薄铜产品缺口开路改善

张真华

（深南电路股份有限公司，广东 深圳 518117）

1 背景

薄铜产品面铜极差要求严格，面铜不能加厚，使用露孔镀工艺来满足孔铜要求，此工艺孔口会产生凸台，且因为材料原因，不能使用机械力进行铲平。

图形加工后，缺陷表现为缺口开路，按月统计此类缺陷报废率为30%～40%。

2 缺陷产生原因分析

2.1 切片分析

切片分析露孔镀后，凸台高度差在25～30 μm（见图1a），缺口开路缺陷集中在凸台和线路连接处（见图1b）。过程加工用干膜型号为A干膜，后压次数1次。

图1 露孔凸台和缺口

2.2 缺口开路失效机理

根据贴膜原理，干膜在温度达到其Tg点时呈熔融状态，具有流动性，可填充一定高度差的凹陷或凸起，但高度差过大时，干膜填充不完全，干膜下面空气无法排出，形成气泡，再经过胶辊挤压，气泡沿胶辊移动方向进行移动，气泡方向与贴膜方向一致，气泡在线路上曝光蚀刻后形成缺口开路（见图2）。

图2 贴膜引起缺口

3 缺口开路改善

3.1 改善方向

通过FMEA（潜在失效模式分析）分析，缺口开路原因为凸台高度差导致，确认改善方向（见表1）。

3.2 缺口开路改善

3.2.1 干膜填充能力提升

（1）干膜填充能力改善机理。

在热和压力作用下，将干膜紧密的贴覆在板面上，加热使干膜温度达到Tg点（100℃），因而熔融流动填覆于铜面微观缝隙处 ，加压为协助驱使熔融的干膜填覆于铜面微观缝隙处。

干膜达到熔融状态时，干膜越厚，其可填充的区域越多，填充效果越好；另熔融状态保持时间越长，填充效果越好。为使干膜熔融状态时间延长，可降低贴膜速度或增加后压次数，因现使用贴膜参数已是极限参数，不进行调整，测试增加后压次数的影响。

（2）干膜填充能力提升。

① 试验板设计。

试验流程：下料—内层图形—内层蚀刻(蚀刻出靶标)—内层图形—外图显影—微蚀(分别微蚀掉20 μm、25 μm、30 μm、35 μm铜厚) —内层蚀刻退膜—内层图形(分别使用A干膜和B干膜)—内层蚀刻—内层检验

② DOE试验方案。

以后压次数、干膜类型为因子，做一个2因子2水平的试验（见表2），贴膜参数已是极限参数，不作为试验因子。

从测试结果表3看，使用B干膜能达到30 μm填充能力，可满足产品凸台高度差要求，A干膜过2次后压机只能满足25 μm高度差要求。缺口开路品质情况（见表4）。

3.2.2 贴膜后凸台气泡

（1）改善方向。

通过优化凸台孔盘大小和贴膜方向调整改善贴膜后凸台气泡。

（2）试验方案见表5所示。

（3）试验结果如下。

① 凸台孔盘大小优化试验结果。

表1 凸台缺口开路改善方向

表2 试验方案

表3 干膜填充能力数据

表4 缺口开路品质情况

表5 孔盘尺寸与贴膜方向改变方案

从跟进结果看，使用A干膜，孔盘大小设计≥0.225 mm（9 mil），可避免凸台高度差导致的缺口开路，但孔盘单边从0.125（5 mil）调整到0.225 mm，间距无法满足，当孔到铜距离≥0.3 mm（12 mil）时方可采用此方案。具体测试结果：孔盘直径为0.15 mm、0.175 mm、0.20 mm（6 mil、7 mil、8 mil），有条状缺口开路;孔盘直径为0.225 mm、0.250 mm（9 mil、10 mil）是合格。

② 贴膜方向调整试验结果（见图3）。

产品板图形设计与凸台连接的线路都是朝一个方向，跟进贴膜后贴膜气泡状况，发现贴膜气泡的方向与贴膜方向一致，当贴膜方向与线路垂直时，贴膜气泡方向与线路平行，蚀刻后无缺口开路。

图3 贴膜方向调整试验

表6 贴膜方向优化

表7 各方案测试结果

3.3 小结

各方案测试结果见表7所示。

4 总结

（1）使用B干膜过一次后压机，可避免因凸台导致的缺口开路。

（2）图形资料中，当凸台孔盘设计≥0.225 mm（9 mil），可避免因凸台导致的缺口开路。

（3）贴膜方向与线路方向垂直，可减少凸台造成的缺口开路。