FPC的制作工藝流程學習教案

1、會計學1FPC的制作工藝流程的制作工藝流程 撓性電路（FPC）又稱軟性電路,是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性,絕佳曲撓性的印刷電路。此種電路可隨意彎曲,折迭重量輕,體積小,散熱性好,安裝方便,沖破了傳統(tǒng)的互連技術(shù)概念。 撓性電路作為一種具有薄,輕,可撓曲等可滿足三維組需求特點的新產(chǎn)品,在電子及通訊行業(yè)得到日趨重視和廣泛的應用。撓性電路板撓性電路板(FPC)(FPC)的特點的特點第1頁/共65頁撓性電路板撓性電路板(FPC)(FPC)的特點的特點n撓性電路產(chǎn)品類型撓性電路產(chǎn)品類型 單面板、雙面開口型 雙面板、軟硬合板 多層板第2頁/共65頁撓性電路板撓性電路板(FPC)(FP

2、C)的特點的特點工藝流程第3頁/共65頁撓性電路板撓性電路板(FPC)(FPC)的特點的特點撓性電路板(FPC)的結(jié)構(gòu)單面板雙面板第4頁/共65頁撓性電路板撓性電路板(FPC)(FPC)的特點的特點第5頁/共65頁撓性電路板撓性電路板(FPC)(FPC)的特點的特點n板材板材撓性電路板通常采用聚酰亞胺(Polyimide, PI)或聚酯(Polyester, PET).在基材制備時不添加增強材料,這些高分子材料中分子鏈的排布較為緊密.聚酰亞胺的玻璃化溫度(Tg)較高,在多層板制造中若形成粘污難以用常規(guī)高錳酸鉀去除.第6頁/共65頁撓性電路板撓性電路板(FPC)(FPC)的特點的特點n孔壁孔壁撓

3、性電路板的孔壁通常較為光滑,密集的分子結(jié)構(gòu)造成可鍍的表面減少.撓性電路板的孔受外力作用的機會較剛性PCB多,對孔壁銅(基材與化學銅,化學銅與電鍍銅)的結(jié)合力和延展性要求較高,孔壁品質(zhì)稍差容易造成缺陷第7頁/共65頁Shipley 除膠渣工藝第8頁/共65頁SHIPLEY SHIPLEY CIRCUPOSIT 200 MLBCIRCUPOSIT 200 MLB系列系列鉆孔CIRCUPOSITMLB 膨松劑211二級水洗（逆流）CIRCUPOSITMLB 樹脂蝕刻劑 214三級逆流水洗CIRCUPOSITMLB 中和劑 216二級逆流水洗CIRCUPOSIT化學沉銅工序第9頁/共65頁膠膠 渣渣

4、的的 由由 來來 鉆孔時，樹脂與鉆嘴，在高速旋轉(zhuǎn)劇烈磨擦的過程中，局部溫度上升至200 oC以上，超過樹脂的Tg值。致使樹脂被軟化熔化成為膠糊狀而涂滿孔壁；冷卻后便成了膠渣（Smear).第10頁/共65頁鉆污沾在內(nèi)層的鉆污膠膠 渣渣 的的 由由 來來第11頁/共65頁鉆孔后膠膠 渣渣 的的 由由 來來第12頁/共65頁鉆孔后膠膠 渣渣 的的 由由 來來第13頁/共65頁膠膠 渣渣 的的 危危 害害1. 對多層板而言，內(nèi)層導通是靠平環(huán)與孔壁連接 的，鉆污的存在會阻止這種連接。內(nèi)層平環(huán)平環(huán)界面2. 對雙面板而言，雖不存在內(nèi)層連接問題，但孔 壁銅層若建立在不堅固的膠渣上，在熱沖擊或 機械沖擊情況下

5、，易出現(xiàn)拉離問題。第14頁/共65頁經(jīng)過CIRCUPOSIT 200 去鉆污第15頁/共65頁除除 膠膠 渣渣 方方 法法 介介 紹紹1. 等離子法（電漿法）2. 堿性高錳酸鹽法第16頁/共65頁CIRCUPOSITCIRCUPOSITMLB MLB 膨松劑膨松劑 211211 使孔壁上的膠渣得以軟化，膨松并滲入樹脂聚合后之交聯(lián)處，從而降低其鍵結(jié)的能量，使易于進行樹脂的溶解。第17頁/共65頁CIRCUPOSITCIRCUPOSITMLB MLB 除鉆污劑除鉆污劑 2142145 作用： 高錳酸鉀的強氧化性，在高溫及強堿的條件下，與 樹脂發(fā)生化學反應，而分解溶去。5反應原理： 4MnO4- +

6、 有機樹脂 + 4OH- 4 MnO4= + CO2 + 2H2O(七價）(六價）第18頁/共65頁5 附產(chǎn)物的生成： KMnO4 + OH - K2MnO4 + H2O + O2 K2MnO4 + H2O MnO2 + KOH + O2 MnO2 是一種不溶性的泥渣狀沉淀物。5 附產(chǎn)物的再生： 由于工作液中存在MnO2 ,將嚴重影響槽液的壽命，并影響除膠渣的質(zhì)量，故必須抑制其濃度，一般控制在低于25g/L的濃度工作。 維持低濃度錳酸根最有效的辦法是氧化再生成有用的高錳酸根離子。CIRCUPOSITCIRCUPOSITMLB MLB 除鉆污劑除鉆污劑 214214第19頁/共65頁SHIPLE

7、YSHIPLEY電解再生器電解再生器高錳酸鉀槽液A: 不銹鋼棒陰極B: 鈦網(wǎng)陽極A:B 1:201. 結(jié)構(gòu)截面示意圖BA(陰極)B(陽極)H2O2MnO4-MnO4-2第20頁/共65頁2. 外觀圖：SHIPLEYSHIPLEY電解再生器電解再生器第21頁/共65頁3. 再生原理a. 在外加電流及電壓下，陽極所形成的氧化反應可將 六價錳酸根離子氧化成七價的高錳酸根離子。2Mn+6 - 2e - 2Mn+74OH - - 4e - 2H2O + O2b. 陰極棒反應: 4H+ + 4e - 3H2c. 操作條件:電流: 0 150A電壓: 3 12伏c. 電解再生效果: 理論上，每1AH (安培

8、小時)的電量可將3g的MnO4-2 氧化 成2.2g 的MnO4- .SHIPLEYSHIPLEY電解再生器電解再生器第22頁/共65頁CIRCUPOSITCIRCUPOSITMLBMLB中和劑中和劑 216 2165 酸性強還原劑；5 能將殘存在板面或孔壁死角處的二氧化錳或高錳 酸鹽中和除去；第23頁/共65頁錳殘留物CIRCUPOSITCIRCUPOSITMLBMLB中和劑中和劑 216 216第24頁/共65頁除膠渣后CIRCUPOSITCIRCUPOSITMLBMLB中和劑中和劑 216 216第25頁/共65頁Shipley 化學銅工藝第26頁/共65頁清潔調(diào)整劑 C/C3320三級

9、水洗（逆流）微蝕劑 Na P S二級逆流水洗預浸劑 C/P 404活化劑 CAT 44二級逆流水洗加速劑 Acc 19一級水洗化學沉銅劑 C/M 80二級逆流水洗PI調(diào)整劑二級逆流水洗第27頁/共65頁n調(diào)整聚酰亞胺表面適合于催化劑的吸附和促進化學銅的附著。調(diào)整聚酰亞胺表面適合于催化劑的吸附和促進化學銅的附著。n微蝕孔壁表面以改進后來的化學銅附著。微蝕孔壁表面以改進后來的化學銅附著。n通過增加催化劑的吸附促進銅覆蓋率的改善。通過增加催化劑的吸附促進銅覆蓋率的改善。第28頁/共65頁n能有效地除去線路板表面輕微氧化物及輕微污漬能有效地除去線路板表面輕微氧化物及輕微污漬( (如手指印等如手指印等)

10、.).n 整孔功能整孔功能: : 對樹脂界面活性調(diào)整有極好的效果對樹脂界面活性調(diào)整有極好的效果. .n 調(diào)整劑的控制直接影響沉銅的背光效果調(diào)整劑的控制直接影響沉銅的背光效果. .第29頁/共65頁第30頁/共65頁第31頁/共65頁n酸當量酸當量 - - 槽液強度通過測定酸當量濃度來控制槽液強度通過測定酸當量濃度來控制, ,并依此作適當并依此作適當調(diào)整調(diào)整. . n銅銅含量含量- - 銅含量隨生產(chǎn)的進行而升高銅含量隨生產(chǎn)的進行而升高. .當銅含量達到預當銅含量達到預 定值時定值時, ,槽液需作更換槽液需作更換. .n產(chǎn)能產(chǎn)能 - - 根據(jù)生產(chǎn)量當產(chǎn)能達到預定值時根據(jù)生產(chǎn)量當產(chǎn)能達到預定值時,

11、,槽液需作更換槽液需作更換. .n溫度溫度 - - 溫度必須控制在規(guī)定范圍內(nèi)溫度必須控制在規(guī)定范圍內(nèi), ,如果溫度太低如果溫度太低, ,將降低清潔將降低清潔-調(diào)整劑的效果調(diào)整劑的效果. .第32頁/共65頁n需保證足夠的水洗需保證足夠的水洗. .n避避免清潔免清潔-調(diào)整劑成分帶入到微蝕液中調(diào)整劑成分帶入到微蝕液中, ,使蝕銅量降低而導致銅使蝕銅量降低而導致銅面結(jié)合力變差面結(jié)合力變差. .第33頁/共65頁 55 除去板子銅面上的氧化物及其它雜質(zhì)。除去板子銅面上的氧化物及其它雜質(zhì)。 55 粗化銅表面，增強銅面與電解銅的齒結(jié)能力。粗化銅表面，增強銅面與電解銅的齒結(jié)能力。n 作用作用第34頁/共65

12、頁 a. 過硫酸鹽系列：過硫酸鹽系列： 過硫酸鹽：過硫酸鹽： 80 -12080 -120 g/lg/l H H2 2SOSO4 4： 2 - 4 %2 - 4 % 溫度：溫度： 25 - 30 25 - 30 o oC C 時間：時間： 1- 21- 2 反應式：反應式： CuCu0 0 + S + S2 2O O8 82= 2= Cu Cu+ + 2SO + 2SO4 42=2= b. b. 硫酸雙氧水系列：硫酸雙氧水系列： CuCu0 0 + H + H2 2SOSO4 4 + H + H2 2O O2 2 CuSO CuSO4 4 + 2H + 2H2 2O O 微蝕深度微蝕深度: 4

13、0 - 80 40 - 80uu ( 1 - 2 ( 1 - 2umum ) )n 常用的微蝕劑常用的微蝕劑. .第35頁/共65頁第36頁/共65頁第37頁/共65頁微蝕過度通孔剖切圖微蝕過度通孔剖切圖銅箔內(nèi)層銅箔 鍍銅層基材ABn 微微蝕不足蝕不足微微蝕不足將導致基銅與銅鍍層附著力不蝕不足將導致基銅與銅鍍層附著力不良良. . n微微蝕過度蝕過度 微微蝕過度將導致在通孔出現(xiàn)反常形狀蝕過度將導致在通孔出現(xiàn)反常形狀( (見見左圖點左圖點A A和點和點B)B). .這種情況將導致化學銅的額這種情況將導致化學銅的額外沉積并出現(xiàn)角裂外沉積并出現(xiàn)角裂. .n 槽液污染槽液污染 氯氯化物和有機物殘渣的帶入

14、會降低蝕化物和有機物殘渣的帶入會降低蝕銅量銅量. .清潔清潔-調(diào)整劑后需保證良好的清調(diào)整劑后需保證良好的清洗洗. .第38頁/共65頁n H H2 2SOSO4 4 含量含量: : 通過分析控制通過分析控制n過硫酸鹽含量過硫酸鹽含量: :通過分析控制通過分析控制n Cu Cu 含量含量：當銅含量達到預定值時當銅含量達到預定值時, ,槽液需做更換槽液需做更換. .n溫溫度度：溫度上升越高溫度上升越高, ,蝕銅量增加越大蝕銅量增加越大. .n 蝕銅量蝕銅量: : 定時檢測定時檢測. .第39頁/共65頁1. 用用2 2吋吋 x 2 2吋吋的的1.6mm銅箔板。銅箔板。2. 放入放入焗焗爐，用爐，用

15、90 - 100oC焗焗 3030 - 1- 1小時。小時。3. 再放入防潮瓶內(nèi)再放入防潮瓶內(nèi)2020分鐘分鐘。4. 然后用電子天秤稱取其原重量然后用電子天秤稱取其原重量Wi . .5. 隨生產(chǎn)板浸入生產(chǎn)線內(nèi)的除油缸中，并于微蝕缸后的隨生產(chǎn)板浸入生產(chǎn)線內(nèi)的除油缸中，并于微蝕缸后的 缸缸 取出取出(保證浸蝕的時間跟生產(chǎn)線的程式一樣保證浸蝕的時間跟生產(chǎn)線的程式一樣) 。6. 放入清洗水缸清洗，并放入放入清洗水缸清洗，并放入焗焗爐焙干約爐焙干約30 - 1小時。小時。7. 再放入防潮瓶內(nèi)再放入防潮瓶內(nèi)20分鐘分鐘 。8. 然后用電子天秤稱取其最后重量然后用電子天秤稱取其最后重量Wf 。9. 計算：計

16、算： Wi Wf 4(145.73)10. 控制范圍為控制范圍為40 - 80u (理想范圍是理想范圍是60u) 。= T微寸(u)蝕銅速度 =第40頁/共65頁5簡簡 介：介： a. a. 早期預活化是將二價錫對非導體底材作預早期預活化是將二價錫對非導體底材作預浸著過程。浸著過程。 b. Shipleyb. Shipley改變傳統(tǒng)工藝而聞名于世。改變傳統(tǒng)工藝而聞名于世。5作作 用：用： a. a. 防止板子帶雜質(zhì)污物進入昂貴的鈀槽。防止板子帶雜質(zhì)污物進入昂貴的鈀槽。 b. b. 防止板面太多的水量帶入鈀槽而導致局部防止板面太多的水量帶入鈀槽而導致局部水解。水解。5預活化槽與活化槽除了無鈀之外

17、，其它完全一致預活化槽與活化槽除了無鈀之外，其它完全一致。第41頁/共65頁n比重比重: : 槽液強度通過測定比重來控制槽液強度通過測定比重來控制. .活化液的比重也活化液的比重也是由預浸液來控制是由預浸液來控制. . n 銅含量銅含量: : 當銅含量達到預定值時槽液需更新當銅含量達到預定值時槽液需更新. .第42頁/共65頁簡簡 介：介： 55 鈀液中的鈀液中的Pd，是以，是以SnPd7Cl16膠團存在的。膠團存在的。SnPd7Cl16 的產(chǎn)生的產(chǎn)生 是是 PdCl2與與SnCl2在酸性環(huán)境中經(jīng)一系列的反應而最后產(chǎn)生的。在酸性環(huán)境中經(jīng)一系列的反應而最后產(chǎn)生的。 55 活化工序就是讓活化工序就

18、是讓SnPd7Cl16 附著在孔壁表面形成進一步反應附著在孔壁表面形成進一步反應 的據(jù)點的據(jù)點。Shipley Shipley 活化劑活化劑4444特點特點 55 無煙。無腐蝕性煙，操作安全。無煙。無腐蝕性煙，操作安全。 55 對多層板的黑化層沖擊小對多層板的黑化層沖擊小-不包不包HClHCl。 55 極細的粒子，使金屬的沉積細而密，鍍層可靠性強。極細的粒子，使金屬的沉積細而密，鍍層可靠性強。 55 操作穩(wěn)定，使用壽命長。操作穩(wěn)定，使用壽命長。操作及控制操作及控制 55 維持亞錫與鈀間的精巧平衡，不可鼓氣及任何漏氣現(xiàn)象存在。維持亞錫與鈀間的精巧平衡，不可鼓氣及任何漏氣現(xiàn)象存在。 55 控制其處

19、理時間，以防活化過強及過弱?？刂破涮幚頃r間，以防活化過強及過弱。第43頁/共65頁產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱PdCl2( g / liter )SnCl2( g / liter )備備 注注CATAPOSIT448190標標準準組組成成CATAPOSIT4490.25350用于二氯化錫用于二氯化錫 的補充的補充CATAPOSIT4488100用于二氯化鈀的補充用于二氯化鈀的補充防止二氯化錫含量升高防止二氯化錫含量升高活化劑成分比較活化劑成分比較 第44頁/共65頁第45頁/共65頁第46頁/共65頁- 比重的控制相當重要，而比重的控制相當重要，而 C C/ /P P 404404與與CAT44CAT44

20、比重則相互維持比重則相互維持。工序工序使用使用藥品藥品開缸開缸濃度濃度控制控制項目項目控制范圍控制范圍過濾過濾加熱器加熱器溫度溫度時間時間C C/ /P P 404404270270g/Lg/L比重比重1.13 1.13 1.171.17需要需要TeflonTeflon2525o oC+3C+3o oC C1 1預浸預浸C Cu u 1.5 1.5g/Lg/LC C/ /P P 404 404270g/L270g/L比重比重1.13 1.13 1.171.17需要需要T Tefloneflon4040o oC C 4545o oC C4 4 6 6 CAT 44CAT 443%3%強度強度80

21、 80 110%110%活化活化CuCu 2g/L 2g/L第47頁/共65頁n 水的帶入水的帶入 膠膠體體PdPd由由額外的氯離子和額外的氯離子和SnSn2+2+維持穩(wěn)定維持穩(wěn)定. .如果有水如果有水的帶入的帶入, ,將會導致膠體將會導致膠體PdPd的分解的分解. .活化液的比重活化液的比重通過通過404404溶液控制溶液控制. .n氧化氧化 空空氣的氧化作用能導致膠體氣的氧化作用能導致膠體PdPd的分解的分解, ,因而要注因而要注意循環(huán)過濾系統(tǒng)不能出現(xiàn)漏氣意循環(huán)過濾系統(tǒng)不能出現(xiàn)漏氣. .不不要使用溢流循環(huán)要使用溢流循環(huán). . 定時釋放過濾器里的空氣定時釋放過濾器里的空氣. .第48頁/共6

22、5頁nPd Pd 含量含量通過分析維持通過分析維持 PdClPdCl2 2 含量含量nSn Sn 含量含量通過分析維持通過分析維持 SnCl SnCl2 2含量含量nS.G.S.G.通過分析維持氯離子含量通過分析維持氯離子含量 nCuCu含量含量通過分析控制通過分析控制CuCu以及以及 Fe Fe 和和 CrCr的的含量含量. .！活化液由額外的活化液由額外的ClCl和和Sn Sn 2+2+維維持穩(wěn)定持穩(wěn)定, ,如果兩者之中有一如果兩者之中有一種缺少種缺少, , 活化液將是不穩(wěn)定的活化液將是不穩(wěn)定的. . 第49頁/共65頁作作 用：用： 55 剝?nèi)內(nèi)d外層的外層的Sn+4外殼，露出外殼，

23、露出Pd金屬；金屬； 55 清除松散不實的鈀團或鈀離子、原子等清除松散不實的鈀團或鈀離子、原子等。原原 理：理： 55 鈀膠團粘附的板子，在經(jīng)水洗之后，鈀膠團粘附的板子，在經(jīng)水洗之后，Pd粒之外會形成粒之外會形成Sn(OH)4 等外殼。等外殼。 55 Shipley Acc19Shipley Acc19加速劑是加速劑是HBFHBF4 4型加速劑型加速劑 S Sn nClCl2 2 + 2HBF + 2HBF4 4 Sn(BF Sn(BF4 4) )2 2 + 2HCl + 2HCl S Sn n(OH)(OH)4 4 + 4HBF + 4HBF4 4 S Sn n(BF(BF4 4) )4 4

24、 + 4H + 4H2 2O O S Sn n(OH)Cl + 2HBF(OH)Cl + 2HBF4 4 S Sn n(BF(BF4 4) )2 2 + HCl + H + HCl + H2 2O O 55 反應過程宜適可而止反應過程宜適可而止PdSn(OH)4Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Snu2Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4第50頁/共65頁第51頁/共65頁n 加速過度加速過度 加速過度是由下列原因引起:A) 槽液溫度太高, B) 槽液強度太高, C) 處理時間太長 和 D) 加速后水洗時間太長. n 槽液污染槽液污染Cu含量和氯含量的升高由氯化銅的帶入所致.在活化后需保證具有良好的水洗.第52頁/共65頁n槽液強度槽液強度 - - 槽液強度是分析酸當量濃度槽液強度是分析酸當量濃度. .n CuCu含量含量 - - 當當CuCu含量達到預定值時更換槽液含量達到預定值時更換槽液. .n產(chǎn)量產(chǎn)量 - -當產(chǎn)當產(chǎn)量達到預定值時更換槽液量達到預定值時更換槽液. . 第53頁/共65頁5組成成份： 硫酸銅、氫氧化鈉、甲醛、EDTA(乙二胺四乙酸二鈉)。 或羅謝爾鹽(四水合酒石酸鉀鈉)。 5反應式： CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH Cu + Na