PCB 製程(二):鑽孔、除膠渣與電鍍
PCB 製程連載第二篇:複習內層線路、棕化與壓合後,說明鑽孔、除膠渣、PTH 化學銅與電鍍(直流與脈衝)的流程,以及板厚孔徑比(AR 值)升高後均勻電鍍能力的重要性。
PCB序篇來啦~~
一樣有附上影片
先幫大家複習一下上集提到的製程
內層線路->棕化-> 壓合
上集複習:內層線路、棕化、壓合
現在的伺服器板又大又厚,線路越來越細,為的就是要在有限的空間中利用到極致
高階伺服器的線路可能只有你的一根頭髮寬,為了提升線路製作的精度,LDI直接成像曝光機取代了過去的底片成像,精準控制線路公差
還記得棕化嗎~它是為了增加銅箔粗糙度進而提升層與層之間的附著度,但銅箔越粗糙會影響到訊號的傳輸,坑坑巴巴怎麼跑得快
因此高階的伺服器板會使用低咬蝕甚至是無咬蝕的藥水,避免訊號損耗,不過相對的在壓合時會容易出現黏不牢固的問題。
壓合是在PCB製程中非常重要的一環
層數越多越難對齊,還要針對不同的高階材料如膠片、棕化藥水等等調整參數,控制漲縮、避免板彎翹,此時板廠的經驗就非常重要了,這也是為什麼金像能在高階伺服器板中取得一席之地
鑽孔
複習結束!繼續我們的PCB製程吧~
壓合結束後會進入到鑽孔
這裡的鑽孔主要指的是鑽貫穿整張 PCB 的導通孔,以及外層的元件插孔。
鑽孔會使用使用超硬的鎢鋼鑽針,在高速的轉速中下鑽,為了防止鑽孔時產生高溫與毛邊,板子上方會加上鋁墊板(協助散熱與定位),下方則放底板(保護鑽針與鑽孔機檯面)。
鋁板、底板都屬於一次性使用,而鑽針屬於高消耗品
除膠渣
鑽孔完成後,必須先進行「除膠渣」。在鑽孔高速高溫下,會使通孔中的樹酯熔化、拉扯,溫度下降後便成了膠渣,如果膠渣不清除乾淨,會導致電鍍銅無法與內層接觸,造成斷路。
清除膠渣會使用乾+濕的方式,才會更乾淨~
- 乾製程使用的是電漿法(四氟化碳+氧氣+氮氣)
- 濕製程使用Sweller 膨鬆劑軟化膠渣,接著用高錳酸槽去除膠渣,最後使用中和槽將殘留的高錳酸去除
電鍍
清潔溜溜後接下來會進行電鍍
剛鑽好的孔壁是絕緣的樹脂與玻璃纖維,無法直接導電。我們必須透過 PTH化學銅製程,先利用鈀膠體活化孔壁,再透過化學銅藥水,在孔壁上沉積一層薄薄、均勻的化學銅層,為接下來的電鍍打好基底。
接著利用電解電鍍原理加厚孔內的銅層,將電路板作為陰極,銅塊作為陽極,浸入硫酸銅電鍍槽中通電。
電鍍又分為直流電鍍和脈衝電鍍。
- 直流電鍍是以持續輸出固定大小與方向的直流電流。
- 脈衝電鍍的電流則是以微秒或毫秒級的速度不斷切換方向。
正向脈衝快速長銅,反向脈衝減銅,孔內鍍層比直流電更均勻,縱橫比也更高。
補充:縱橫比 AR 值
補充一下縱橫比AR值
AR=板厚/孔徑
現在的板子越來越厚,孔徑越來越小,AR比高。
想像有兩根吸管,一根可以吸波霸珍珠的粗吸管,另外一根是UG的超細吸管
要在這兩根吸管均勻噴塗油漆,在一樣的噴塗手法下,UG吸管的入口較波霸珍珠吸管容易卡油漆。
因此在製作這些高階伺服器板,AR比增加的情況下,均勻電鍍的能力就變得非常重要!
今天就先告一個段落~~我們下集見haha