1、黑孔/鍍銅工站技術手冊編者：朱琳目錄1、工站簡介1-11.1 概述1-11.2 黑孔/鍍銅流程簡介 1-11.3 黑孔/鍍銅工站生產要求 1-22、黑孔/鍍銅工序原理說明2-12.1 超音波清潔原理2-12.2 整孔原理 2-12.3 黑孔原理 2-1!2.4 烘干原理2-22.5 微蝕原理 2-22.6 鍍銅清潔，酸洗原理2-32.7 電鍍銅原理 2-33、黑孔/鍍銅藥水簡介 3-14、黑孔/鍍銅設備簡介 4-15、制程異常及改善對策 5-16、2001年度設備異常匯整 6-17、常見問題處理7-17.1 由于前處理不良引起的問題 7-17.2 由于電鍍不良引起的問題 7-18、附表8-11

2、、工站簡介1.1 概述：本工站為黑孔/鍍銅工站，是富葵廠FPCT品制程中對軟體電路板（FPC）進行前處 理的工作.我們加工的對象是 雙面銅箔基材（CCL）,實質就是在銅箔基材表面 以及鉆孔后之孔壁上鍍銅，使原本上下不能導電的銅箔基材導通，對后期工藝 線路形成，上下線路導通有重大作用，直接關系到此電性的好與壞.而鍍銅就 是線路板之前處理的 重要工站，電鍍銅的品質決定產品的最終品質（膜厚）膜厚不均對后期線路成形之良率有關鍵作用.1.2 黑孔/鍍銅流程簡介：在介紹黑孔/鍍銅流程之前先讓我們看一下公司的產品-FPC的簡單 流程圖（如下）：圖中紅圈標示處為黑孔鍍銅在整個產品流程中的位置，本工站只生產雙面

3、板.下料流程：由原料倉庫根據生管排配直接發放相應的銅箔、干膜、生產流程 單.生產物料由上一工站NC轉入.1-1作業流程：黑孔線根據當日生產排配進行收放料作業.放料前確認銅箔類11 型,生產條件，梢液濃度.確認后進行作業.參看黑孔制造作業規 范，黑孔槽液管理辦法.轉料流程：將填寫完整的生產流程單隨黑孔后銅箔轉入后流程（鍍銅）.1.2.2鍍銅流程簡介：夾板上掛架清潔 車加岸二電黑中下料流程：由原料倉庫根據生管排配發放銅露一生若霹MvJSd料由鍍 銅前流程（黑孔）轉入.梢液濃度調整作業：取樣分析添加添加后分柝*.參看鍍銅槽液管理辦法.夾板上掛架流程：確認基材，將掛架調整至相同尺寸將銅箔基材夾入掛架

4、夾條內，放入臺車，由上掛架人員將其掛飛靶電鍍.參看鍍銅制造 作業規范.下料流程：下料時確認鍍銅后之基材是否有折傷，手指紋,水紋等不良狀 況，以及抽查光澤度.參看 鍍銅制造作業規范.轉料流程：將填寫完整的生產流程單隨銅箔轉入下一工站（微蝕）.1.3 黑孔/鍍銅工站生產要求：由于黑孔/鍍銅工站對生產條件要求嚴格（如梢液,溫度等）,對周邊環 境無太多要求1、 梢液溫度：由加熱器，冰水機控制.參看槽液管理辦法2、3、2、黑孔/鍍銅工序原理說明1-2梢液濃度：由廠商建議濃度，分析室每日分析.參看槽液管理辦法 各壓力表范圍：參照條件設定表規定.參看條件設定表2.1I超音波清潔原理是一種微磴性水溶液，其Ph

5、值約為10.711.2,并含有微弱的復合劑。主要功能是在清潔銅面，并除掉鉆孔孔壁的殘屑、清潔孔壁，以配合彳爰站整孔劑處理的進行，流程如下圖所示：銅箔基材水洗槽籃色為下噴管，使液叫2整扎原理超音波清潔槽超波振蕩板水平黑孔|線的滾輪-2水洗槽通過超音波 |振蕩更好的 清潔孔壁動,起到能清旺種微磴性水溶液，其Ph值約為10.711.2 ,并含噫微弱的復合劑在對玻璃纖維和樹脂表面上原有的負電荷，予以調整成正電 促進BlackHole帶負電微粒的吸附.如下圖所不：黑孔制程必須先將孔壁調整為正電性，然彳爰帶負電的黑碳粒子才能被吸 附於孔壁。2.3 黑孔原理微磴性水溶液Ph值約為10.510.8左右，黏度和

6、水接近。碳之固態成 份含量約1.35%,主要功能是在孔壁上沉積一層黑碳皮膜，以完成導電功 能，使續電鍍銅能順利進行。本流程有兩道黑孔，清潔、整孔后各有一道， 為了更好地將黑孔附著在基材孔壁上.2-1PIPICUCU/注:黑碳孔的導外碳導體向黑膜表面逐漸延伸對孔體而言，是由孔口兩端向孔中央慢慢伸長進去的。對於六層以上的深孔，其鍍不滿與出現楔口的機會自然比化學銅高很多，其他 DP也有相同的 煩惱。因而凡采用各種直接電鍍代替化學銅進行“ 孔壁金屬化”時，千萬要注意內層黑孔能否耐得住鍍銅中硫酸的攻擊。2.4 烘干原理主要功能是將孔壁及銅面上之黑碳層加以烘乾，此處需特別注意溫度 （溫度為65c左右），否

7、則若孔內水份未完全乾燥時（尤其是小孔或深孔內 部，廠內暫無此基材），則其布碳層很容易被彳爰處理制程的微蝕段所噴洗沖 掉。但必須特別強調的是，此處的烘乾作業并不牽涉到任何熱聚合反應， 只為了除水而已。故烘乾條俳旦了確，甚至稍有過度尚不致造成表層會脆 化的現象。（?干段）25微蝕原理三組風刀：前面一把吹干因為BlackHole微粒木只會沉積苞I庭上，而縣也會沉積在銅層表面上及內層 銅環側面上。這些附有黑碳層的銅面，須除盡碳膜露出底銅才能增加與孔壁 電鍍銅的附著力，并使得影像轉移的乾膜附著力增強。此微蝕以過硫酸鈉水溶液（配置濃度250300g/l）為主，其中可加入一些有機酸作為安定劑，且預先摻入約3

8、g/l的銅量。此液的主要功能是將銅面上的黑碳層以 蝕銅方式連根拔除，其蝕刻深度控制在“ 3545屋之間。此微蝕步驟是-2 種穿透碳層蝕入銅面的反應機構，換句話說微蝕劑本身和黑碳層之間不會 有任何化學反應，但因黑碳層較薄，藥水可穿過碳層的孔隙到達銅面，而 把黑碳微薄片層由里向外整個剝離掉，剝離彳爰黑碳殘渣會懸浮在溶液中， 故使用過濾設備將廢渣過濾掉。此動作必須要做得徹底，避免為彳爰續電鍍 銅面出現“砂粒狀”的鍍層。另外在玻璃纖維及樹脂表面的黑碳層，因底 部無銅故將會繼續保留住。黑孔制程（Shadow）系以石墨（Graphite）做為導電的膠體粒子，其粒度 比“黑孔”稍大。其在孔壁上附著的原理，除

9、正負相吸的力量外，尚有有 機固著劑（Binder）的黏著，故一旦吸牢彳爰還需妥善地微蝕及沖洗，以剝去 外露出碳素來才能導電。2.6 鍍銅清潔,酸洗原理傳統的電鍍制程里，清潔、酸洗都為電鍍前處理，通常清潔梢主要作用為 清潔基 材表面油污和指紋，去除基材表面氧化膜及鈍化膜，以及提高銅面親水性 能.酸洗梢主要就是活化待鍍銅表面的作用.清潔溫度控制在45C , SE-250（酸性清潔劑）之濃度控制在300ml/L.酸洗無溫度要求，濃度控制 在110ml/L.兩者都是通過銅座的擺動來使藥液在孔內來回流動清潔活化孔 壁.2.7 電鍍銅原理陰極：Cu2+2eCu硫酸銅（CuSO）:主要作用是爆普C/及提高導

10、電能力2-3硫酸（H2SO）:王要作用是提圖電鍍收性能，以及孔壁電鍍的均勻性添加劑：主要作用是改善均鍍和鍍層結晶細密性.現主要有用到兩種.1 .載運劑(Carrier)對鍍銅具有煞車效應，常用者有各種“聚醍類”(Polyethers)。會 在陰極附近產生極化(Polarizing) 作用，而有抑制(Inhibiting) 鍍銅的 效應。也就是會抓住銅或亞銅以及氯離子形成一種錯化物(Complexer)分子膜，此膜容易被吸附在“高電流區”擴散層中成為屏障(Barrier)增加其電阻，使鍍銅速率受到抑制而減緩。但另一方面卻可達到細晶(GrainRefining)的效果，并使電流轉往“低電流區”提供

11、填平凹陷的機 會，發揮酸性鍍銅特長的微分布力，日籍學者Yokoi等曾在1984年試對 其機理(Mechanism)以圖示說明如下：2 .光澤齊ij :(Brightener)對鍍銅猶如油門作用，常用者以有機硫化物或氮化物為主，如 Sulfo-propylSulfides 類。會在陰極附近出現“去極化” (Depolarizing) 或催化(Catalytic) 作用。也就是其中的活性硫也會與 亞銅形成一種錯化物，能降低反應初期活化能(ActivationEnergy) 的門坎。對上述以吸附“載運劑”部位產生另一種解脫釋放(Desorption)作用，協助其晶粒的成長(Graingrowth)。

12、於是酸性鍍銅在這種踏油門與 放油門(或煞車)的雙重作用下，使得原本微觀高低不平的被鍍表面變得 更為平滑，產生反光性24的光澤鍍面。下圖亦為 Yokoi所所提出的機理說明。-上圖為傳統酸性直流電鍍時光澤劑協助 Cu2+登陸情形。下圖為反脈沖 過程中光澤劑破解運載劑的束縛并協助鍍銅的圖像。2.7.3銅梢簡介"現鍍銅工站所使用的 龍門式電鍍銅生產線，其內部結構主要有：左右陽 極鈦籃各20個，排列方式為由密到稀中間向兩頭散開，陽極擋板兩個，梢 液液位距離板邊邊緣3-5CM左右，陰極掛板為夾板式掛架，其板面距左右 梢壁不等(約1cm偏差).如下圖所示：2-53.黑孔鍍銅藥水簡介名稱化稱J商用途

13、清潔整孔劑15736臺灣麥特黑孔超音波梢用於清潔孔壁.4.里整孔劑15737臺灣麥特黑孔線整孔梢用清潔孔壁，使之能更好的吸 附黑炭.八、孔黑孔建浴劑TO222臺灣麥特黑孔梢用維持藥液當量濃度，PH值，保證梢液 位./黑孔補充劑15741臺灣麥特£/1黑孔梢用維持黑孔梢液固形物的含量.2I1'11y" ,.8. j鍍 銅 設微蝕劑15702臺灣麥特黑孔線微蝕梢用與硫酸混合使用起微蝕板面 的作用.:J抗氧化劑15711臺灣麥特黑孔抗氧化梢用防止銅箔氧化. 1"j«"nJ備酸性清潔劑SE-250臺灣希普勵鍍銅線清潔梢用清潔板面油污及夾板時留卜

14、 的指紋印.簡介.銅添加劑Additive臺灣希普勵1 ij J鍍銅銅梢用保證鍍后銅箔的光澤度，均勻性.銅輔助劑Carrier臺灣希普勵1P M植 *硫酸H2SONHK1 .黑孔線清洗梢用清洗板面油污，雜質.2 .鍍銅線酸洗梢用，銅梢用在酸洗梢起活化的作用，銅梢時充當一種介質.MW'鹽酸HCLNHK鍍銅線銅梢用增加銅梢內CL-的濃度.硝酸NHONHK鍍銅線剝掛梢用剝除掛架在銅梢時表面鍍上 的銅層.名稱:龍門式電鍍銅線型號:CP-004在業界龍門垂掛式電鍍銅技術以經是比較成熟了，它是PCB層間互連(Interconnection)中最重要的制程制程簡 單，室溫操作(21C -26C )的

15、酸性硫酸銅 制程，配方較簡單，即“銅金屬18g/L+硫 酸 180ml/L” .名稱：CMI膜厚儀型號:CMI401-M探針電阻式膜厚測試儀，主要用於鍍銅 基材膜厚量測.其它器件有感應指針一 個,腳踏式確認器一個等便於操作的設 備.5.制程異常及改善對策在生產過程中各種各樣的異常時常都會發生，有許多重復發生的老問題，為了減少這類問題的發生，我們對以往發生過的問題進行分析檢討找出一些合適的方法解決，并預防問題的再度發生.以下為幾個案例：異?，F狀說明異常原因分析異常改善對策黑孔線卡板1.放板動作不標準，銅箔有卷角,上翹放板動作標準化，銅箔盡量平放2.吹干，烘干段風刀風壓，間距用游標卡尺調整風刀使之

16、標準化3.風刀內殘留藥液加硬化，過板停頓生產中清洗風刀4.拆洗滾輪過后，滾輪跳動卡板保養過后點檢滾輪是否跳動鍍銅手指紋1.無戴手指套接觸基材一律要戴手指套2.夾板時掛架上殘留酸液過多用抹布擦拭掛架3.墊板有酸液，沾於基材表面用抹布擦拭墊板4.指套尤及時更換手指套更換頻率為20min/一次鍍銅膜厚/、均1.陽極鈦籃位置移動調整陽極位置，中間密,兩端稀2.陽極數量不對陽極時積與陰極而積之比1:23.基材銅箔/、夠一掛生廣時，兩端偏厚兩端掛上假鍍板，防止高電流4.掛架需鎖緊，銅座循環水需打開電流接觸面加人，防止局電流5.鍍銅打氣不夠，光澤劑效果不佳調整打氣6.光澤劑濃度不夠哈氏槽分析頻率加大，分析槽

17、液濃度鍍銅水紋1.清潔槽清潔能力不足保養不確實，更槽頻率2周/次2.清潔溫度不夠加熱器24小時不停加溫3.清潔水洗不凈加大渭流量，打氣開適中，不能起泡4.鍍銅槽起泡a過濾機24小時不停運轉b兩周一次活性碳處理鍍銅黑點1.清潔后水洗不干凈注思自來水品質，加裝過濾機2.鍍銅槽被污染清洗陽極銅泥，做倒槽保養6.2001年度設備異常匯整5-1線別序號故障異常原因改善對策處理時間處理單位黑孔線1超音波振蕩板進水，無法工作送1商維修5月14日）商2微蝕槽漏液焊接槽體5月24日）商3純水泵浦膠圈破損漏水更換膠圈5月24日）商4烘干上下風刀壓力不一致加裝泄壓閥9月30日）商5黑孔2吸水輪滾硬化結晶太多，每日清

18、洗8月8日現場6黑孔微蝕泵浦壓力異常清理泵浦內異物8/89/16現場7吹干，烘干加裝引導條8月12日）商8黑孔后水洗2#泵浦壓力異常泵浦反轉，重新接線9月14日設備9黑孔2#帶出量大加裝一組吸水滾輪9月20日設備10溢流水洗4氣管破裂更換氣管9月27日設備11微蝕滾輪老化磨損更換滾輪9月26日設備12黑孔帶出量大黑孔1加裝回流黑孔2加一把 風刀9月30日）商13烘干段漏液用玻璃膠密封槽體10月5日）商14微蝕泄壓閥漏液用PP膠水粘合10月7日設備15黑孔前水洗帶入量大水洗出料段加吸水滾輪10月15日）商16黑孔前水洗帶入量大加裝擋水板，阻擋蒸汽水10月19日）商17吹干引導條加裝位置不適去除引

19、導條10月25日現場18純水泵浦開關破損更換重裝12月2日機電19溢流水洗2#流量計漏水更換密封圈11月5日設備20微蝕，吹干出料兩段玻璃破損暫用PVC板代用11月10日設備21溢流水洗2#表壓力表頭故障更換老化之壓力表頭11月20日設備22前后滾輪咬合不緊有異聲更換新齒輪11月24日設備23抽風排液處有漏液更才奐,重焊直通11月27日設備24純水泵浦開關破損電源接觸不良，重接12月18日機電25微蝕，超音波及整孔前水洗都有輕微 漏水焊接槽體12月26日）商鍍銅線1鍍銅波浪板變形加支撐架4月24日設備2清潔槽加熱器燒掉更換加熱器4/285/166/26/47/158/139/1810/5設備3

20、鍍銅冰水電磁閥漏水接頭緊固，上密封帶5月8日設備4剝掛槽進水閥失靈更換球閥6月2日設備5冰水機冷水泵指示燈失靈更換燈炮6月11日機電6抽風排水管三通破裂在通老化，焊接裂縫6月15日設備7剝掛后水洗漏水焊接處斷裂，重新焊接:7/158/2設備8天車定位偏差重新調試7/3011/21）商9冰水管滴水冷凝水，上密封帶一8/1410/24設備10過濾機開關壞掉外殼更換，固定9月3日設備11抽風管漏液緊固螺絲,上玻璃膠9月3日設備12過濾機輕微漏液管路焊接9月8日）商13V型銅座導水管破裂以腐蝕，更換導水管10月4日）商14擺動馬達振動緊固螺絲9月27日設備15清潔水洗溢流口水管漏水焊接裂口，用PP膠水粘合10月7日6J設備16鍍銅銅2#槽抽風管接口處斷裂重接，更換扎帶10月31日設備17鍍銅過濾機停止轉電源導線重新連線11月1日設備18剝掛后水洗打氣閥壞掉更換球閥11月26日設備19清潔槽液位感應器接觸不良連接12月7日設備注:1.紅色字體為連續兩次或兩次以上重復故障2 .籃色字體為現階段仍持續追蹤改善.3 .鍍銅剝掛后水洗因維修次數過多，現以無完整維修記錄7.常見問題匯整1.由于前處理不良引起的問題1>.凹陷A.除油后水洗不良B.電鍍前板面污染嚴重C.除油性能不良D.干膜殘膠嚴重E.微蝕速率過低2.F.干膜顯影消泡劑水洗性