PCB除膠渣與整孔制程

1、Conditioning 整孔

　　此字廣義是指本身的"調(diào)節(jié)"或"調(diào)適"，使能適應(yīng)后來的狀況。狹義是指干燥的板材及孔壁在進(jìn)入 PTH 制程前，使先其具有"親水性"與帶有"正電性"，并同時完成清潔的工作，才能繼續(xù)進(jìn)行其它后續(xù)的各種處理。這種通孔制程發(fā)動前，先行整理孔壁的動作，稱為整孔(Hole Conditioning)處理。

　　2、Desmearing 除膠渣

　　指電路板在鉆孔的摩擦高熱中，當(dāng)其溫度超過樹脂的 Tg時，樹脂將呈現(xiàn)軟化甚至形成流體而隨鉆頭的旋轉(zhuǎn)涂滿孔壁，冷卻后形成固著的膠糊渣，使得內(nèi)層銅孔環(huán)與后來所做銅孔壁之間形成隔閡。故在進(jìn)行 PTH 之初，就應(yīng)對已形成的膠渣，施以各種方法進(jìn)行清除，而達(dá)成后續(xù)良好的連接(Connection)目的。附圖中即為膠渣未除盡，而在銅孔壁與內(nèi)層孔環(huán)間留下無法導(dǎo)通的鴻溝。

　　3、Dichromate 重鉻酸鹽

　　是指Cr2O7而言，常見有K2Cr2O7，(NH4)2Cr2O7等，因其分子式中有兩個鉻原子，故稱之為"重"(ㄔㄨㄥ′)鉻酸鹽，以便與鉻酸鹽(CrO )得以區(qū)別。電路板工業(yè)中，PTH 前之除膠渣制程，早年系采用高濃度的重鉻酸鉀(900 g/l)槽液，以這種強(qiáng)氧化劑，當(dāng)成孔壁清除膠渣的化學(xué)品。又單面板印刷用之固定網(wǎng)版，其網(wǎng)布感光乳膠中亦加有"重鉻酸銨"的感光化學(xué)品，業(yè)界常簡稱之為 Dichromate。近年來由于環(huán)保意識提高，這種惡名昭彰的"六價鉻"不但對生態(tài)環(huán)境為害極大，且有致癌的危險，故早已成為眾矢之的，而不再為業(yè)界所用了。

　　4、Etchback 回蝕

　　是指多層PCB板在各通孔壁上，刻意將各銅環(huán)層次間的樹脂及纖?；牡任g去 0.5～3 mil左右稱為"回蝕"。此一制程可令各銅層孔環(huán)(Annular Ring)都能朝向孔中突出少許，再經(jīng) PTH 及后續(xù)兩次鍍銅得到銅孔壁后，將可形成孔銅以三面夾緊的方式與各層孔環(huán)牢牢相扣。這種"回蝕"早期為美軍規(guī)范 MIL-P-55110對多層PCB板之特別要求，但經(jīng)多年實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一般只做"除膠渣"而未做"回蝕"的多層PCB板，也極少發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)分裂失效的例子，故后來該美軍規(guī)范的" D 版"亦不再強(qiáng)制要求做"回蝕"了 。對整個多層PCB板制程確可減少很多麻煩，商用多層PCB板已極少有"回蝕"的要求。另在 PTH 制程中當(dāng)"微蝕"(Microetch)做得太過份時，將會使得各孔環(huán)縮退一些?；蛟谝淮毋~后切片檢查發(fā)現(xiàn)孔壁的品質(zhì)不良而遭整批拒收時，需采全面"薄蝕"，以除去一次銅及化學(xué)銅層，以便對 PTH 孔銅進(jìn)行重做。一旦這種"薄蝕"過度時也會造成孔環(huán)的縮回。上述兩種特例都會造成基材部份的突出，特稱為"反回蝕"(Reverse Etchback)

　　5、Free Radical 自由基

　　當(dāng)一原子或分子失去部份電子，而形成之帶電體稱為"自由基"。此種自由基具有極活潑的化學(xué)性質(zhì)，可供做特殊反應(yīng)用途。如多層PCB板孔壁除膠渣的"電漿法"即是自由基的運(yùn)用。此法是將板子放在空氣稀薄的密閉處理器中，充入O2及CF4并施加高電壓使產(chǎn)生各種"自由基"進(jìn)而利用其攻擊板材的樹脂部分（不會像銅），以達(dá)到孔內(nèi)除膠渣的效果。

　　6、Negative etch-back 反回蝕

　　早期軍用多層PCB板或高品級多層PCB板，為了要得到更好的可靠度起見，在鉆孔后清洗孔壁膠糊渣之余，還進(jìn)一步要求各介質(zhì)層的退后，使各內(nèi)層孔環(huán)得以突出，以在孔壁完成鍍銅后，可形成三面包夾式的鉗合。此種使介質(zhì)層被溶蝕而被迫退縮的制程稱為"Etch-Back"。但在一般多層PCB板制程中，若操作疏忽(如微蝕過度或欲蝕去不良的銅孔壁再重做 PTH 時，其所發(fā)生的蝕刻過度等)反而造成內(nèi)層銅環(huán)退縮的錯誤現(xiàn)象，則稱之為"反回蝕"。

　　7、Plasma電漿

　　是指某些"非聚合性"的混合氣體，在真空中經(jīng)高電壓之電離作用后，其部分氣體分子或原子，會發(fā)生解離而成為正負(fù)離子或自由根(Free Radical)，再與原來氣體混合在一起，具有較高的活性及能量，但卻與原來氣體性質(zhì)大不相同，故有時亦稱為是"第四類物質(zhì)狀態(tài)"(Fourth state of matter)。此種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的"第四態(tài)"，唯有在強(qiáng)力能量不斷供應(yīng)之下才能存在，否則很快又會中和成為低能階的原始混合氣體。此種"第四態(tài)"原文是用"漿態(tài)"來表達(dá)，由于必須在高電壓、高電能之下才能存在，故中文譯名特稱為"電漿"。大陸業(yè)界之譯名為"等離子體"，似乎未盡全意；一則該漿體中并非全為離子，二則亦未將原文之Plasma加以表達(dá)，而且不繼續(xù)供應(yīng)足夠的電能時，這種Plasma就無法存在。電子工業(yè)中最早是半導(dǎo)體業(yè)利用電漿對"硅晶圓"(Silicon Wafer)之基材做選擇性的微蝕工作，以便于后來導(dǎo)體線路蒸著生長，故稱為"Plasma Etching"。后來電路板業(yè)亦用于多層PCB板鍍通孔前之除膠渣(Desmearing)用途，尤其如高頻用途的PTFE(鐵氟龍)板材，其多層PCB板之通孔粗化除了電漿之外，似乎尚無別法可用。當(dāng)然對付FR-4或PI的高層數(shù)多層PCB板，那也就更為容易了。其產(chǎn)生的情況可用下式表示：RF(射頻電壓)CF4＋O2------------CF3.+0.+F.+OF+...+原來氣體抽真空到0.3 Torr電漿技術(shù)除了在半導(dǎo)體業(yè)及電路板業(yè)有上述用途外，在塑料加工中用途更大，一般塑料的光滑表面皆可用電漿法加以微粗化，使具親水性及在接著力上大大增強(qiáng)，亦為化學(xué)銑作(Chemical Milling)及鋼料表面滲氮(Nitriding)等制程所采用。

　　8、Reverse Etchback反回蝕

　　指多層PCB板通孔中，其內(nèi)層銅孔環(huán)因受到不正常的蝕刻，造成其孔環(huán)內(nèi)緣自鉆孔之孔壁表面向后退縮，反倒讓樹脂與玻纖所構(gòu)成的基材面形成突出。換言之就是銅環(huán)的內(nèi)徑反而比鉆孔之孔徑更大，謂之"反蝕回"。為了使多層PCB板各內(nèi)層的孔環(huán)，與PTH銅壁之間有更可靠的互連(Interconnect)起見，須使其基材部份退后，而刻意讓各銅環(huán)在孔壁上突出，與孔銅壁形成三面包夾式的牢固連接，這種讓樹脂及玻纖退縮的制程謂之"回蝕"(Etchback)，因而上述之不正常情形即稱之為"Reverse Etchback"。

　　9、Shadowing陰影，回蝕死角

　　此詞在 PCB工業(yè)中常用于紅外線(IR)熔焊與鍍通孔之除膠渣制程中，二者意義完全不同。前者是指在組裝板上有許多SMD，在其零件腳處已使用錫膏定位，需吸收紅外線的高熱量而進(jìn)行"熔焊"，過程中可能會有某些零件本體擋住輻射線而形成陰影，阻絕了熱量的傳遞，以致無法全然到達(dá)部份所需之處，這種造成熱量不足，熔焊不完整的情形，稱為Shadowing。后者指多層PCB板在PTH制程前，在進(jìn)行部份高要求產(chǎn)品的樹脂回蝕時(Etchback)，處于內(nèi)層銅環(huán)上下兩側(cè)死角處的樹脂，常不易被****所除盡而形成斜角，也稱之為Shadowing。

　　10、Swelling Agents；Sweller膨松劑

　　多層PCB板鉆孔后，為了使孔壁上的膠渣更容易盡除起見，可先將板子浸入一種高溫堿性含有機(jī)溶劑式的槽液中，讓所附著的膠渣得以軟化松馳而易于清除。

　　11、Yield良品率，良率，產(chǎn)率

　　生產(chǎn)批量中通過品質(zhì)檢驗(yàn)的良品，其所占總產(chǎn)量的百分率稱為Yield。