PS-11-0017_電鍍製程的中英對照

發佈日期:2011年10月12日   問題詢問

出處:功得電子   

1、Abrasives 磨料,刷材(濕式制程、表面處理) 對板面進行清潔前處理而磨刷銅面所用到的各種物料,如聚合物不織布,或不織布摻加金剛砂,或其砂料之各型免材,以及浮石粉(Pumice Slurry)等均稱之為 Abrasives 。不過這種摻和包夾砂質的刷材,其粉體經常會著床在銅面上,進而造成後續光阻層或電鍍層之附著力與焊錫性問題。附圖即為摻和有砂粒的刷材纖維其之示意情形。 2、Air Knife 風刀(濕式制程、表面處理) 在各種制程聯機機組的出口處,常裝有高溫高壓空氣的刀口以吹出風刀,可以快速吹干板面,以方便取攜及減少氧化的機會。 3、Anti-Foaming Agent 消泡劑(濕式制程、表面處理) PCB制程如干膜顯像液的衝洗過程中,因有多量有機膜材溶入,又在抽取噴灑的動作中另有空氣混進,而產生多量的泡沫,對制程非常不便。須在槽液中添加降低表面張力的化學品,如以辛醇 (Octyl Alcohol) 類或硅樹脂 (Silicone) 類等做為消泡劑,減少現場作業的麻煩。但含硅氧化合物陽離子接口活性劑之硅樹脂類,則不宜用於金屬表面處理。因其一旦接觸銅面後將不易洗淨,造成後續鍍層附著力欠佳或焊錫性不良等問題。 4、Bondability結合層(濕式制程、表面處理) 接著層:指待結合(或接著)的表面,必須保持良好的清潔度,以達成及保持良好的結合強度,謂之"結合性"。 5、Banking Agent 護岸劑(濕式制程、表面處理) 是指在蝕刻液中所添加的有機助劑,使其在水流衝刷較弱的線路兩側處,發揮一種皮膜附著的作用,以減弱被藥水攻擊的力量,降低側蝕(Cmdercut)的程度,是細線路蝕刻的重要條件,此劑多屬供貨商的機密。 6、Bright-Dip 光澤浸漬處理(濕式制程、表面處理) 是一種對金屬表面輕微咬蝕,使呈現更平滑光亮者,其槽液濕式處理謂之。 7、Chemical Milling 化學研磨(濕式制程、表面處理) 是以化學濕式槽液方法,對金屬材料進行各種程度的腐蝕加工,如表面粗化、深入蝕刻,或施加精密的特殊阻劑後,再進行選擇性的蝕透等,以代替某些機械加工法的衝斷衝出(Punch)作業,又稱之為 Chemical Blanking 或Photo Chemical Machining(PCM)技術,不但可節省昂貴的模具費用及准備時間,且制品也無應力殘存的煩惱。 8、Coat,Coating 皮膜,表層(濕式制程、表面處理) 常指板子外表所做的處理層而言。廣義則指任何表面處理層。 9、Conversion Coating 轉化皮膜(濕式制程、表面處理) 是指某些金屬表面,只經過特定槽液簡單的浸泡,即可在表面轉化而生成一層化合物的保護層。如鐵器表面的磷化處理 (Phosphating),或鋅面的鉻化處理(Chromating),或鋁面的鋅化處理 (Zincating)等,可做為後續表面處理層的"打底"(Striking),也有增加附著力及增強耐蝕的效果。 10、Degreasing 脫脂(濕式制程、表面處理) 傳統上是指金屬物品在進行電鍍之前,需先將機械加工所留下的多量油漬予以清除,一般常采用有機溶劑之"蒸氣脫脂"(Vapor Degreasing)法,或乳化溶液之浸泡脫脂。不過電路板制程並無脫脂的必要,因所有加工過程幾乎都沒有碰過油類,與金屬電鍍並不相同。只是板子前處理仍須用到"清潔"的處理,在觀念上與脫脂並不全然一樣。 11、Etch Factor 蝕刻因子、蝕刻函數(濕式制程、表面處理) 蝕銅除了要做正面向下的溶蝕之外,蝕液也會攻擊線路兩側無保護的銅面,稱之為側蝕(Undercut),因而造成如香菇般的蝕刻缺陷,Etch Factor即為蝕刻品質的一種指針。Etch Factor一詞在美國(以 IPC 為主)的說法與歐洲的解釋恰好相反。美國人的說法是"正蝕深度與側蝕凹度之比值",故知就美國人的說法是"蝕刻因子"越大品質越好;歐洲的定義恰好相反,其"因子"卻是愈小愈好。很容易弄錯。不過多年以來,IPC 在電路板學術活動及出版物上的成就,早已在全世界業界穩占首要地位,故其闡述之定義堪稱已成標准本,無人能所取代。 12、Etchant 蝕刻劑,蝕刻(濕式制程、表面處理) 在電路板工業中是專指蝕刻銅層所用的化學槽液,目前內層板或單面板多已采用酸性氯化銅液,有保持板面清潔及容易進行自動化管理的好處(單面板亦有采酸性氯化鐵做為蝕刻劑者)。雙面板或多層板的外層板,由於是以錫鉛做為抗蝕阻劑,故需蝕銅品質也提高很多。 13、Etching Indicator 蝕刻指針(濕式制程、表面處理) 是一種重視蝕刻是否過度或蝕刻不足的特殊楔形圖案。此種具體的指針可加設在待蝕的板邊,或在操作批量中刻意加入數片專蝕的樣板,以對蝕刻制程進行了解及改進。 14、Etching Resist 抗蝕阻劑(濕式制程、表面處理) 指欲保護不擬蝕掉的銅導體部份,在銅表面所制作的抗蝕皮膜層,如影像轉移的電著光阻、干膜、油墨之圖案,或錫鉛鍍層等皆為抗蝕阻劑。 15、Hard Anodizing 硬陽極化(濕式制程、表面處理) 也稱為"硬陽極處理",是指將純鋁或某些鋁合金,置於低溫陽極處理液之中(硫酸 15%、草酸 5%,溫度 10℃以下,冷極用鉛板,陽極電流密度為 15ASF),經 1 小時以上的長時間電解處理,可得到 1~2 mil 厚的陽極化皮膜,其硬度很高(即結晶狀 A12O3), 並可再進行染色及封孔,是鋁材的一種良好的防蝕及裝飾處理法。 16、Hard Chrome plating 鍍硬鉻(濕式制程、表面處理) 指耐磨及滑潤工業用途所鍍之厚鉻層而言。一般裝飾性鍍鉻只能在光澤鎳表面鍍約 5分鐘,否則太久會造成裂紋。硬鉻則可長達數小時之操作,傳統鍍液成份為CrO3250 g/1+H2SO410%,但需加溫到 60℃,陰極效率低到只有 10%而已。因而其它的電量將產生大量的氫氣而帶出多量由鉻酸及硫酸所組成的有害濃霧,並使得水洗也形成大量黃棕色的嚴重廢水污染。雖然廢水需嚴格處理而使得成本上升,但鍍硬鉻是許多軸桫或滾筒的耐磨鍍層,故乃不可完全廢除 17、Mass Finishing 大量整面、大量拋光(濕式制程、表面處理) 許多小型的金屬品,在電鍍前須要小心去掉棱角,消除刮痕及拋光表面,以達成最完美的基地,鍍後外表才有最好的美觀及防蝕的效果。通常這種鍍前基地的拋光工作,大型物可用手工與布輪機械配合進行。但小件大量者則須依靠自動設備的加工,一般是將小件與各種外型之陶瓷特制的"拋光石"(Abrasive Media)混合,並注入各式防蝕溶液,以斜置慢轉相互磨擦的方式,在數十分鐘內完成表面各處的拋光及精修。做完倒出分開後,即可另裝入滾鍍槽中(Barrel)進行滾動的電鍍。 18、Microetching 微蝕(濕式制程、表面處理) 是電路板濕制程中的一站,目的是為了要除去銅面上外來的污染物,通常應咬蝕去掉 100μ-in 以下的銅層,謂之"微蝕"。常用的微蝕劑有"過硫酸鈉"(SPS)或稀硫酸再加雙氧水等。另外當進行"微切片"顯微觀察時,為了在高倍放大下能看清各金屬層的組織起見,也需對已拋光的金屬截面加以微蝕,而令其真相得以大白。此詞有時亦稱為 Softetching 或 Microstripping。 19、Mouse Bite 鼠囓(濕式制程、表面處理) 是指蝕刻後線路邊緣出現不規則的缺口,如同被鼠咬後的囓痕一般。此為近來在美商 PCB 業界流行的非正式術語。 20、Overflow 溢流(濕式制程、表面處理) 槽內液體之液面上升越過了槽壁上緣而流出,稱為"溢流"。電路板濕式制程(Wet Process)的各水洗站中,常將一槽分隔成幾個部份,以溢流方式從最髒的水中洗起,可經過多次浸洗以達省水的原則。



21、Panel Process全板電鍍法(濕式制程、表面處理)

在電路板的正統縮減制程(Substractive Process)中,這是以直接蝕刻方式得到外層線路的做法,其流程如下:PTH-全板鍍厚銅至孔壁1 mil-正片干膜蓋孔-蝕刻-除膜得到裸銅線路的外層板.此種正片做法的流程很短,無需二次銅,也不鍍鉛錫及剝錫鉛,的確輕松不少。但細線路不易做好,其蝕刻制程亦較難控制。

22、Passivation鈍化,鈍化處理(濕式制程、表面處理)

是金屬表面處理的術語,常指不鏽鋼對像浸於硝酸與鉻酸的混合液中,使強制生成一層薄氧化膜,用以進一步保護底材。另外也可在半導體表面生成一種絕緣層,而令晶體管表面在電性與化學性上得到絕緣,改善其性能。此種表面皮膜的生成,亦稱為鈍化處理。

23、Pattern Process線路電鍍法(濕式制程、表面處理)

是減縮法制造電路板的另一途徑,其流程如下:PTH——>鍍一次銅——>負片影像轉移——>鍍二次銅——>鍍錫鉛——>蝕刻——>褪錫鉛——>得到外層裸銅板.這種負片法鍍二次銅及錫鉛的Pattern Process,目前仍是電路板各種制程中的主流。原由無他,只因為是較安全的做法,也較不容易出問題而已。至於流程較長,需加鍍錫鉛及剝錫等額外麻煩,已經是次要的考慮了。

24、Puddle Effect水坑效應(濕式制程、表面處理)

是指板子在水平輸送中,進行上下噴灑蝕刻之動作時,朝上的板面會積存蝕刻液而形成一層水膜,妨礙了後來所噴射下來新鮮蝕刻液的作用,及阻絕了空氣中氧氣的助力,造成蝕刻效果不足,其蝕速比起下板面之上噴要減慢一些,此種水膜的負作用,就稱為Puddle Effect。

25、Reverse Current Cleaning反電流(電解)清洗(濕式制程、表面處理)

是一種將金屬工作物掛在清洗液中的陽極,另以不鏽鋼板當成陰極,利用電解中所產生的氧氣,配合金屬工作物在槽液中的溶解(氧化反應),而將工作物表面清洗干淨,這種制程亦可稱做"Anodic Cleaning"陽極性電解清洗;是金屬表面處理常用的技術。

26、Rinsing水洗,衝洗(濕式制程、表面處理)

濕式流程中為了減少各槽化學品的互相干擾,各種中間過渡段,均需將板子徹底清洗,以保證各種處理的品質,其等水洗方式稱為Rinsing。

27、Sand Blast噴砂(濕式制程、表面處理)

是以強力氣壓攜帶高速噴出的各種小粒子,噴打在物體表面上,做為一種表面清理的方法。此法可對金屬進行除鏽,或除去難纏的垢屑等,甚為方便。所噴之砂種有金鋼砂、玻璃砂、胡桃核粉等。而在電路板工業中,則以浮石粉(Pumice)另混以水份,一同噴打在板子銅面上進行清潔處理。

28、Satin Finish緞面處理(濕式制程、表面處理)

指物體表面(尤指金屬表面)經過各式處理,而達到光澤的效果。但此處理後並非如鏡面般(Mirror like)的全光亮情形,只是一種半光澤的狀態。

29、Scrubber磨刷機、磨刷器(濕式制程、表面處理)

通常是指對板面產生磨刷動作的設備而言,可執行磨刷、拋光、清除等工作,所用的刷子或磨輪等皆有不同的材質,亦能以全自動或半自動方式進行。

30、Sealing封孔(濕式制程、表面處理)

鋁金屬在稀硫酸中進行陽極處理之後,其表面結晶狀氧化鋁之"細胞層"均有胞口存在,各胞口可吸收染料而被染色。之後須再浸於熱水中,使氧化鋁再吸收一個結晶水而令體積變大,致使胞口被擠小而將色澤予以封閉而更具耐久性,稱之為Sealing。

31、Sputtering濺射(濕式制程、表面處理)

即陰極濺射 Cathodic Sputtering之簡稱,系指在高度真空的環境及在高電壓的情況下,處於陰極的金屬外表原子將被迫脫離本體,並以離子形態在該環境中形成電漿,再奔向處在陽極的待加工對像上,並累積成一層皮膜,均勻的附著在工作物表面,稱為陰極濺射鍍膜法,是金屬表面處理的一種技術。

32、Stripper剝除液,剝除器(濕式制程、表面處理)

指對金屬鍍層與有機皮膜等之剝除液,或漆包線之外皮剝除器等。

33、Surface Tension表面張力(濕式制程、表面處理)

指液體的表面所具有一股分子級的內向吸引力,即內聚力的一部份。此種表面張(縮)力在液體與固體的交界面處,會有阻止液體擴散的趨勢。就電路板濕制程前處理的清潔槽液而言,首先即應降低其表面張(縮)力,使板面及孔壁容易達到潤濕的效果。

34、Surfactant表面潤濕劑(濕式制程、表面處理)

濕制程之各種槽液中,所添加用以降低表面張力的化學品,以協助通孔之孔壁產生潤濕作用,故又稱為"潤濕劑"(Wetting Agent)。

35、Ultrasonic Cleaning超音波清洗(濕式制程、表面處理)

在某種清洗液中施加超音波振蕩的能量,使產生半真空泡 (Cavitation),並利用這種泡沫的磨擦力及微攪拌的力量,令待清洗物品之各死角處,也同時產生機械性的清洗作用,此法常用在電路板後續組裝板之清洗上(詳見電路板信息雜志第67期之專文)。

36、Undercut Undercutting側蝕(濕式制程、表面處理)

此字原義是指早期人工伐木時,以斧頭自樹根兩側處,采上下斜口方式將大樹逐漸砍斷,謂之 Undercut 。在 PCB 中是用於蝕刻制程,當板面導體在阻劑的掩護下進行噴蝕時,理論上蝕刻液會垂直向下或向上進行攻擊,但因藥水的作用並無方向性,故也會產生側蝕,造成蝕後導體線路在截面上,顯現出兩側的內陷,稱為Undercut。但要注意只有在油墨或干膜掩護下,直接對銅面蝕刻所產生的側蝕才是真正的Undercut。一般 Pattern Process在鍍過二次銅及錫鉛後,去掉抗鍍阻劑再行蝕刻時,則可能有二次銅與錫鉛自兩側向外增長出,故完成蝕刻後側蝕部份只能針對底片上線寬,而計算其向內蝕入的損失,不能將鍍層向外增寬部份也計入。電路板制程中除了銅面蝕刻有此缺陷外,在干膜的顯像過程中也有類似這種側蝕的情形。

37、Water Break水膜破散,水破(濕式制程、表面處理)

當板面油污被清洗得很干淨時,浸水後將在表面形成一層均勻的水膜,能與板材或銅面保持良好的附著力(即接觸角很小)。通常直立時可保持完整的水膜約 5~10秒左右。清潔的銅面上在水膜平放時可維持 10~30秒而不破。至於不潔的板面,即使平放也很快就會出現"水破",呈現一種不連續而各自聚集的"Dewetting"現像。因為是不潔的表面與水體之間的附著力,不足以抗衡水體本身的內聚力所致。這種檢查板面清潔度的簡便方代,稱為 Water Break法。

38、Wet Blasting濕噴砂(濕式制程、表面處理)

是金屬表面一種物理式的清潔方法,系在高壓氣體的驅動下,迫使濕泥狀的磨料 (Abrasive)噴打在待清潔的表面,用以去除污物的做法。電路板制程中曾用過的濕噴浮石粉(Pumice)技術,即屬此類。

39、Wet Process濕式制程(濕式制程、表面處理)

電路板之制造過程有干式的鑽孔、壓合、曝光等作業;但也有需浸入水溶液中的鍍通孔、鍍銅,甚至影像轉移中的顯像與剝膜等站別,後者皆屬濕式制程,原文稱為Wet Process。
PCB用磷銅球之產業概況
PCB板的制作過程中,進行機械鑽孔而產生通孔後,必須在原本絕緣的通孔管壁形成導通的結構,該結構即由化學銅、一次銅及二次銅等制程來形成。由於導通孔為PCB板各層之間的連接橋梁,若電性傳導不佳將直接影響電子產品的正常功能,磷銅球即為在一次銅及二次銅的制程中扮演重要角色的關鍵材料。本篇報告將以對PCB板鍍銅質量影響甚巨的磷銅球就其產品應用、市場規模及產業概況作一介紹。
    
     產品應用介紹
    
    1. 磷銅球用於PCB板之一次銅及二次銅制程,主要在於形成通孔的導電銅層
    
     雙層以上的PCB板產品,由於不同層板之間的線路沒有直接相連,故必須透過導通孔的結構來連接不同板層之間的線路,以利電性的傳遞。
    
     在PCB板的制程中,歷經內層板的線路制作、多層壓合及機械鑽孔後,為了使鑽孔形成導通的狀態,須再進行除膠渣、除毛頭及化學銅的程序,生成一薄銅層。爾後,透過電解鍍銅的方式來進行一次鍍銅及二次鍍銅,增加銅層厚度以強化導孔的導電效果。磷銅球即為用於一次銅及二次銅的關鍵材料。
    
     2. 磷銅球為PCB鍍銅制程的陽極材料,銅球中加磷在防止亞銅影響鍍膜質量
    
     磷銅球在PCB電鍍槽中扮演陽極的角色,故磷銅球又稱為陽極銅球。當電解反應開始進行時,磷銅球中的銅原子將丟電子而形成銅離子,帶正電的銅離子會往陰極所在的待鍍PCB板移動,最後在PCB板的表面得電子而生成銅膜。
    
     理論上,在PCB板鍍銅的反應中,磷並沒有直接參與反應,加磷目的主要在於減緩銅原子的析出速度。若銅原子解離的速度過快,會產生大量的亞銅離子,兩顆亞銅離子將互相反應成銅原子及銅離子。溶液中的銅原子則會以電泳的方式隨機吸附於PCB板上,影響銅鍍層的生成結構,劣化銅鍍層的品質。

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