原创 PCB除胶渣与整孔制程

PCB除胶渣与整孔制程

1、Conditioning 整孔
此字广义是指本身的"调节"或"调适"，使能适应后来的状况。狭义是指干燥的板材及孔壁在进入 PTH 制程前，使先其具有"亲水性"与带有"正电性"，并同时完成清洁的工作，才能继续进行其它后续的各种处理。这种通孔制程发动前，先行整理孔壁的动作，称为整孔(Hole Conditioning)处理。

2、Desmearing 除胶渣
指电路板在钻孔的摩擦高热中，当其温度超过树脂的 Tg时，树脂将呈现软化甚至形成流体而随钻头的旋转涂满孔壁，冷却后形成固着的胶糊渣，使得内层铜孔环与后来所做铜孔壁之间形成隔阂。故在进行 PTH 之初，就应对已形成的胶渣，施以各种方法进行清除，而达成后续良好的连接(Connection)目的。附图中即为胶渣未除尽，而在铜孔壁与内层孔环间留下无法导通的鸿沟。

3、Dichromate 重铬酸盐
是指Cr2O7而言，常见有K2Cr2O7，(NH4)2Cr2O7等，因其分子式中有两个铬原子，故称之为"重"(ㄔㄨㄥ′)铬酸盐，以便与铬酸盐(CrO )得以区别。电路板工业中，PTH 前之除胶渣制程，早年系采用高浓度的重铬酸钾(900 g/l)槽液，以这种强氧化剂，当成孔壁清除胶渣的化学品。又单面板印刷用之固定网版，其网布感光乳胶中亦加有"重铬酸铵"的感光化学品，业界常简称之为 Dichromate。近年来由于环保意识提高，这种恶名昭彰的"六价铬"不但对生态环境为害极大，且有致癌的危险，故早已成为众矢之的，而不再为业界所用了。

4、Etchback 回蚀
是指多层PCB板在各通孔壁上，刻意将各铜环层次间的树脂及纤玻基材等蚀去 0.5～3 mil左右称为"回蚀"。此一制程可令各铜层孔环(Annular Ring)都能朝向孔中突出少许，再经 PTH 及后续两次镀铜得到铜孔壁后，将可形成孔铜以三面夹紧的方式与各层孔环牢牢相扣。这种"回蚀"早期为美军规范 MIL-P-55110对多层PCB板之特别要求，但经多年实用的经验，发现一般只做"除胶渣"而未做"回蚀"的多层PCB板，也极少发现接点分裂失效的例子，故后来该美军规范的" D 版"亦不再强制要求做"回蚀"了 。对整个多层PCB板制程确可减少很多麻烦，商用多层PCB板已极少有"回蚀"的要求。另在 PTH 制程中当"微蚀"(Microetch)做得太过份时，将会使得各孔环缩退一些。或在一次铜后切片检查发现孔壁的品质不良而遭整批拒收时，需采全面"薄蚀"，以除去一次铜及化学铜层，以便对 PTH 孔铜进行重做。一旦这种"薄蚀"过度时也会造成孔环的缩回。上述两种特例都会造成基材部份的突出，特称为"反回蚀"(Reverse Etchback)

5、Free Radical 自由基
当一原子或分子失去部份电子，而形成之带电体称为"自由基"。此种自由基具有极活泼的化学性质，可供做特殊反应用途。如多层PCB板孔壁除胶渣的"电浆法"即是自由基的运用。此法是将板子放在空气稀薄的密闭处理器中，充入O2及CF4并施加高电压使产生各种"自由基"进而利用其攻击板材的树脂部分（不会像铜），以达到孔内除胶渣的效果。

6、Negative etch-back 反回蚀
早期军用多层PCB板或高品级多层PCB板，为了要得到更好的可靠度起见，在钻孔后清洗孔壁胶糊渣之余，还进一步要求各介质层的退后，使各内层孔环得以突出，以在孔壁完成镀铜后，可形成三面包夹式的钳合。此种使介质层被溶蚀而被迫退缩的制程称为"Etch-Back"。但在一般多层PCB板制程中，若操作疏忽(如微蚀过度或欲蚀去不良的铜孔壁再重做 PTH 时，其所发生的蚀刻过度等)反而造成内层铜环退缩的错误现象，则称之为"反回蚀"。

7、Plasma电浆
是指某些"非聚合性"的混合气体，在真空中经高电压之电离作用后，其部分气体分子或原子，会发生解离而成为正负离子或自由根(Free Radical)，再与原来气体混合在一起，具有较高的活性及能量，但却与原来气体性质大不相同，故有时亦称为是"第四类物质状态"(Fourth state of matter)。此种介于气态与液态之间的"第四态"，唯有在强力能量不断供应之下才能存在，否则很快又会中和成为低能阶的原始混合气体。此种"第四态"原文是用"浆态"来表达，由于必须在高电压、高电能之下才能存在，故中文译名特称为"电浆"。大陆业界之译名为"等离子体"，似乎未尽全意；一则该浆体中并非全为离子，二则亦未将原文之Plasma加以表达，而且不继续供应足够的电能时，这种Plasma就无法存在。电子工业中最早是半导体业利用电浆对"硅晶圆"(Silicon Wafer)之基材做选择性的微蚀工作，以便于后来导体线路蒸着生长，故称为"Plasma Etching"。后来电路板业亦用于多层PCB板镀通孔前之除胶渣(Desmearing)用途，尤其如高频用途的PTFE(铁氟龙)板材，其多层PCB板之通孔粗化除了电浆之外，似乎尚无别法可用。当然对付FR-4或PI的高层数多层PCB板，那也就更为容易了。其产生的情况可用下式表示：RF(射频电压)CF4＋O2------------CF3.+0.+F.+OF+...+原来气体抽真空到0.3 Torr电浆技术除了在半导体业及电路板业有上述用途外，在塑料加工中用途更大，一般塑料的光滑表面皆可用电浆法加以微粗化，使具亲水性及在接着力上大大增强，亦为化学铣作(Chemical Milling)及钢料表面渗氮(Nitriding)等制程所采用。

8、Reverse Etchback反回蚀
指多层PCB板通孔中，其内层铜孔环因受到不正常的蚀刻，造成其孔环内缘自钻孔之孔壁表面向后退缩，反倒让树脂与玻纤所构成的基材面形成突出。换言之就是铜环的内径反而比钻孔之孔径更大，谓之"反蚀回"。为了使多层PCB板各内层的孔环，与PTH铜壁之间有更可靠的互连(Interconnect)起见，须使其基材部份退后，而刻意让各铜环在孔壁上突出，与孔铜壁形成三面包夹式的牢固连接，这种让树脂及玻纤退缩的制程谓之"回蚀"(Etchback)，因而上述之不正常情形即称之为"Reverse Etchback"。

9、Shadowing阴影，回蚀死角
此词在 PCB工业中常用于红外线(IR)熔焊与镀通孔之除胶渣制程中，二者意义完全不同。前者是指在组装板上有许多SMD，在其零件脚处已使用锡膏定位，需吸收红外线的高热量而进行"熔焊"，过程中可能会有某些零件本体挡住辐射线而形成阴影，阻绝了热量的传递，以致无法全然到达部份所需之处，这种造成热量不足，熔焊不完整的情形，称为Shadowing。后者指多层PCB板在PTH制程前，在进行部份高要求产品的树脂回蚀时(Etchback)，处于内层铜环上下两侧死角处的树脂，常不易被药水所除尽而形成斜角，也称之为Shadowing。

10、Swelling Agents；Sweller膨松剂
多层PCB板钻孔后，为了使孔壁上的胶渣更容易尽除起见，可先将板子浸入一种高温碱性含有机溶剂式的槽液中，让所附着的胶渣得以软化松驰而易于清除。

11、Yield良品率，良率，产率
生产批量中通过品质检验的良品，其所占总产量的百分率称为Yield。