定位孔緣破孔的研究

Paper Code: A-089

林秀鑫 薛敏芬

汕頭超聲印制板公司

定位孔緣破孔的研究

Paper Code: A-089

林秀鑫 薛敏芬

汕頭超聲印制板公司

主要介紹孔緣破孔（在堿性蝕刻流程中發(fā)生的干膜流膠入孔致孔中開(kāi)路）的影響因素。對(duì)定位孔緣破孔的形成機(jī)理進(jìn)行分析及試驗(yàn)?zāi)M，得出定位孔緣破孔的原因?yàn)椋禾厥饨Y(jié)構(gòu)特征板件在貼膜后板件板面局部溫度較高，在沒(méi)有散熱完全情況下被收板放置在一起，導(dǎo)致定位區(qū)域干膜繼續(xù)流膠入孔。通過(guò)提高貼膜后板件散熱效果，最終杜絕定位孔緣破孔的產(chǎn)生。

孔緣破孔、定位、干膜流膠入孔、散熱性

孔緣破孔特指堿性蝕刻工藝流程中出現(xiàn)的，板件貼膜后干膜繼續(xù)流膠入孔，干膜覆蓋在距離板面50 mm～75 mm的孔口位置，使得該區(qū)域在圖形電鍍時(shí)鍍不上銅層及錫層，最終在堿性蝕刻時(shí)被蝕去銅層導(dǎo)致孔緣破孔，是堿性蝕刻工藝流程中的一個(gè)致命性缺陷。此前我們了解到干膜前處理烘不干孔內(nèi)藏留水汽、貼膜后至顯影板件停留時(shí)間長(zhǎng)、顯影效果弱化等因素均會(huì)引起孔緣破孔問(wèn)題。但 “定位”孔緣破孔表現(xiàn)為在特定編號(hào)板件的固定區(qū)域或固定PTH孔出現(xiàn)干膜流膠入孔，并且同一特定編號(hào)板件在不同生產(chǎn)線、不同類型干膜制作時(shí)均會(huì)出現(xiàn)，故定義為“定位孔緣破孔”，但并非特定編號(hào)板件的每一批次制作均會(huì)出現(xiàn)，因此對(duì)問(wèn)題的解決造成一定的困擾。

本文通過(guò)對(duì)出現(xiàn)定位孔緣破孔的編號(hào)板件進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征分析，歸納出影響定位孔緣破孔的可能因素，采用試板進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以確認(rèn)其最主要的影響因素并采取措施進(jìn)行針對(duì)性改善，最終杜絕定位孔緣破孔的出現(xiàn)。

1 原因分析及模擬試驗(yàn)

問(wèn)題的焦點(diǎn)在為何會(huì)在固定位置出現(xiàn)干膜流膠入孔？對(duì)于已經(jīng)被驗(yàn)證的干膜流膠入孔影響因素，如前處理烘不干孔內(nèi)藏留水汽、貼膜后至顯影完成時(shí)間超長(zhǎng)以及顯影效果弱化等均不能圓滿解釋定位問(wèn)題，并且對(duì)于特定結(jié)構(gòu)特征板件，我們?cè)囼?yàn)提升了前處理烘干效果及顯影效果，但仍不能避免定位孔緣破孔的出現(xiàn)。為確認(rèn)關(guān)鍵影響因素的所在，分階段進(jìn)行了如下試驗(yàn)。

1.1 板件特殊結(jié)構(gòu)特征影響

通過(guò)對(duì)比分析出現(xiàn)定位孔緣破孔的幾個(gè)特定編號(hào)板件結(jié)構(gòu)特征，歸納出其共性結(jié)構(gòu)特征，出現(xiàn)定位孔緣破孔的PTH孔內(nèi)層均為厚基銅大銅面，同時(shí)周圍極少透氣孔，即板件在該區(qū)域吸熱較多并且散熱性差，使得板件在貼膜后該區(qū)域仍維持較高溫度，干膜存在繼續(xù)流膠入孔可能。推測(cè)定位孔緣破孔與板件結(jié)構(gòu)特性有較大關(guān)系。

圖1 定位孔緣破孔板件內(nèi)層結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)對(duì)比特定編號(hào)板件010001A和010002A與常規(guī)編號(hào)板件020001B和020002B貼膜前板面溫度差異，發(fā)現(xiàn)在特定編號(hào)板件經(jīng)過(guò)預(yù)熱后，其定位孔緣破孔區(qū)域板面溫度高于其他同一水平線的板面。

表1 定位孔緣破孔區(qū)域板面溫度高于其他同一水平線的板面

從以上數(shù)據(jù)顯示特定編號(hào)板件在定位孔緣破孔區(qū)域貼膜前板件溫度較高，對(duì)比該區(qū)域的內(nèi)層設(shè)計(jì)情況，出現(xiàn)定位孔緣破孔的區(qū)域?yàn)閮?nèi)層多張高安士量大銅面疊加，并且周圍極少透氣孔，容易吸熱同時(shí)散熱效果差，符合設(shè)想原因分析。取12拼特定編號(hào)板件010002A進(jìn)行極限溫度模擬試驗(yàn)，將預(yù)熱和貼膜溫度設(shè)置值提升15 ℃，板件板面溫度在貼膜后、顯影后檢查均未發(fā)現(xiàn)干膜流膠入孔情況。說(shuō)明定位孔緣破孔不只是簡(jiǎn)單的板件局部區(qū)域溫度較高影響。

1.2 貼膜后板件散熱不良影響

繼續(xù)跟進(jìn)特定編號(hào)板件干膜制作發(fā)現(xiàn)，定位干膜流膠入孔板件在顯影后是連續(xù)性出現(xiàn)的，而且只在固定單元出現(xiàn)，這些固定單元均為靠近收板機(jī)插架一端（磨板有固定方向）。收板機(jī)插架一端位置空調(diào)吹不到，散熱性較差，加上板件特殊結(jié)構(gòu)特征影響，局部區(qū)域板面溫度較大且不易散熱，板件貼膜后疊放在一起，該特殊區(qū)域板面溫度仍較高，存在干膜繼續(xù)流膠入孔可能性。

取32拼特定編號(hào)板件010002A模擬試驗(yàn)，貼膜后立即取下疊放在一起，放置24小時(shí)后對(duì)位曝光，正常速度顯影后檢查7拼板件出現(xiàn)干膜流膠入孔，其中4拼板件為連續(xù)性出現(xiàn)，且均為靠近測(cè)試孔單元。將該32拼板件洗板后，按正常條件貼膜，貼膜后將板件分散放置，使板件散熱完全，停留24小時(shí)后再進(jìn)行對(duì)位曝光，正常速度顯影后檢查無(wú)發(fā)現(xiàn)干膜流膠現(xiàn)象，驗(yàn)證以上觀點(diǎn)。

2 采取措施

2.1 優(yōu)化拼板設(shè)計(jì)

拼板設(shè)計(jì)時(shí)避免內(nèi)層多張高安士量大銅面疊加，盡量設(shè)計(jì)較多的透氣孔，或修改單元拼板方向，使特殊結(jié)構(gòu)特征的PTH孔轉(zhuǎn)移至板邊，提高該區(qū)域散熱效果。

2.2 提升板件貼膜后散熱效果

降低貼膜后板面溫度，使收板疊放時(shí)板面溫度降低接近室溫，減緩干膜流膠速率。

2.3 限制特殊結(jié)構(gòu)特征板件貼膜后至顯影完成時(shí)間

板件貼膜后具有一定流動(dòng)性，隨著停留時(shí)間的增加，流膠入孔程度加深，流膠也逐漸被固化，足以抵抗顯影藥水的沖擊，造成后續(xù)孔緣破孔。所以要在流膠固化前將板件進(jìn)行顯影，特殊結(jié)構(gòu)特征板件流膠速率較快，需要在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行顯影。

3 效果驗(yàn)證

采取以上措施后，采用特殊結(jié)構(gòu)特征編號(hào)板件010002A進(jìn)行驗(yàn)證，630拼板件在正常條件下制作，貼膜后停留24小時(shí)再曝光，顯影后對(duì)進(jìn)行針對(duì)性檢查，未發(fā)現(xiàn)干膜流膠入孔現(xiàn)象。繼續(xù)跟進(jìn)板件至通斷檢查無(wú)發(fā)現(xiàn)孔無(wú)銅情況。證明提升板件貼膜后散熱效果可以防止定位孔緣破孔產(chǎn)生。統(tǒng)計(jì)改善后特殊結(jié)構(gòu)特征板件010002A不再出現(xiàn)定位孔緣破孔報(bào)廢。

表2. 改善后定位孔緣破孔不再出現(xiàn)

4 結(jié)語(yǔ)

從跟進(jìn)在線板件及試板驗(yàn)證情況看，定位孔緣破孔的原因?yàn)?，特殊結(jié)構(gòu)特征板件在貼膜后板件板面局部溫度較高，在沒(méi)有散熱完全情況下被收板放置在一起，導(dǎo)致定位區(qū)域干膜繼續(xù)流膠入孔。通過(guò)改善貼膜后板件散熱效果，正常貼膜速度下能滿足收板時(shí)板面溫度要求，則可以防止定位孔緣破孔的產(chǎn)生。

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薛敏芬，工藝工程師，主要負(fù)責(zé)外層圖形轉(zhuǎn)移工藝工作。

Study of iocalization rim void

LIN Xiu-xin XUE Min-fen

This paper mainly introduces the factors of rim void, which is the resist fl ows into the hole and causes hole-opening in alkaline etching process. The rim void occurs in the same location, which was analyzed through theory and simulated by experiments, and the reason was archived. The temperature of local area with special structural characteristics boards is higher than others’, if the heat dissipation was poor after resist lamination,it will cause the resist fl ows farer into the hole in this location area. By improving the effect of heat dissipation after resist lamination, the location of the rim void will be eliminated fi nally.

Rim Void; Same Location; Resist Flow Into Hole; Heat Dissipation

TN41 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1009-0096（2012）增刊-0220-04

林秀鑫，工藝工程師，主要負(fù)責(zé)外層圖形轉(zhuǎn)移、圖形電鍍和堿性蝕刻工藝工作，電話：0754-88245666-4226，E-mail：xxlin@cctc-pcb.com。