，虽不存在内层连接问题，但孔 壁铜层若建立在不坚固的胶渣上，在热冲击或 机械冲击情况下，易出现拉离问题。,经过CIRCUPOSIT 200 去钻污,除 胶 渣 方 法 介 绍,1. 等离子法（电浆法） 2. 碱性高锰酸盐法,CIRCUPOSIT MLB 膨松剂 211,使孔壁上的胶渣得以软化，膨松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。,CIRCUPOSIT MLB 除钻污剂 214,作用： 高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与 树脂发生化学反应，而分解溶去。 反应原理： 4MnO4- + 有机树脂 + 4OH- 4 MnO4= + CO2 + 2H2O,(七价）,(六价）,附产物的生成： KMnO4 + OH - K2MnO4 + H2O + O2 K2MnO4 + H2O MnO2 + KOH + O2 MnO2 是一种不溶性的泥渣状沉淀物。,附产物的再生： 由于工作液中存在MnO2 ,将严重影响槽液的寿命，并影响除胶渣的质量，故必须抑制其浓度，一般控制在低于25g/L的浓度工作。 维持低浓度锰酸根最有效的办法是氧化再生成有用的高锰酸根离子。,CIRCUPOSIT MLB 除钻污剂 214,SHIPLEY电解再生器,高锰酸钾槽液,A: 不锈钢棒阴极 B: 钛网阳极 A:B 1:20,1. 结构截面示意图,B,A(阴极),B(阳极),H2,O2,MnO4-,MnO4-2,2. 外观图：,SHIPLEY电解再生器,3. 再生原理,a. 在外加电流及电压下，阳极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。,2Mn+6 - 2e - 2Mn+7 4OH - - 4e - 2H2O + O2,b. 阴极棒反应:,4H+ + 4e - 3H2,c. 操作条件:,电流: 0 150A 电压: 3 12伏,c. 电解再生效果: 理论上，每1AH (安培小时)的电量可将3g的MnO4-2 氧化 成2.2g 的MnO4- .,SHIPLEY电解再生器,CIRCUPOSIT MLB中和剂 216,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；,锰残留物,CIRCUPOSIT MLB中和剂 216,除胶渣后,CIRCUPOSIT MLB中和剂 216,Shipley 化学铜工艺,清洁调整剂 C/C3320,三级水洗（逆流）,微蚀剂 Na P S,二级逆流水洗,预浸剂 C/P 404,活化剂 CAT 44,二级逆流水洗,加速剂 Acc 19,一级水洗,化学沉铜剂 C/M 80,二级逆流水洗,Shipley 化学沉铜工艺,PI调整剂,二级逆流水洗,PI调整剂,调整聚酰亚胺表面适合于催化剂的吸附和促进化学铜的附着。 微蚀孔壁表面以改进后来的化学铜附着。 通过增加催化剂的吸附促进铜覆盖率的改善。,清洁-调整剂,能有效地除去线路板表面轻微氧化物及轻微污渍(如手指印等). 整孔功能: 对树脂界面活性调整有极好的效果. 调整剂的控制直接影响沉铜的背光效果.,除胶渣后的孔壁,清洁-调整剂后的孔壁,清洁-调整剂的控制,酸当量 - 槽液强度通过测定酸当量浓度来控制,并依此作适当调整. 铜含量- 铜含量随生产的进行而升高.当铜含量达到预 定值时,槽液需作更换. 产能 - 根据生产量当产能达到预定值时,槽液需作更换. 温度 - 温度必须控制在规定范围内,如果温度太低,将降低清洁-调整剂的效果.,清洁-调整剂后水洗,需保证足够的水洗. 避免清洁-调整剂成分带入到微蚀液中,使蚀铜量降低而导致铜面结合力变差., 除去板子铜面上的氧化物及其它杂质。 粗化铜表面，增强铜面与电解铜的齿结能力。,微蚀剂,作用,a. 过硫酸盐系列： 过硫酸盐： 80 -120 g/l H2SO4： 2 - 4 % 温度： 25 - 30 oC 时间： 1'- 2' 反应式： Cu0 + S2O82= Cu+ + 2SO42= b. 硫酸双氧水系列： Cu0 + H2SO4 + H2O2 CuSO4 + 2H2O, 微蚀深度: 40 - 80u“ ( 1 - 2um ),常用的微蚀剂.,微蚀剂,微蚀前后的铜面状况,微蚀前,微蚀后,微蚀后的铜面状况,微蚀中可能出现的问题,微蚀过度通孔剖切图,铜箔,内层铜箔,镀铜层,基材,A,B,微蚀不足 微蚀不足将导致基铜与铜镀层附着力不良. 微蚀过度 微蚀过度将导致在通孔出现反常形状(见左图点A和点B).这种情况将导致化学铜的额外沉积并出现角裂. 槽液污染 氯化物和有机物残渣的带入会降低蚀铜量.清洁-调整剂后需保证良好的清洗.,微蚀的控制,H2SO4 含量: 通过分析控制 过硫酸盐含量:通过分析控制 Cu 含量：当铜含量达到预定值时,槽液需做更换. 温度：温度上升越高,蚀铜量增加越大. 蚀铜量: 定时检测.,1. 用2吋 x 2吋的1.6mm铜箔板。 2. 放入焗炉，用90 - 100oC焗 30' - 1小时。 3. 再放入防潮瓶内20分钟。 4. 然后用电子天秤称取其原重量Wi . 5. 随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后的 缸 取出(保证浸蚀的时间跟生产线的程式一样) 。 6. 放入清洗水缸清洗，并放入焗炉焙干约30' - 1小时。 7. 再放入防潮瓶内20分钟 。 8. 然后用电子天秤称取其最后重量Wf 。 9. 计算： Wi Wf 4(145.73) 10. 控制范围为40 - 80u'' (理想范围是60u'') 。,= T微寸(u''),蚀铜速度 =,微蚀速率的控制,简 介： a. 早期预活化是将二价锡对非导体底材作预浸着过程。 b. Shipley改变传统工艺而闻名于世。 作 用： a. 防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽。 b. 防止板面太多的水量带入钯槽而导致局部水解。 预活化槽与活化槽除了无钯之外，其它完全一致。,预浸,预浸液的控制,比重: 槽液强度通过测定比重来控制.活化液的比重也是由预浸液来控制. 铜含量: 当铜含量达到预定值时槽液需更新.,简 介： 钯液中的Pd，是以SnPd7Cl16胶团存在的。SnPd7Cl16 的产生 是 PdCl2与SnCl2在酸性环境中经一系列的反应而最后产生的。 活化工序就是让SnPd7Cl16 附着在孔壁表面形成进一步反应 的据点。 Shipley 活化剂44特点 无烟。无腐蚀性烟，操作安全。 对多层板的黑化层冲击小-不包HCl。 极细的粒子，使金属的沉积细而密，镀层可靠性强。 操作稳定，使用寿命长。 操作及控制 维持亚锡与钯间的精巧平衡，不可鼓气及任何漏气现象存在。 控制其处理时间，以防活化过强及过弱。,活化,活化剂成分比较,活化后的孔壁,活化后的孔壁表面,-, 比重的控制相当重要，而 C/P 404与CAT44比重则相互维持。,预浸与活化参数,活化液中可能出现的问题,水的带入 胶体Pd由额外的氯离子和Sn2+维持稳定.如果有水的带入,将会导致胶体Pd的分解.活化液的比重通过404溶液控制. 氧化 空气的氧化作用能导致胶体Pd的分解,因而要注意循环过滤系统不能出现漏气. 不要使用溢流循环. 定时释放过滤器里的空气.,活化液的控制,Pd 含量 通过分析维持 PdCl2 含量 Sn 含量 通过分析维持 SnCl2含量 S.G. 通过分析维持氯离子含量 Cu含量 通过分析控制Cu以及 Fe 和 Cr的含量.,！活化液由额外的Cl和Sn 2+维持稳定,如果两者之中有一种缺少, 活化液将是不稳定的.,作 用： 剥去Pd外层的Sn+4外壳，露出Pd金属； 清除松散不实的钯团或钯离子、原子等。 原 理： 钯胶团粘附的板子，在经水洗之后，Pd粒之外会形成Sn(OH)4 等外壳。 Shipley Acc19加速剂是HBF4型加速剂 SnCl2 + 2HBF4 Sn(BF4)2 + 2HCl Sn(OH)4 + 4HBF4 Sn(BF4)4 + 4H2O Sn(OH)Cl + 2HBF4 Sn(BF4)2 + HCl + H2O 反应过程宜适可而止,加速剂,加速剂后的孔壁表面,加速剂可能出现的问题,加速过度 加速过度是由下列原因引起:A) 槽液温度太高, B) 槽液强度太高, C) 处理时间太长 和 D) 加速后水洗时间太长. 槽液污染 Cu含量和氯含量的升高由氯化铜的带入所致.在活化后需保证具有良好的水洗.,加速剂的控制,槽液强度 - 槽液强度是分析酸当量浓度. Cu含量 - 当Cu含量达到预定值时更换槽液. 产量 -当产量达到预定值时更换槽液.,组成成份： 硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、EDTA(乙二胺四乙酸二钠)。 或罗谢尔盐(四水合酒石酸钾钠)。 反应式： CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH Cu + Na2SO4 + 2HCOONa + 2H2O + H2 ,化学沉铜,作用 立即启动微细颗粒化学铜的沉积. 控制 Cu2+, OH-, HCHO,EDTA Shipley 控制器,化学铜 Coppermerse 80,化学铜层结构,沉积化学铜后的孔壁表面,化学铜再电铜加厚后之切片放大图,化学沉铜缸的管理,1. 维持持续的空气搅拌; 2. 连续过滤; 3. 定期清洗铜缸及挂架; 4. 维持槽液含量的稳定，通常使用自动加药器。,化学沉铜缸的管理,5. 使用物料的纯度至少应是C/P级(化学纯)，不宜采用工 业级的NaOH及HCOH,因含有较高的铁离子及其它杂质。 6. 负载面积的控制 负载面积通常控制在1dm2/L-5dm2/L 之间。,化学沉铜缸的管理,化学沉铜缸的管理,沉铜速率试验 1. 准备2“X 2 “正方形铜箔的胶板。 2. 用挂勾把胶板挂于沉铜钢架上。 3. 当胶板完成沉铜后，收回并风干。 4. 将胶板放入250 ml烧瓶内。 5. 加入25毫升的PH=10缓冲液。 6. 加入2 - 3滴双氧水(35%)。 7. 搅拌至所有铜都溶解。 8. 加入60 - 70毫升乙醇。 9. 加入4 - 5滴PAN指示剂。 10.用0.1M EDTA 标准液滴定至草绿色为终点。 11.标准检定为12 - 20u “ 。 计算 = (EDTA用量)X 2.72 X2,化学沉铜品质检定方法及标准,1. 取6cm x 6cm 之FR-4板材（去铜皮，磨边）。 2. 放在100oC焗炉烘40 60分钟后，置于干燥皿冷却至室温。 3. 称重，W1 。 4. 从除油剂开始. 进入P.T.H线，并于沉铜水洗后取出，重复 （2）步骤 。 5. 称重，W2 。 6. 计算：,厚度（u”) =,(W1 - W2) x 106,6 x 6 x 2 x 8.9 x 2.54,沉铜速率试验(重量法),化学沉铜品质检定方法及标准,