第二章 文獻回顧
2.1 印刷電路板業製程簡介 [3]
印刷電路板的種類多用途廣泛,其在製造方法上可概分為減除法 (subtractive)及加成法(additive) ,前者以銅箔基板為基材,經印刷或壓膜曝 光、顯像的方式在基材上形成一線路圖案的銅箔保護層,然後將板面上線 中又可細分為全板鍍銅法(panel process)及線路鍍銅法(pattern process)。請參 見圖2.1所示,當銅箔基板在鑽好插裝零件的通孔後,為使上下銅層得以導
及通孔以外的銅箔表面上覆蓋一層抗電鍍的乾膜或油墨阻劑,然後進行電 鍍銅及電鍍錫鉛製作,此時銅及錫鉛僅沉積於線路及通孔上,使線路銅達 到一定的厚度,並於線路及通孔表面形成一錫鉛保護層,以抵抗後續的蝕 刻製作在完成銅及錫鉛電鍍後,再將線路以外的銅箔表面油墨或乾膜(抗鍍 阻劑)剝除,然後再進行蝕刻,將裸露之銅箔溶蝕除去,此時,線路及通孔 因有錫鉛的保護而不被溶蝕得以保留,最後進行剝錫鉛,將錫鉛去除,以 形成板面之線路及通孔。
圖2. 1 減除法製造流程[3]
2.加成法
加成法所採用的基板,板面上並未能貼合銅箔,其製作方式亦可區 分為兩種,請參見圖2.2所示,一者以事先做過特殊催化處理的基板,在板 面上又另塗上一層做過同樣催化處理的塗料,當此種基板經鑽孔後,即在 板面上進行永久性的負片抗鍍阻劑轉移,即在非線路及通孔的板面上覆蓋 一層抗電鍍的乾膜或油墨阻劑使在進行化學銅沉積時,銅僅沉積於線路及 通孔上,當銅沉積完成後,這種阻劑不需再剝除,當成永久性的板面材料,
之後使用強氧化劑將塗層表面及孔壁咬蝕出許多微孔,以強化化學銅之銅 沉積於塗層表面及孔壁上的密著性,然後以化學銅將線路及孔壁同時沉積 到所需的厚度。另一種方法採非催化處理的基板,板面上塗以非催化處理 的塗料,鑽孔完畢後也同樣浸入強氧化劑中進行粗化處理,之後再進行催 化反應,待其乾燥後,再進行永久性的負片抗鍍阻劑轉移,最後在未覆蓋 阻劑的板面線路及孔壁進行化學銅的銅沉積,直至所需的厚度。
3.局部加成法
局部加成法的基材也是採用銅箔基板,其製造流程如圖2.3所示。製作時直 接在銅箔基板上進行正片蝕刻阻劑轉移,再蝕刻出線路來,並除去阻劑,
當板面上形成所要的線路圖形後,再將板面完全覆蓋上抗鍍阻劑,然後進 行鑽孔及對各孔壁進行催化,最後進行孔壁化學銅沉積,當其到達所需的 厚度時,在去除阻劑後即可得到線路板。
圖 2. 2 加成法製造流程[3]
圖2. 3 局部加成法製造流程[3]
2.1.2 製造流程[3]
板層壓以形成多層板,其典型製造流程如圖2.6所示。內層板導體線路的形 成與單面板相同,待完成內層線路後,進行黑/棕氧化使內層板線路表面 上形成一粗糙的結構,以增加在進行疊板層壓時與膠片之間的結合能力,
在疊板過程中,四層板用一片內層板,六層板用兩片,八層板則用三片,
中間以膠片作為黏合及絕緣材料,外層再覆蓋銅箔,進行層壓後成為多層 板,為使內外層線路得以連通,需行鑽孔,而鑽孔後在孔壁上形成的膠渣,
先行去除後,再進行鍍通孔(PTH)作業,其後之外層線路作業流程與雙面 板相同。
早期多層板之製作,內外層板線路之連通係採行全通式鑽孔及鍍通孔(PTH) 的方式來達成,通孔並提供作為電子零件引腳之插裝位置。由於當時電路 板之線路及電子產品之組裝尚未如現今之細密輕小,故乃可符合市場需 求。然而近年來由於電子產品功能的提升及零組件的增加,通孔插裝之技 術逐漸為可量化生產且可節省組裝面積之表面黏裝技術(SMT)所取代,1980 年開始SMT正式進入量產,細線路小孔化之電路板成為電路板工廠發展之 主流。然由於電子產品功能不斷的提昇及日益輕薄短小,電子零組件及引 腳持續增多,高精密度「晶片級封裝」之多層板市場需求亦漸行增加,傳 統之機械鑽孔及鍍通孔技術,已逐漸不符所需,電路板產業界從1990年起 發展出「非機械鑽孔」方式之盲孔、埋孔甚至通孔製程技術,應用此一技 術多層板之製作可由內而外逐次增加層面,多層板之製程技術在微薄化方 面之發展自此出現革命性的重大進步,此一新製程技稱為「增層法」(build up process)。
圖2. 4 單面板製造流程[3]
圖2. 5 典型雙面板製造流程[3]
圖2. 6 典型多層板製造流程[3]
本研究之工廠所採用的製造方法為減除法,產品型態以硬式雙面及多層 板為主,製造流程如圖2.7。
圖2. 7 雙面板/多層板製造流程[4]