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PCB干制程？ 呵呵，我做了很多年，下面就詳細(xì)介紹一下：
4.1 制程目的

三層板以上產(chǎn)品即稱多層板,傳統(tǒng)之雙面板為配合零件之密集裝配，在有限的板面上無(wú)法安置這幺多的零組件以及其所衍生出來(lái)的大量線路，因而有多層板之發(fā)展。加上美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)宣布自1984年10月以后，所有上市的電器產(chǎn)品若有涉及電傳通訊者，或有參與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)者，皆必須要做"接地"以消除干擾的影響。但因板面面積不夠,因此pcb lay-out就將"接地"與"電壓"二功能之大銅面移入內(nèi)層，造成四層板的瞬間大量興起,也延伸了阻抗控制的要求。而原有四層板則多升級(jí)為六層板，當(dāng)然高層次多層板也因高密度裝配而日見增多.本章將探討多層板之內(nèi)層制作及注意事宜.

4.2 制作流程

依產(chǎn)品的不同現(xiàn)有三種流程
A. Print and Etch
發(fā)料→對(duì)位孔→銅面處理→影像轉(zhuǎn)移→蝕刻→剝膜
B. Post-etch Punch
發(fā)料→銅面處理→影像轉(zhuǎn)移→蝕刻→剝膜→工具孔
C. Drill and Panel-plate
發(fā)料→鉆孔→通孔→電鍍→影像轉(zhuǎn)移→蝕刻→剝膜

上述三種制程中,第三種是有埋孔(buried hole)設(shè)計(jì)時(shí)的流程,將在20章介紹.本章則探討第二種( Post-etch Punch)制程－高層次板子較普遍使用的流程.

4.2.0發(fā)料

發(fā)料就是依制前設(shè)計(jì)所規(guī)劃的工作尺寸，依BOM來(lái)裁切基材，是一很單純的步驟，但以下幾點(diǎn)須注意：
A. 裁切方式-會(huì)影響下料尺寸
B. 磨邊與圓角的考量-影響影像轉(zhuǎn)移良率制程
C. 方向要一致-即經(jīng)向?qū)?jīng)向，緯向?qū)曄?
D. 下制程前的烘烤-尺寸安定性考量

4.2.1 銅面處理

在印刷電路板制程中，不管那一個(gè)step，銅面的清潔與粗化的效果，關(guān)系著下 一制程的成敗，所以看似簡(jiǎn)單，其實(shí)里面的學(xué)問頗大。

A. 須要銅面處理的制程有以下幾個(gè)
a. 干膜壓膜
b. 內(nèi)層氧化處理前
c. 鉆孔后
d. 化學(xué)銅前
e. 鍍銅前
f. 綠漆前
g. 噴錫(或其它焊墊處理流程)前
h. 金手指鍍鎳前
本節(jié)針對(duì)a. c. f. g. 等制程來(lái)探討最好的處理方式(其余皆屬制程自動(dòng)化中的一部 份，不必獨(dú)立出來(lái))

B. 處理方法 現(xiàn)行銅面處理方式可分三種：
a. 刷磨法(Brush)
b. 噴砂法(Pumice)
c. 化學(xué)法(Microetch)
以下即做此三法的介紹

C. 刷磨法
刷磨動(dòng)作之機(jī)構(gòu),見圖4.1所示.
表4.1是銅面刷磨法的比較表
注意事項(xiàng)
a. 刷輪有效長(zhǎng)度都需均勻使用到, 否則易造成刷輪表面高低不均
b. 須做刷痕實(shí)驗(yàn)，以確定刷深及均勻性
優(yōu)點(diǎn)
a. 成本低
b. 制程簡(jiǎn)單，彈性
缺點(diǎn)
a. 薄板細(xì)線路板不易進(jìn)行
b. 基材拉長(zhǎng)，不適內(nèi)層薄板
c. 刷痕深時(shí)易造成D/F附著不易而滲鍍
d. 有殘膠之潛在可能

D.噴砂法
以不同材質(zhì)的細(xì)石(俗稱pumice)為研磨材料
優(yōu)點(diǎn)：
a. 表面粗糙均勻程度較刷磨方式好
b. 尺寸安定性較好
c. 可用于薄板及細(xì)線
缺點(diǎn)：
a. Pumice容易沾留板面
b. 機(jī)器維護(hù)不易

E. 化學(xué)法(微蝕法)
化學(xué)法有幾種選擇，見表 .

F.結(jié)綸
使用何種銅面處理方式，各廠應(yīng)以產(chǎn)品的層次及制程能力來(lái)評(píng)估之，并無(wú)定論，但可預(yù)知的是化學(xué)處理法會(huì)更普遍，因細(xì)線薄板的比例愈來(lái)愈高。

4.2.2 影像轉(zhuǎn)移
4.2.2.1印刷法

A. 前言

電路板自其起源到目前之高密度設(shè)計(jì),一直都與絲網(wǎng)印刷(Silk Screen Printing)－或網(wǎng)版印刷有直接密切之關(guān)系，故稱之為"印刷電路板"。目前除了最大量的應(yīng)用在電路板之外，其它電子工業(yè)尚有厚膜(Thick Film)的混成電路(Hybrid Circuit)、芯片電阻(Chip Resist )、及表面粘裝(Surface Mounting)之錫膏印刷等也都優(yōu)有應(yīng)用。
由于近年電路板高密度,高精度的要求,印刷方法已無(wú)法達(dá)到規(guī)格需求,因此其應(yīng)用范圍漸縮,而干膜法已取代了大部分影像轉(zhuǎn)移制作方式.下列是目前尚可以印刷法cover的制程:
a. 單面板之線路,防焊 ( 大量產(chǎn)多使用自動(dòng)印刷,以下同)
b.單面板之碳墨或銀膠 c.雙面板之線路,防焊
d.濕膜印刷
e.內(nèi)層大銅面
f.文字
g.可剝膠(Peelable ink)
除此之外,印刷技術(shù)員培養(yǎng)困難,工資高.而干膜法成本逐漸降低因此也使兩者消長(zhǎng)明顯.

干制程圖像轉(zhuǎn)移的制作方式：
現(xiàn)在基本上只保留兩種了，就是以干膜成像轉(zhuǎn)移和濕膜成像轉(zhuǎn)移為主要方式。而濕膜成像轉(zhuǎn)移因其成本只有干膜成像轉(zhuǎn)移的四分之一，所以濕膜成像轉(zhuǎn)移有逐漸代替干膜成像轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。

4.2.2.1干膜法

更詳細(xì)制程解說(shuō)請(qǐng)參讀外層制作.本節(jié)就幾個(gè)內(nèi)層制作上應(yīng)注意事項(xiàng)加以分析.
A. 一般壓膜機(jī)(Laminator)對(duì)于0.1mm厚以上的薄板還不成問題,只是膜皺要多 注意！
B. 曝光時(shí)注意真空度
C. 曝光機(jī)臺(tái)的平坦度
D. 顯影時(shí)Break point 維持50~70% ,溫度30+_2,須 auto dosing.

4.2.2.2濕膜法

a、前處理用機(jī)械或微蝕刻藥水處理板面
b、使用水平或垂直涂布線在板面均勻涂覆一層感光油墨（墨厚8-12um）,送入自動(dòng)烤箱進(jìn)行烘烤，涂布后板面硬度需達(dá)2H以上。目前用得較多的涂布線垂直的有群翊、科嶠，水平線有液控、港建。
c、曝光能量6-8格
d、顯影30-50%，30±2℃

所有干制程的目的就是將底片上的圖形轉(zhuǎn)移到基板上，得到需要的線路圖形。

4.2.3 蝕刻

現(xiàn)業(yè)界用于蝕刻的化學(xué)藥液種類，常見者有兩種，一是酸性氯化銅(CaCl2)、 蝕刻液，一種是堿性氨水蝕刻液。
A．兩種化學(xué)藥液的比較，見表氨水蝕刻液& 氯化銅蝕刻液比較
兩種藥液的選擇，視影像轉(zhuǎn)移制程中，Resist是抗電鍍之用或抗蝕刻之用。在內(nèi)層制程中D/F或油墨是作為抗蝕刻之用，因此大部份選擇酸性蝕刻。外層制程中，若為傳統(tǒng)負(fù)片流程，D/F僅是抗電鍍，在蝕刻前會(huì)被剝除。其抗蝕刻層是钖鉛合金或純钖，故一定要用堿性蝕刻液，以免傷及抗蝕刻金屬層。

B．操作條件 見表為兩種蝕刻液的操作條件

C. 設(shè)備及藥液控制
兩種 Etchant 對(duì)大部份的金屬都是具腐蝕性，所以蝕刻槽通常都用塑料，如 PVC (Poly Vinyl chloride)或PP (Poly Propylene)。唯一可使用之金屬是 鈦 (Ti)。為了得到很好的蝕刻品質(zhì)－最筆直的線路側(cè)壁,(衡量標(biāo)準(zhǔn)為蝕刻因子 etching factor其定義見圖4.3)，不同的理論有不同的觀點(diǎn)，且可能相沖突。 但有一點(diǎn)卻是不變的基本觀念，那就是以最快速度的讓欲蝕刻銅表面接觸愈多 新鮮的蝕刻液。因?yàn)樽饔弥g刻液Cu+濃度增高降低了蝕刻速度，須迅速補(bǔ)充 新液以維持速度。在做良好的設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)劃之前，就必須先了解及分析蝕銅過(guò) 程的化學(xué)反應(yīng)。本章為內(nèi)層制作所以探討酸性蝕刻,堿性蝕刻則于第十章再介 紹.
a. CuCl2酸性蝕刻反應(yīng)過(guò)程之分析
銅可以三種氧化狀態(tài)存在，原子形成Cu°, 藍(lán)色離子的Cu++以及較不常見 的亞銅離子Cu+。金屬銅可在銅溶液中被氧化而溶解，見下面反應(yīng)式（1）
Cu°+Cu++→2 Cu+ ————- (1)
在酸性蝕刻的再生系統(tǒng)，就是將Cu+氧化成Cu++,因此使蝕刻液能將更多的 金屬銅咬蝕掉。
以下是更詳細(xì)的反應(yīng)機(jī)構(gòu)的說(shuō)明。
b. 反應(yīng)機(jī)構(gòu)
直覺的聯(lián)想，在氯化銅酸性蝕刻液中，Cu++ 及Cu+應(yīng)是以CuCl2 及CuCl存 在才對(duì)，但事實(shí)非完全正確，兩者事實(shí)上是以和HCl形成的一龐大錯(cuò)化物存 在的：
Cu° + H2CuCl4 + 2HCl → 2H2CuCl3 ————- (2)
金屬銅 銅離子 亞銅離子
其中H2CuCl4 實(shí)際是 CuCl2 + 2HCl
2H2CuCl3 實(shí)際是 CuCl + 2HCl
在反應(yīng)式(2)中可知HCl是消耗品。即使(2)式已有些復(fù)雜，但它仍是以下兩 個(gè)反應(yīng)式的簡(jiǎn)式而已。
Cu°+ H2CuCl4 → 2H2CuCl3 + CuCl (不溶) ———- (3)
CuCl + 2HCl → 2H2CuCl3 (可溶) ———- (4)
式中因產(chǎn)生CuCl沉淀，會(huì)阻止蝕刻反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生，但因HCl的存在溶解 CuCl，維持了蝕刻的進(jìn)行。由此可看出HCl是氯化銅蝕刻中的消耗品，而且 是蝕刻速度控制的重要化學(xué)品。

雖然增加HCl的濃度往往可加快蝕刻速度，但亦可能發(fā)生下述的缺點(diǎn)。
1. 側(cè)蝕 (undercut ) 增大，或者etching factor降低。
2. 若補(bǔ)充藥液是使用氯化鈉，則有可能產(chǎn)生氯氣，對(duì)人體有害。
3. 有可能因此補(bǔ)充過(guò)多的氧化劑 (H2O2)，而攻擊鈦金屬H2O2 。
c.自動(dòng)監(jiān)控添加系統(tǒng). 目前使用CuCl2酸性蝕銅水平設(shè)備者,大半都裝置Auto dosing設(shè)備,以維持 蝕銅速率,控制因子有五:
1. 比重
2. HCl
3. H2O2
4. 溫度
5. 蝕刻速度

4.2.4 剝膜

剝膜在pcb制程中，有兩個(gè)step會(huì)使用，一是內(nèi)層線路蝕刻后之D/F剝除，二 是外層線路蝕刻前D/F剝除(若外層制作為負(fù)片制程)D/F的剝除是一單純簡(jiǎn)易 的制程，一般皆使用聯(lián)機(jī)水平設(shè)備，其使用之化學(xué)藥液多為NaOH或KOH濃 度在1~3%重量比。注意事項(xiàng)如下：
A. 硬化后之干膜在此溶液下部份溶解，部份剝成片狀，為維持藥液的效果及后水洗能徹底，過(guò)濾系統(tǒng)的效能非常重要.
B. 有些設(shè)備設(shè)計(jì)了輕刷或超音波攪拌來(lái)確保剝膜的徹底，尤其是在外層蝕刻后 的剝膜, 線路邊被二次銅微微卡住的干膜必須被徹底剝下，以免影響線路 品質(zhì)。所以也有在溶液中加入BCS幫助溶解，但有違環(huán)保，且對(duì)人體有 害。
C. 有文獻(xiàn)指K(鉀)會(huì)攻擊錫，因此外層線路蝕刻前之剝膜液之選擇須謹(jǐn)慎評(píng) 估。剝膜液為堿性，因此水洗的徹底與否，非常重要，內(nèi)層之剝膜后有加 酸洗中和，也有防銅面氧化而做氧化處理者。

4.2.5對(duì)位系統(tǒng)
4.2.5.1傳統(tǒng)方式

A. 四層板內(nèi)層以三明治方式，將2.3層底片事先對(duì)準(zhǔn),粘貼于一壓條上(和內(nèi)層同厚), 緊貼于曝光臺(tái)面上，己壓膜內(nèi)層則放進(jìn)二底片間, 靠邊即可進(jìn)行曝光。見圖4.4
B. 內(nèi)層先鉆(6層以上)粗對(duì)位工具孔(含對(duì)位孔及方向孔，板內(nèi)監(jiān)測(cè)孔等), 再以雙面曝光方式進(jìn)行內(nèi)層線路之制作。兩者的對(duì)位度好壞，影響成品良率極大，也是M/L對(duì)關(guān)鍵。

4.2.5.2蝕后沖孔(post Etch Punch)方式

A. Pin Lam理論
此方法的原理極為簡(jiǎn)單，內(nèi)層預(yù)先沖出4個(gè)Slot孔，見圖4.5 ，包括底片， prepreq都沿用此沖孔系統(tǒng)，此4個(gè)SLOT孔，相對(duì)兩組，有一組不對(duì)稱， 可防止套反。每個(gè)SLOT孔當(dāng)置放圓PIN后，因受溫壓會(huì)有變形時(shí)，仍能 自由的左右、上下伸展，但中心不變，故不會(huì)有應(yīng)力產(chǎn)生。待冷卻，壓力釋 放后，又回復(fù)原尺寸，是一頗佳的對(duì)位系統(tǒng)。
B. Mass Lam System
沿用上一觀念Multiline發(fā)展出"蝕后沖孔"式的PPS系統(tǒng)，其作業(yè)重點(diǎn)如下：
1.透過(guò)CAM在工作底片長(zhǎng)方向邊緣處做兩"光學(xué)靶點(diǎn)"(Optical Target)以及四 角落之pads見圖4.6
2.將上、下底片仔細(xì)對(duì)準(zhǔn)固定后，如三明治做法，做曝光、顯影蝕刻， 剝膜等步驟。
3.蝕刻后已有兩光學(xué)靶點(diǎn)的內(nèi)層板，放進(jìn)Optiline PE機(jī)器上，讓CCD瞄準(zhǔn) 該光學(xué)靶點(diǎn)，依各廠自行設(shè)定，沖出板邊4個(gè)Slot孔或其它圖形工具孔。 如圖4.7
4.若是圓形工具孔、即當(dāng)做鉚釘孔，內(nèi)層黑化后，即可以鉚釘將內(nèi)層及膠片 鉚合成冊(cè)，再去進(jìn)行無(wú)梢壓板。

4.2.5.2各層間的對(duì)準(zhǔn)度

A. 同心圓的觀念
a. 利用輔助同心圓，可check內(nèi)層上、下的對(duì)位度
b. 不同內(nèi)層同心圓的偏位表示壓合時(shí)候的Shift滑動(dòng)
B. 設(shè)計(jì)原則
a.見圖4.8 所示
b.同心圓之設(shè)計(jì)，其間距為4mil，亦是各層間可容許的對(duì)位偏差,若超出同心圓以外，則此片可能不良。
c.因壓合有Resin Cure過(guò)程故pattern必須有預(yù)先放大的設(shè)計(jì)才能符合最終產(chǎn)品尺寸需求。

4.3 內(nèi)層檢測(cè)

AOI(簡(jiǎn)單線路采目視) →電測(cè)→(修補(bǔ))→確認(rèn) 內(nèi)層板線路成完后,必須保證通路及絕緣的完整性(integrity),即如同單面板一樣先要仔細(xì)檢查。因一旦完成壓合后,不幸仍有缺陷時(shí),則已為時(shí)太晚,對(duì)于高層次板子而言更是必須先逐一保證其各層品質(zhì)之良好,始能進(jìn)行壓合, 由于高層板漸多,內(nèi)層板的負(fù)擔(dān)加重,且線路愈來(lái)愈細(xì),萬(wàn)一有漏失將會(huì)造成壓合后的昂貴損失.傳統(tǒng)目視外,自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)之使用在大廠中已非常普遍, 利用計(jì)算機(jī)將原圖案牢記,再配合特殊波長(zhǎng)光線的掃瞄,而快速完美對(duì)各層板詳作檢查。但AOI有其極限,例如細(xì)斷路及漏電(Leakage)很難找出,故各廠漸增加短、斷路電性測(cè)試。

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其他答案1：

暴光是利用光成相的原理,就像照像機(jī)一樣