薄銅產(chǎn)品缺口開路改善

張真華

（深南電路股份有限公司，廣東 深圳 518117）

1 背景

薄銅產(chǎn)品面銅極差要求嚴格，面銅不能加厚，使用露孔鍍工藝來滿足孔銅要求，此工藝孔口會產(chǎn)生凸臺，且因為材料原因，不能使用機械力進行鏟平。

圖形加工后，缺陷表現(xiàn)為缺口開路，按月統(tǒng)計此類缺陷報廢率為30%～40%。

2 缺陷產(chǎn)生原因分析

2.1 切片分析

切片分析露孔鍍后，凸臺高度差在25～30 μm（見圖1a），缺口開路缺陷集中在凸臺和線路連接處（見圖1b）。過程加工用干膜型號為A干膜，后壓次數(shù)1次。

圖1 露孔凸臺和缺口

2.2 缺口開路失效機理

根據(jù)貼膜原理，干膜在溫度達到其Tg點時呈熔融狀態(tài)，具有流動性，可填充一定高度差的凹陷或凸起，但高度差過大時，干膜填充不完全，干膜下面空氣無法排出，形成氣泡，再經(jīng)過膠輥擠壓，氣泡沿膠輥移動方向進行移動，氣泡方向與貼膜方向一致，氣泡在線路上曝光蝕刻后形成缺口開路（見圖2）。

圖2 貼膜引起缺口

3 缺口開路改善

3.1 改善方向

通過FMEA（潛在失效模式分析）分析，缺口開路原因為凸臺高度差導致，確認改善方向（見表1）。

3.2 缺口開路改善

3.2.1 干膜填充能力提升

（1）干膜填充能力改善機理。

在熱和壓力作用下，將干膜緊密的貼覆在板面上，加熱使干膜溫度達到Tg點（100℃），因而熔融流動填覆于銅面微觀縫隙處 ，加壓為協(xié)助驅使熔融的干膜填覆于銅面微觀縫隙處。

干膜達到熔融狀態(tài)時，干膜越厚，其可填充的區(qū)域越多，填充效果越好；另熔融狀態(tài)保持時間越長，填充效果越好。為使干膜熔融狀態(tài)時間延長，可降低貼膜速度或增加后壓次數(shù)，因現(xiàn)使用貼膜參數(shù)已是極限參數(shù)，不進行調(diào)整，測試增加后壓次數(shù)的影響。

（2）干膜填充能力提升。

① 試驗板設計。

試驗流程：下料—內(nèi)層圖形—內(nèi)層蝕刻(蝕刻出靶標)—內(nèi)層圖形—外圖顯影—微蝕(分別微蝕掉20 μm、25 μm、30 μm、35 μm銅厚) —內(nèi)層蝕刻退膜—內(nèi)層圖形(分別使用A干膜和B干膜)—內(nèi)層蝕刻—內(nèi)層檢驗

② DOE試驗方案。

以后壓次數(shù)、干膜類型為因子，做一個2因子2水平的試驗（見表2），貼膜參數(shù)已是極限參數(shù)，不作為試驗因子。

從測試結果表3看，使用B干膜能達到30 μm填充能力，可滿足產(chǎn)品凸臺高度差要求，A干膜過2次后壓機只能滿足25 μm高度差要求。缺口開路品質(zhì)情況（見表4）。

3.2.2 貼膜后凸臺氣泡

（1）改善方向。

通過優(yōu)化凸臺孔盤大小和貼膜方向調(diào)整改善貼膜后凸臺氣泡。

（2）試驗方案見表5所示。

（3）試驗結果如下。

① 凸臺孔盤大小優(yōu)化試驗結果。

表1 凸臺缺口開路改善方向

表2 試驗方案

表3 干膜填充能力數(shù)據(jù)

表4 缺口開路品質(zhì)情況

表5 孔盤尺寸與貼膜方向改變方案

從跟進結果看，使用A干膜，孔盤大小設計≥0.225 mm（9 mil），可避免凸臺高度差導致的缺口開路，但孔盤單邊從0.125（5 mil）調(diào)整到0.225 mm，間距無法滿足，當孔到銅距離≥0.3 mm（12 mil）時方可采用此方案。具體測試結果：孔盤直徑為0.15 mm、0.175 mm、0.20 mm（6 mil、7 mil、8 mil），有條狀缺口開路;孔盤直徑為0.225 mm、0.250 mm（9 mil、10 mil）是合格。

② 貼膜方向調(diào)整試驗結果（見圖3）。

產(chǎn)品板圖形設計與凸臺連接的線路都是朝一個方向，跟進貼膜后貼膜氣泡狀況，發(fā)現(xiàn)貼膜氣泡的方向與貼膜方向一致，當貼膜方向與線路垂直時，貼膜氣泡方向與線路平行，蝕刻后無缺口開路。

圖3 貼膜方向調(diào)整試驗

表6 貼膜方向優(yōu)化

表7 各方案測試結果

3.3 小結

各方案測試結果見表7所示。

4 總結

（1）使用B干膜過一次后壓機，可避免因凸臺導致的缺口開路。

（2）圖形資料中，當凸臺孔盤設計≥0.225 mm（9 mil），可避免因凸臺導致的缺口開路。

（3）貼膜方向與線路方向垂直，可減少凸臺造成的缺口開路。