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第㆒章第㆒章第㆒章第㆒章 微切片製作微切片製作微切片製作微切片製作
1.1 分類……………………………………………………………….…….……………………
1.2 製作技巧………………………………………………………..……………………………
1.2.1 取樣………………………………………………………………..…………………….
1.2.2 封膠……………………………………………………………………………………...
1.2.3 磨片……………………………………………………………………………………...
1.2.4 拋光……………………………………………………………………………………...
1.2.5 微蝕……………………………………………………………………………………...
1.2.6 攝影……………………………………………………………………………………...
第㆓章第㆓章第㆓章第㆓章 判讀判讀判讀判讀
2.1 製程…………………………………………………………………………………………..
2.1.1 以切片說明十種製程特性……………………………………………………………...
2.1.2化銅………………………………………………………………………………………
2.1.3 電鍍鎳金………………………………………………………………………………...
2.1.4 化學鎳金………………………………………………………………………………...
2.1.5 綠漆塞孔………………………………………………………………………………...
2.1.6 焊接……………………………………………………………………………………...
2.1.7 黑孔……………………………………………………………………………………...
2.2品檢…………………………………………………………………………………………..
2.2.1 孔壁粗糙………………………………………………………………………………..
2.2.2互連後分離………………………………………………………………………………
2.2.3孔銅………………………………………………………………………………………
2.2.4斷角………………………………………………………………………………..…….
2.2.5外環浮起…………………………………………………………………………..…….
2.2.6內環裂傷…………………………………………………………………………….…..
2.2.7燈芯效應…………………………………………………………………………………
2.2.8樹脂縮陷/基材空洞……………………………………………………………………...
2.2.9鍍銅瘤粒…………………………………………………………………………………
2.2.10釘頭……………………………………………………………………………………..
2.2.11 粉紅圈-黑化…………………………………………………………………………….
2.2.12粉紅圈-環形點狀孔破………………………………………………………………….
2.2.13摺鍍與夾雜物…………………………………………………………………………..
2.2.14回蝕與反回蝕…………………………………………………………………………..
2.2.15孔壁破洞_孔斷…………………………………………………………………………
2.2.16孔壁鍍銅層破洞………………………………………………………………………..
2.2.17孔斷-阻劑不良………………………………………………………………………….
2.2.18綠漆……………………………………………………………………………………..
2.2.19膠渣……………………………………………………………………………………..
2.2.20白點與其他……………………………………………………………………………..
目次
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第㆔章第㆔章第㆔章第㆔章 高科技領域高科技領域高科技領域高科技領域
3.1 深孔鍍銅……………………………………………………………………………..………
3.2埋孔…………………………………………………………………………………..………
3.3塞孔…………………………………………………………………………………..………
3.4雷射燒增層…………………………………………………………………………..………
3.5BGA Vs CSP…………………………………………………………………………………...
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2.4 化學鎳金不好玩
綠漆之後才輪到做化鎳浸金,因此㆒旦綠漆顯像不潔而留有殘膜(Scum)時,或
在烤箱㆗做後烘烤硬化時又被污染,均將造成局部孔環或方墊鍍不㆖鎳金而露銅,甚
至殘膜落入槽㆗還會進㆒步污染鎳水或金水。故㆒些鎳金代工業者有時爲減少問題的
發生,不免採用較激烈的手段,在前處理㆗刻意加強微蝕,希望除盡銅面附著的污染
物。如此㆒來凡無綠漆覆蓋處的裸銅面很可能會遭到重創。㆘圖按順序分別爲塞孔不
足的孔壁,其無綠漆覆蓋的部份,已明顯遭到蝕刻而變薄。
化學鎳金爲了避免産生綠漆透明殘膜或露銅起見,其最有效的方法就是增加㆒
條”De-Scum”的自動線,在化鎳金前徹底除去殘膜這要比如何避免殘膜的發生似乎要
容易㆒些。因殘膜可來自顯像不潔或烘箱太髒,導致有機氣體的再附著,或綠漆配方
改變等問題,很不容易全盤掌握。
圖 2.4-01及 2.4-02
通孔㆗心由於綠漆並未塞滿造成孔壁被咬薄的明視與暗視圖
圖 2.4-03及 2.4-04
同㆒孔壁處被咬薄的放大特寫鏡頭,其兩端雖已塞有綠漆,但可能仍留有細縫,
造成蝕刻液的毛細滲入而局部咬薄的現象。
圖片提供 白蓉生 圖圖圖圖 2.4-01 圖圖圖圖 2.4-02
圖片提供 白蓉生 圖圖圖圖 2.4-03 圖圖圖圖 2.4-04
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圖 2.4-05~07
由於過度蝕銅而未將銅鹽徹底去掉,以致造成化學銅層的浮離,或進㆒步掏空現
象。
圖 2.4-08及 2.4-09
銅面前處理不良時,化學鎳雖可鍍㆖去,但當鎳層之內應力太大時,即會産生浮
離現象。左爲 100X之清晰垂直切片。右爲 200X水平切片。
圖 2.4-10~12
圖 2.4-10爲 100X㆕圖之電腦編輯畫面,可見到化鎳層順著基材表面所蔓延長
胖的情形。圖 2.4-12爲連續焊墊間化鎳金常發生搭連的俯視圖。圖 2.4-11化鎳爲活
化不足,漏鍍㆒墊的俯視圖。
圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-05 圖圖圖圖 2.4-06 圖圖圖圖 2.4-07
圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-08 圖圖圖圖 2.4-09
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圖 2.4-13~17
13~16㆕個 100X之電腦分割畫面,爲大哥大板面打線用的電鍍鎳金也同時鍍孔
之情形,可清楚看到電鍍鎳的分佈力( Throwing Power)並不好,只見外環㆖的厚鎳與
孔㆗央的薄鎳相差幾達㆒倍之多,圖 17 200X大型拼湊畫面㆗爲焊接用途的化學鎳金
所鍍之通孔,雖因孔壁㆗央綠漆殘膜之不潔而造成部份浮離,但其鎳層之厚度內外均
勻則是不爭的事實,此爲化學鎳也在其他工業㆗廣爲應用的重要原因。
圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-10 圖圖圖圖 2.4-11 圖圖圖圖 2.4-12
圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-13 圖圖圖圖 2.4-14 圖圖圖圖 2.4-15 圖圖圖圖 2.4-16
圖圖圖圖 2.4-17
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圖 2.4-18
此 200X圖系綠漆殘膜清除未盡經化學鎳金
後的影像,不但造成板子的報廢也帶來槽液的污
染。須知化學鎳金幾乎不能重工,因含磷的化學
鎳層很難剝除,既使重工後焊錫性尚可,外觀也
㆒定遭到拒收,確是㆒項不好玩的表面處理。但
因集焊接、打(鋁)線、接觸,與散熱功能於㆒身,
想要淘汰㆒時還不容易呢!
圖 2.4-19及 2.4-20
左爲 1000X之化鎳浸金之精彩切片,化鎳層可測約 170μin,但 2μin的浸金層
則連㆒點影子都沒有。右 200X爲大哥大手機六層板,通孔鍍化鎳金之均厚畫面(剛
好)。
圖 2.4-21及 2.4-22
此㆓ 500X圖,左爲化鎳金處理之焊墊經焊錫沾著情形,注意焊接瞬間 2μin的
金層早已溜入焊錫㆗,實際㆖焊點是長在鎳面㆖的。右爲電鍍鎳金之畫面,比較之㆘
此 20μin的金層隱約已可見到。
圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-19 圖片提供 白蓉生 圖圖圖圖 2.4-20
圖圖圖圖 2.4-18
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圖 2.4-23
爲日本同業爲降低成本而將許多雙面板都以
新式的 CEM-3代替 FR-4了,不但便宜而且性能
也不差,只是在玻纖蓆部份可能是組織較鬆的關
係,有些也不會斷角。日本對化鎳金的技術也很
成熟,連這種便宜的雙面也鍍化鎳金。
殘膜的影響
所謂〝殘膜〞(Scum)系指感光阻劑(Photoresist 如幹膜、濕膜或綠漆等),在曝
光顯像之後,板面㆖待鍍㆓銅或化鎳浸金的區域應被沖顯掉(Developed),但卻仍留
有極薄而會妨礙電鍍的透明殘膜,稱爲 Scum。産生的原因約有:
(1) 原光阻配方所加入的附著力促進劑(Adhesion Promotor)過量。
(2) 顯像液老化或管理不當( Developing Solution,㆒般俗稱顯影並不太正確,底
片㆖的畫面是影,板面㆖則應是像了,整個影像轉移過程應稱爲成像制程
Imaging Process)。
(3) 曝光後的板子放置太久,使得光阻劑在銅面㆖過
度老化而不易顯得乾淨。見圖 2.4-24。
圖 2.4-24~27各種殘膜的醜相,25圖顯示於顯像
圖圖圖圖 2.4-21 圖片提供 白蓉生 圖圖圖圖 2.4-22
圖圖圖圖 2.4-23 圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-24 圖片提供 白蓉生
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機㆗被打㆖孔口的膜屑。
26圖爲感光綠漆完工再續做化鎳浸金後,所見到 Scum阻礙鎳金沈積的情形。
爲能㆒勞永逸徹底解決之計,最好在綠漆”顯像”之後與化鎳浸金之前,㆒律再小心做
㆒次微蝕,或乾脆另加㆒道〝除殘膜〞 (De-Scum,商品已經很流行了)的
流程
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,避
免最後無法重工只有報廢的淒慘㆘場。
27圖爲㆓次銅與鍍錫鉛且經剝膜之後的畫面,可看到㆓銅與錫鉛的密線路區出
現”縮腰”的異常情形。這顯然也是㆒銅㆖的乾膜顯像未淨,在縮腰處留有 Scum,以
致㆓銅初期鍍不㆖,後期卻漸被橫向跨滿而出現少許銅與錫鉛之較薄皮膜。此種未徹
底顯像而出現的”殘膜”,可能來自曝光時底片㆖某些遮光區(指黑區或棕區)有〝泄光〞
情形。至於爲何産生〝泄光〞則需從曝光與底片㆖再去追查。
圖圖圖圖 2.4-26 圖片提供 白蓉生
圖圖圖圖 2.4-25
圖圖圖圖 2.4-27
目次
DEMO
2.4 化學鎳金不好玩