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1、PTH-ICu流程介绍内容大纲1.制程目的；2.流程介绍；3.各槽药水主要成份；4.各槽药水工作原理；5.PTH异常原因及改善方法；制程目的雙面板以上完成鐕孔后即進行鍍通孔(PlatedThrough,PTH)步驟,其目的使孔壁上之非導體部分樹脂及玻織束進行金屬化(metalization),以進行后來之電鍍銅製程,完成足夠導電及焊接之金屬孔壁.1986年,美國有一家化學公司Hunt宣佈PTH不再需要傳統的金屬及電鍍的金屬化製程,可用碳粉的涂布成為通電的媒介,商品名為”Blackhole”.之后有他不同base產品上市,國內使用者非常多.除傳統PTH外,直接
2、電鍍(directplating)。PTH流程介绍去毛刺膨松活化预活化酸洗微蚀平整中和高位酸洗除胶渣速化化学镀铜镀前酸洗镀一铜PTH流程可分为两个主要部分：除胶渣制程和PTH（化学沉铜）制程。除胶渣制程包括：去毛刺膨松除胶渣中和PTH制程包括：平整微蚀预活化活化速化化学沉铜除胶渣制程去毛刺（deburr）鑽完孔后,若是鑽孔條件不當,孔邊緣有1.未切斷銅絲2.未切斷玻織的殘留,稱為burr,因其粗糙,若不將去除,可能造成通孔不良及孔小,因此鑽孔后會有de-burr製程.也有de-burr是放在Desmear后才作業,一般De-burr是用機器刷磨,且會加入超音
3、波及高壓沖洗的應用。除胶渣1.目的:a.Desmearb.CreateMicro-rough增加adhesion2.Smear產生的原因:由於鑽孔時造成有高溫Resin超過Tg值,而形成融熔狀,終致產生膠渣此膠渣生于內層銅邊緣及孔壁區,會造成P.I.(PoorInterconnection)3.Desmear的四種方法:硫酸法(SulfuricAcid)、電漿法(Plasma)、鉻酸法(CromicAcid)、高錳酸鉀法(Permanganate)a.硫酸法必須保持高濃度,但硫酸本身為脫水濟很難保持高濃度,且咬蝕出的孔面光滑無微孔,並不適用.b.電漿法效率慢
4、且多為批次生產,而處理后大多仍必須配合其他濕製程處理,因此除非生產特殊板大多不予采用c.鉻酸法咬蝕速度快,但微孔的產生並不理想,且廢水不易處理又有致癌的潛在風險,故漸被淘汰d.高錳酸鉀法因配合溶劑製程,可以產生微孔,同時由於還原電極的推出,使槽液安定性獲得較佳控制,因此目前較被普遍使用高錳酸鉀法(KMnO4process)A.膨松劑(Sweller):a.膨松剂主要是一种醇醚类有机物，很容易被高分子环氧树脂吸收，打断环氧树脂中的架桥链，使得树脂之结构膨松软化，利于后制程高锰酸根的渗入攻击咬蚀，针对不同TG之基材可采用不同类的膨松剂，而膨松能力与膨松剂浓度及温
5、度成正比。b.安全:不可和KMnO4直接混合,以免產生強烈氧化還原,發生火災c.原理解釋:(1)見圖初期溶同可降低較弱的鍵結,使其鍵結間有了明顯的差異.若浸泡過長,強的鍵結也漸次降低.,終致整塊成為低鏈結能的表面.如果達到如此狀態,將無法形成不同強度結面.若浸泡過短,則無法形成鍵結及鍵結差異,如此將使KMnO4咬蝕維以形成蜂窩面,終影響到PTH的效果(2)SurfaceTension的問題:無論大小孔皆的可能有氣泡殘留,而表面力對孔內Wetting影響頗大.故采用較高溫操作有助于降低SurfaceTension及去除氣泡,.至於濃度的問題,為使Dragout
6、降低減少消耗而使作略低濃度,事實上較高濃度也可操作且速度較快.在製程中必須先Wetting孔內壁,以後才能使藥液進入作用,否則有空氣殘留后續製程更不易進孔內,其Smear將不可能去除.B.除膠渣(KMnO4):a.使用KMnO4的原因:選KMnO4而未選NaMnO4是因為KMnO4溶解度較佳,單價也低.b.反應原理:4MnO4-+C+4OH-MnO42++CO2+2H2O(此為主反應)2MnO4-+2OH-2MnO42++1/2O2+H2O(此為高PH值時自發性分解反應)MnO4-+H2OMnO2+2OH-+1/2O2(此為自然反應會造成Mn+4沉澱)c.作
7、業方式:早期采氧化添加劑的方式,目前多用電極還原的方式操作,不穩定的問題已獲解決.d.過程中其化學成份狀況皆以分析得知,但Mn+7為紫色,Mn+6為綠色,Mn+4為黑色,可由直觀的色度來直接判斷大略狀態.若有不正常發生,可能是電極效率出了問題須注意.e.電極的好處:(1).使槽液壽命增長(2).品質穩定且無By-product,其兩者比較如圖:f.KMnO4形成Micro-rough的原因:由於Sweller造成膨松,且有結合力之強弱,如此使咬蝕時產生選擇性,而形成所謂的Micro-rough.但如因過度咬蝕,將再度平滑.C中和处理中和剂主要是一种酸性还原剂
8、，对强氧化剂有很好的中和作用，主要去除残留于孔壁内的
