-
黑孔制程简介
一、
黑
孔简介
二、
B
la
ckHole
?
制程优点
三、
黑
孔流程介绍
四、
各
流程详细说明
3.1Clean/Conditioning
3.2
Black Hole
3.3 Dry
3.4
Microetching
3.5 Antitarnish
五、
B
la
ckhole
前后制程搭配应注意事项
六、
T
roubleshooting
七、
目
前莱福特电子黑孔线各槽管理维护：
-
1
一、
黑孔简介
：黑孔制程其所起的作用与
PTH
相同，其是在钻孔壁上非以传统化学铜，
孔壁导体化，
而是
以沉积一层黑色的碳膜为主，
提供后续电镀制程能顺利进行。
黑
孔的制
程简单，操控容易，水平制作时，对于小孔或纵横比大的钻孔板，更是提供最佳的
选择。
黑孔液主要是碳粉的悬浮液，
因为不含重金属离子及甲醛
等有害物质，
所以操作环境比化
学铜优，且无致癌问题，不含螯
合物
(Chelate)
，于废水处理上，也较化学铜简易，污
泥量
也少许多。黑孔膜沉积于孔壁，如下图
(
< br>一
)
Cu Foil
PrePreg
Innerlayer Cu Foil
Innerlayer
Core
Innerlayer Cu Foil
PrePreg
Cu
Foil
┼
2
Cu Foil
PrePreg
Innerlayer Cu Foil
Innerlayer
Core
Innerlayer Cu Foil
PrePreg
Cu
Foil
二：
Bl
ackHole
?
制程优点：
?
与传统
P
TH
制程比较，
BlackHole
?
药水没有选择性用竭之单品须不断分析添补之问题。
?
与传统
P
TH
制程比较，
BlackHole
?
药水没有非有关生产面之反应而导至附产物之产生
或自我反应现
像。
?
与
传统
PTH
制程比较，
BlackHo
le
?
药水操作上非常简单，只有开机与关机动作，没有
任何预备动作，如温度、更槽或半更槽、削槽壁、预循环等等事项。
B
lackHole
?
药水
是一真完全分
散之槽液。
?
保证不须一次铜电镀，省下工时、搬运、上下架、铜块、光泽剂、化学药水、水洗水、
电力等等好处。
?
大幅降低设备投资成本，一条生产线完全替代了垂直龙门式的去胶渣、化学铜、一次
< br>铜生产线。
?
制程前后之制程没有变动，有强大的生产系统整合能力。易于生产管理与生管作业。
< br>
?
没有滞留时间的限制，亦
无如
PTH
、一次铜制程中之等待上机问题，没有在制品暂存<
/p>
积压成本问题。
?
大幅降低操作成本，由其是人工成本。
?
大幅降低废水处理费用，只要酸碱
中和即可。没有福尔马林、氰化物、螯合物、重金
属。
?
药水耗用体积非常少，大幅降低原
物料存放空间。也降低了添加补充之次数。
?
干净、安全、无气味之操作环境，对作业员极具亲和力。
?
第一片板子投入至出料仅需
12-25
分钟，而后是一片接一片连续出料。
?
可生产不同材质、软板、双面
板、多层
(
不限层数
)
板、
0.2mm
以上小孔、
0
.15mm
以上
板厚
?
不论目前有多严苛之测试方法，保
证不产生孔破、孔内浮离异常。
后续制程则至少有以下优点：
?
进干膜前不用刷磨。且压膜附着能力更强。
?
蚀刻原始板面铜，产速加倍，绝无
蚀刻不洁残铜异常。蚀刻液用量至少减半以上。
?
裸铜板及成品板电测异常率大幅降
低
(
无孔破、蚀刻线路异常
)
，不会在品检段积存板
子，缩短生产总时间，亦即降低工缴。交期控制更
行准确。
?
成品良率至少提升百分之二以上，极为大幅之成本降低优点。此处之成本降低额将远
远
大于
BlackHole
?
药水之采购
额。
3
二、黑孔流程介绍
：
Input
Clean&Conditioning
Pure
Water Rinse
Black Hole I
Dry
Pure Water
Rinse
Conditioning
Pure Water
Rinse
Black Hole II
temp :
45~55
℃
当量浓度
: 0.18~0.22N
temp : 30~34
℃
temp : 45~55
℃
当量浓度
: 0.10~0.16N
固含量
:
2~2.6%
pH :
>
9.8
temp :
30~34
℃
当量浓度
: 0.18~0.22N
temp : 30~34
℃
当量浓度
: 0.10~0.16N
固含量
: 2~2.6%
pH :
>
9.8
Dry
Microetching
City Water
Rinse
Antitarinsh
temp :
50~60
℃
temp :
30~34
℃
[SPS] :
120~180g/l
[H2SO4] : 1.5~2.5%
[Cu2+] : <30g/l
temp :
20~30
℃
抗氧化
: 0.6~1.0%
City Water Rinse
Dry
Output
temp :
75~85
℃
4
三、各流程详细说明
3.1 Clean/Conditioning(
清洁
/
整孔
)
3.1.1
此槽液为微碱性溶液。
主
要功能为调整树脂与玻纤上的电性
(
将原有的负电调节
为带正电
)
，以利黑孔带负电的碳胶体附着。<
/p>
3.1.2
清洁
/
整孔剂为界面活性剂的一种，
藉由界面活性剂的疏水基深
入孔壁，
将污物
带出，以达清洁之功效；其亲水基则是将树脂与
玻纤调整为带正电荷。
3.1.3
此药剂使用一段时间后，槽液会渐转为蓝色，这是因此种界面活性剂会轻微咬
铜所致。<
/p>
.
3.1.4
此槽液的药剂选择相当重要，因为它将决定碳胶体的附着效力。
3.1.5
因为此槽液为界面活性剂，
故需注意水刀、
水床、
阻水滚轮，
与
水盘的密合度，
以降低因机械搅拌所产生的泡沫。因为泡沫的生成，将会减损整孔功效与
槽液
的寿命。
3.1.6
因为玻纤束不易改变电性，故于清洁
/
整孔程序
后，会再经一道整孔处理，以确
保孔壁的电性皆为正电荷。
3.2 Black
Hole(
黑孔
)
3.2.1
黑孔槽液是由含碳的悬浮液所组成，而碳胶体的大小约为
2~5
μ
inch
，与其它
悬浮液一样，黑孔的碳胶体也会凝聚
(aggregation)
与羽化
(flocculation)
，故不易
沉淀。水质中的硬度会影响黑孔液的安定性，因此建议控制水质中的
[Ca
2+
]
与
[
Mg
2+
]
。
3.2.2
于操作过程中，须定时添加固形物补充液，以补充
耗损黑孔液。此固形物补充
液为一种浓缩型的药剂，其固形物含量为原液的
7
倍，故于添加时，需缓慢并
且分散开来添加，以防
循环不良时，导致固形物沉降。
3.2.3
于操作过程中添加水，则须以少量多次方式添加，以防药液浓度变化过大。
3.2.4
于量产作业中，每
2
小时应将海棉与
PU
滚轮，以纯水或蒸馏水
润湿，以保持
滚轮的吸湿功能，降低带出量，避免药液的带出浪费。
5
3.2.5
水质规格如下表所示。
pH
值
导电度
硬度
[Fe3+]
Total
Dissolve Solid
City Water
6~8.5
<350 ?
s/cm
<160
ppm
<0.1 ppm
*
8~12 ppm
6~7.5
5~20 ?
s/cm
1~5
ppm
*
Pure Water
3.3
吹干
/
烘干
3.3.1
吹干操作温度设定为
45
~55
℃。目的在于去除孔壁上多余的药液，并使孔壁微
干，增
强碳胶体的附着力。
3.3.2
烘干温度设定于
50~60
℃，主要是
将孔壁烘干，因为孔内的水份易造成碳膜附
着不良，若烘干温度设定过高，易造成碳膜附
着过多，使后续孔铜与孔壁附着
不良。
3.4
Microetching(
微蚀
)
3.4.1
此微蚀槽的主要作用，是将附着于铜面上的碳胶体
去除；并微粗化铜面，增加
后续电镀制程的附着力。
3.4.2
微蚀深度为
0~40
μ
inch
，
微蚀
过低
,
无法有效去除残碳；
微蚀过度则
造成内层铜
退缩，易形成楔形孔破
(wedging
void)
。
3.4.3
微蚀方式有喷洒及涌动
2
种，前者去除板面残碳
，后者则去除孔内残碳。
3.4.4
微蚀液喷洒及涌动易于穿透黑碳膜间之间隙而接触铜面，微蚀液咬蚀铜面后，
黑碳膜因无
附着基地而随之脱落。
3.4.5
微蚀液一般使用过硫酸盐
+
硫酸。
3.5
Antitarnish(
抗氧化
)
3.5.1
黑孔完成后其洁净铜面及内层铜环易于氧化，
需予抗氧化处理，
延长存放时间，
以利后续
制作。
3.5.2
此槽浓度不宜过
高，以防降低外层干膜与铜面间之附着力，通常配制
1%
抗氧<
/p>
化液，即可连续生产
24
小时。
6
四
:
水平
Blackhole
前后制程搭配应注意事项
一、钻孔制程：
< br>说明：
因
Smear
产生的量与
Smear
粘着孔壁程度与孔壁的粗糙，
会对水平线会造成去胶渣
不完整现象。另若钻孔钉头产生时，则会因本制程为后微蚀处
理，会将钉头突出铜
蚀去而造成孔破。
建议：
1.
依照钻孔设备，钻头厂家的标准操作方式操作钻孔。
2.
研磨钻头须严格管制及检验。
3.
粗糙度绝不要大于
1.5Mil
以上。钉头不可大于内层铜厚的
1.5
倍
二、电镀：
说明：
1.
如果镀一次铜
(
正片制程
)
：
说明
:
黑孔板孔内为碳，因此湿润性比孔内为铜稍差，在制程中建议有震动
(
清洁
槽或酸浸槽
)
，另因内层铜要有良好的镀铜接触面，必须经微蚀后镀铜。最佳之流
程为：
清洁
--
水洗
--
微蚀
--
酸浸
--
镀铜
2.
镀二次铜：
说明：
1
）
由于板
面的表面粗化深度不如刷磨板面，贴合密牢度稍低，因此清洁之浓度不
得太高，以免清洁
剂因攻击干膜底部造成
Underplating
异常。建议清
洁浓度调
下限与中间值之间。
2
）
显影制
程须特别注意，勿有显影不完全现象。在清洁剂浓度非上限下，会使电镀
有剥离情形，须
特别注意显影条件。
3
）
由于
孔内须直接镀足
1mil
，较原来有一次铜的厚度时所须电镀时
间长些，会影
产能。建议增设一槽
Propagation(<
/p>
预镀
)
槽，电流
25ASF
左右
(
视线路分布
)
，
3.5~4.5min
，先予镀上约
0.25min~0.3miL
左右，再进入
正常铜槽电镀，除使电
镀时间不变外，更可因此让孔内厚分布性更佳。
< br>
4
）
清洁槽与酸浸槽加震荡，以增加黑孔板孔内之湿润性。
7
五、制程中重工时处理方式：
A.
在
Cleaner/Conditioner
< br>清洁整孔段或其水洗段异常须重工。
方式：在干净的水
中清洗
10
分钟，重新由清洁整孔段入料。
B.
在黑孔
#1
段异常须重工。
方式：
在清水中清洗
10
分钟，重新由清洁整孔段入料。
C.
在黑孔
#1
后之风刀后须重工。
方式：由清洁
/
整孔段重新入料。
D.
在整孔段或其水洗段异常须重工。
方
式：在清水中清洗
10
分钟，由整孔入料段重工。
E.
在黑孔
#2
段须重工。
方式
：在清水中清洗
10
分钟，由整孔段入料重工。
F.
在第二次风刀、烘
干段后
,
须重工。
< br>方式：由微蚀段走完，回复由清洁
/
整孔段入料重工。<
/p>
G.
在微蚀段或其水洗段异常须重工。
方
式：以
25%
的微蚀段接触时间并续下标准制程。
H.
在抗氧化段或其水洗段异常须重工。
方式：以
25%
的抗氧化段接触时间并续下标准制程。
I.
干膜段须重工：
方式：
1.
剥膜
2.
去毛头
(or
刷磨
)
3.
由清洁
/
整孔入料重工
4.
重贴干膜
六、水质要求：
黑孔液带有负电荷，
对于带有正电荷之金属离子，
会结合沉淀。
因此，
在黑孔槽内要求
钙、镁之总含量不得超过
100ppm
。因此，在黑孔槽前之最后一道水洗必须使用纯水。
七、放置时间
:
在非
NaOH
气体之环境下，黑孔本身
可放置无限长，但建议在铜表面氧化前即进行下制
程。
黑孔线之
黑孔抗氧化剂可使铜面维持
2~3
天不氧化，
< br>亦即须在
2~3
天内进行压膜或电
镀，否则即须酸洗处理或在黑孔线上重工。
8
六、
Troubleshooting
结果
水洗不易
,
电镀时易造成孔壁浮
浓度过高
Cleaner
离
浓度过低
孔破
过高
咬蚀铜面
pH
清洁
/
整孔
过低
孔破
水洗不易
,
电镀时易造成孔壁浮
过高
温度
离
过低
孔破
当量浓度
过高
过低
过高
黑孔
pH
过低
过高
孔破
咬蚀铜面并产生沉淀
孔破
咬蚀铜面并产生沉淀
槽名
控制因子
异常
故障排除
以纯水稀释
加药
以纯水稀释
加药或换槽
降温
加温
逐步添加纯水稀释
(
每次
20L),
分析后不足再加
加药
以纯水稀释或添加黑孔
补充剂
添加黑孔起始剂
(
配槽原
液
)
降温
加温
故障排除
以纯水稀释
加药
以纯水稀释
加药
降温
加温
以纯水稀释
加药
降温
加温
槽液分解
,
电镀时易造成孔壁浮
温度
离
过低
产生沉淀
槽名
控制因子
异常
结果
面铜及内层铜咬蚀过度
,
可能造
浓度过高
成孔破
微蚀剂
微蚀不足
,
面铜及内层铜有残碳
浓度过低
现象
浓度过高
产生结晶
H
2
SO
4
微蚀
浓度过低
铜面容易氧化
面铜及内层铜咬蚀过度
,
可能造
过高
成孔破
温度
微蚀不足
,
面铜及内层铜有残碳
过低
现象
浓度过高
铜面产生色差
抗氧化剂
浓度过低
抗氧化效果不良
抗氧化
过高
药剂分解
温度
过低
抗氧化效果不良
9
七．目前莱福特电子黑孔线各槽管理维护：
1
．
各槽均无溢流口，加水时人不可离开，离开先关闭加水。
2
．
清洁槽
，加热到
40
度以上再开水刀循环。温度较高，需要每
2
个小时检查液
位，
随
时补加纯水。
药液分析补加即可，
每班分析一次。
第一次更槽为
15
天，
以后
为
30
天。
3
．
水洗只
有一道，溢流水洗没有，所以要特别注意水质，
tds
值超过<
/p>
20ppm
即
需要更槽，目前每班更槽。
4
．
黑孔槽，带出较多，海绵滚轮要特别注意，每班先浸泡清洗，随时检查润湿。
5
．
黑孔的分析与补加。液位低的时候补纯水每次不可超过槽体积的
1/20
即
20
升，用烧杯添加即可，入水，排水可暂时
封闭，以免误操作。目前固形物我
们每周帮忙分析一次。当量浓度低，
< br>ph
值偏低，用
T 0222
添
加。哈氏槽的判
断，每周做两次。循环
24
小时不可关闭，温度控制一定不可超
40
度，超过
对其寿命有较大的影响。
6
．
整孔分析添加。
7
．
微蚀分
析添加，当铜离子超过
30g/L
的时候当槽，每周分析
3
次微蚀速率。
8
．
抗氧化，每天换槽。
10
-
-
-
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-
-
-
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