TW202228483A

TW202228483A - 退膜、除膠、化銅三合一方法及其系統

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Publication number: TW202228483A
Application number: TW110109192A
Authority: TW
Inventors: 李齊良
Original assignee: 大陸商柏承科技（昆山）股份有限公司
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2022-07-16
Also published as: TWM619792U; CN112911804A; KR20220128919A; TW202243557A; TWI800804B

Abstract

本發明屬於印刷電路板製造技術領域，涉及一種退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統，步驟包含，提供一印刷電路板的表面具有一銅層，銅層的表面進行粗糙化處理形成一膜，且印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣；以及依序整合退膜製程、除膠製程及化銅製程或除膠製程及化銅製程之連續化製程，且退膜製程提供一具有膜剝除劑之微蝕液，令印刷電路板垂直輸送先經過退膜製程進行第一次微蝕而同時剝除膜，又接續經過除膠製程而去除膠渣，再接續經過化銅製程而對孔沉積一層薄薄之化學銅，也讓雷射鑽孔之後的步驟可以在同一生產線中完成，提高了生產效率，還避免了不同生產線之間搬運而導致的刮傷風險。

Description

退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統

本發明涉及印刷電路板製造技術領域，特別涉及一種退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統。

隨著科技進步，社會的不斷發展，印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)製造業面臨著人力與物料成本不斷增加所帶來的巨大壓力，在保證品質的前提下節約物料，降低生產成本輸出，簡化整合生產工藝流程已成為當前印刷電路板製造業急需解決的問題，在目前生產過程中，高密度互連技術(High Density Interconnect,HDI)板經過雷射鑽孔後板面有棕化膜或粗化膜，如果直接經過除膠、微蝕勢必會污染槽液，故需要在除膠前做退膜製程後，再經過除膠、微蝕才不會污染槽液，目前業界所採用的方式均為雷射鑽孔後，先經過去棕化膜或粗化膜的生產線，再出至除膠的生產線，此種作業方式增加了人員搬運次數，產生了更多的刮傷風險，且需要耗費人力物力。

如圖1A所示，提供一印刷電路板10，該印刷電路板10的表面具有一銅層11，該銅層11的表面形成一棕化膜或粗化膜12，且該印刷電路板10經由雷射鑽孔而產生至少一孔13與多餘一膠渣14；如圖1B及圖2A所示，該印刷電路板10呈水平先經過一第一生產線20進行自動放板21、退膜製程22、吹乾23、烘乾24至自動收板25，亦退該棕化膜或粗化膜12；如圖1C及圖2B所示，該印刷電路板10呈水平又經過一第二生產線30進行自動放板31、除膠製程32、吹乾33、烘乾34至自動收板35，亦去該膠渣14；如圖1D及圖2C所示，該印刷電路板10呈水平再經過一第三生產線40進行自動放板41、化銅製程42、吹乾43、烘乾44至自動收板45，亦該孔13沉積一化學銅131。

承上，該第一生產線20、該第二生產線30及該第三生產線40為三條單一水平生產線，而該印刷電路板10呈水平經過該第一生產線20、該第二生產線30及該第三生產線40才能完成退膜、除膠及化銅，不僅造成該印刷電路板10生產效率低及經濟效益差之問題，也造成三條單一水平生產線之間頻繁轉運該印刷電路板10導致刮傷風險及該第一生產線20、該第二生產線30及該第三生產線40之間停留時間(holding time)超時之問題，且水平生產線容易產生藥水槽間的偶發性串水之問題，也使該印刷電路板10的表面接觸到輸送結構而不利於製程，因此，有必要開發一種低成本的印刷電路板製造方法及其系統來解決以上問題。

本發明之主要目的，係在於提供一種退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統，其微蝕液中添加膜剝除劑，讓第一次微蝕過程中棕化膜或粗化膜被同時除去，進而能夠避免除膠槽的藥劑被污染之功效增進。

本發明之又一目的，係在於提供一種退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統，其整合退膜製程、除膠製程、化銅製程或除膠製程、化銅製程在同一條生產線，用以解決先前技術印刷電路板的生產效率低、經濟效益差、刮傷風險及停留時間超時之問題點，進而提升生產效率、經濟效益、產品良率及產線可靠度之功效增進。

本發明之另一目的，係在於提供一種退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統，其印刷電路板垂直輸送於退膜製程、除膠製程至化銅製程或除膠製程至化銅製程之連續化製程，用以解決先前技術水平生產線容易產生藥水槽間的偶發性串水之問題，進而避免降低藥劑的濃度之功效增進。

本發明之再一目的，係在於提供一種退膜、除膠、化銅三合一或除膠、化銅二合一方法及其系統，其印刷電路板的表面以非接觸輸送於退膜製程、除膠製程至化銅製程或除膠製程至化銅製程之連續化製程，用以解決先前技術印刷電路板之表面接觸到輸送結構而不利於製程之問題，進而提升製程效率之功效增進。

為達上述目的，本發明採用之技術手段，其步驟包含:(a).提供一印刷電路板，該印刷電路板的表面具有一銅層，該銅層的表面進行粗糙化處理形成一膜，且該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣；以及(b).依序整合一退膜製程、一除膠製程及一化銅製程，且該退膜製程提供一具有膜剝除劑之微蝕液，令該印刷電路板先經過該退膜製程進行第一次微蝕而同時剝除該膜，又接續經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。該退膜製程至少包括第一次微蝕與該除膠製程至少包括膨鬆，使該膨鬆前可新增該第一次微蝕。

為達上述目的，本發明採用之技術手段包含:複數槽，各該槽依序整合一退膜製程、一除膠製程及一化銅製程，且該退膜製程提供一具有膜剝除劑之微蝕液；藉此，提供一印刷電路板，該印刷電路板的表面具有一銅層，該銅層的表面進行粗糙化處理形成一膜，且該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣，令該印刷電路板先經過該退膜製程進行第一次微蝕而同時剝除該膜，又接續經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。該退膜製程至少包括第一次微蝕與該除膠製程至少包括膨鬆，而該第一次微蝕對應其中一個槽為第一微蝕槽與該膨鬆對應其中另一個槽為膨鬆槽，使該膨鬆槽前可新增該第一微蝕槽。

依據前揭特徵，更可包括一輸送線，該輸送線可夾掛該印刷電路板，使該印刷電路板呈垂直，並將該印刷電路板垂直輸送於該退膜製程、該除膠製程至該化銅製程。

依據前揭特徵，該粗糙化處理採用棕化劑，使該膜為棕化膜，或採用粗糙化劑，使該膜為粗化膜。

依據前揭特徵，該微蝕液中包括3~8wt%硫酸、3~12wt%雙氧水、3~8wt%膜剝除劑及小於45g/L的銅離子含量。

依據前揭特徵，該第一次微蝕中的咬蝕量控制在10~50u"。

為達上述目的，本發明採用之技術手段，其步驟包含:(a).提供一印刷電路板，該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣；以及(b).依序整合一除膠製程及一化銅製程，經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。

為達上述目的，本發明採用之技術手段包含:複數槽，各該槽依序整合一除膠製程及一化銅製程；藉此，提供一印刷電路板，該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣，令該印刷電路板經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。

依據前揭特徵，更可包括一輸送線，該輸送線可夾掛該印刷電路板，使該印刷電路板呈垂直，並將該印刷電路板垂直輸送於該除膠製程至該化銅製程。

藉助上揭技術手段，本發明在該微蝕液中添加該膜剝除劑，讓第一次微蝕過程中棕化膜或粗化膜被同時除去，又整合該退膜製程、該除膠製程、該化銅製程或該除膠製程、該化銅製程在同一條生產線，再將該印刷電路板垂直輸送於該退膜製程、該除膠製程至該化銅製程或該除膠製程至該化銅製程之連續化製程，並以該印刷電路板的表面以非接觸輸送於該退膜製程、該除膠製程至該化銅製程或該除膠製程至該化銅製程之連續化製程，進而避免除膠槽的藥劑被污染、提升生產效率、經濟效益、產品良率及產線可靠度、避免降低藥劑的濃度、提升製程效率之功效增進。

首先，請參閱圖3A~圖5B所示，本發明一種退膜、除膠、化銅三合一方法，亦能防除膠污染，其步驟包含：(a).提供一印刷電路板50，該印刷電路板50的表面具有一銅層51，該銅層51的表面進行粗糙化處理形成一膜52，且該印刷電路板50經由雷射鑽孔而產生至少一孔53與多餘一膠渣54，在本實施例中，該粗糙化處理採用棕化劑，使該膜52為棕化膜，或採用粗糙化劑，使該膜52為粗化膜，其目的在於讓該印刷電路板50的表面更利於雷射能量匯集，提高鑽孔效率，節省雷射能量，降低該孔53為盲孔的孔型不良及增加該孔53為盲孔的孔型真圓度，如圖3A、圖3C所示。

(b).依序整合一退膜製程62、一除膠製程63及一化銅製程64，且該退膜製程62提供一具有膜剝除劑之微蝕液，令該印刷電路板50先經過該退膜製程62進行微蝕而同時剝除該膜52，又接續經過該除膠製程63而去除該膠渣54，再接續經過該化銅製程64而對該孔53沉積一層薄薄之化學銅531，同時完成該銅層51的減薄與該膜52的除去，以免其污染除膠槽的藥劑，如圖3B、圖3C所示。

或者，一種除膠、化銅二合一方法，其步驟包含:(a).提供一印刷電路板50，該印刷電路板50經由雷射鑽孔而產生至少一孔53與多餘一膠渣54；以及(b).依序整合一除膠製程63及一化銅製程64，經過該除膠製程63而去除該膠渣54，再接續經過該化銅製程64而對該孔沉積一層薄薄之化學銅531。

如圖4A、圖4B及圖4C所示，其複數槽N，各該槽N依序整合一退膜製程62、一除膠製程63及一化銅製程64或一除膠製程63及一化銅製程64之連續化製程，形成一個系統，在本實施例中，該退膜製程62依序包括第一次微蝕、第一次水洗，而對應各該槽N依序為第一微蝕槽、第一水洗槽；該除膠製程63依序包括膨鬆、第二次水洗、除膠、第三次水洗、中和、第四次水洗、第二次微蝕、第五次水洗，而對應各該槽N依序為膨鬆槽、第二水洗槽、除膠槽、第三水洗槽、中和槽、第四水洗槽、第二微蝕槽、第五水洗槽；該化銅製程64依序包括整孔、第六次水洗、第三次微蝕、第七次水洗、預浸、活化、第八次水洗、速化、第九次水洗、化銅、熱水洗、第十次水洗，而對應各該槽N依序為整孔槽、第六水洗槽、第三微蝕槽、第七水洗槽、預浸槽、活化槽、第八水洗槽、速化槽、第九水洗槽、化銅槽、熱水洗槽、第十水洗槽，如此一來，該退膜製程62至少包括第一次微蝕與該除膠製程63至少包括膨鬆，而該第一次微蝕對應其中一個槽N為第一微蝕槽與該膨鬆對應其中另一個槽N為膨鬆槽，使該膨鬆槽前可新增該第一微蝕槽，但不限定於此。

承上，經整合該退膜製程62、該除膠製程63及該化銅製程64三合一或該除膠製程63及該化銅製程64二合一之連續化製程，可配合自動放板61、吹乾65、烘乾66及自動收板67形成一生產線60，使該退膜製程62、該除膠製程63、該化銅製程64或該除膠製程63、該化銅製程64工藝連續化，不僅提高了生產效率，還避免了該印刷電路板50在不同生產線之間搬運而導致的刮傷風險。

進一步，更可包括一輸送線70，該輸送線70可夾掛該印刷電路板50，使該印刷電路板50呈垂直，並將該印刷電路板50垂直輸送於該退膜製程62、該除膠製程63至該化銅製程64或該除膠製程63至該化銅製程64之連續化製程，使得該印刷電路板50的盲孔與通孔的非導體表面沉積一層可導電的化學銅，而後經過電解銅離子的方式給孔內與表面鍍上客戶需求規格的銅厚，實現不同層別的線路導通，且該輸送線70能夠讓該印刷電路板50始終呈垂直狀態，而該印刷電路板50的表面以非接觸輸送，因此，該表面基本不會受到阻擋而影響處理效果，也方便沖洗，在本實施例中，該輸送線70包括傳動帶71、傳動輪72、馬達73及夾具74，亦可升降輸送、水平輸送，主要在於輸送該印刷電路板50至各該槽N進行連續化製程，且該輸送線70可為鏈條輸送線、氣動輸送線、液壓輸送線、電動輸送線、油壓輸送線、導軌輸送線或其他可實現升降輸送、水平輸送之輸送線，但不限定於此。

進一步，該微蝕液中包括3~8wt%硫酸、3~12wt%雙氧水、3~8wt%膜剝除劑及小於45g/L的銅離子含量，或該微蝕液中包括5±2wt%硫酸、4±1wt%雙氧水、4±1wt%膜剝除劑及小於40g/L的銅離子含量，按照經驗，該微蝕液以這樣的配方能讓該印刷電路板50的處理效果比較理想。該第一次微蝕中的咬蝕量控制在10~50u"或10~15u"，而u"單位意思為micro-inch。這個咬蝕量可以確保棕化膜或粗化膜被完全剝除，又防止銅厚太薄而導致斷路問題。如圖5A所示，在未使用該微蝕液而該膜52未退時，直接進入該除膠製程63與該化銅製程64的藥水槽，使該膜52與藥水反應後，亦造成該印刷電路板50之表面的部分區域硬化，而無法去除，接著，該印刷電路板50經過電鍍製程、曝光製程至蝕刻製程後，而在該印刷電路板50之表面呈現複數線路55，但在硬化區域出現抗蝕刻，形成一異常點56，反之，如圖5B所示，在使用該微蝕液而該膜52退時，直接進入該除膠製程63與該化銅製程64的藥水槽，而該印刷電路板50之表面無殘留硬化物，接著，該印刷電路板50經過電鍍製程、曝光製程至蝕刻製程後，而在該印刷電路板50之表面呈現複數線路55，未見有抗蝕刻的異常現象。

基於如此構成，本發明整合該退膜製程62、該除膠製程63及該化銅製程64三合一之連續化製程後，節省人力、物料及設備之成本，而提升經濟效益，如下表所述:

項目	整合前	整合後	差異
人力 (每條生產線的白班2人、夜班2人)	12人	4人	8人
物料 (退膜製程用水量)	19.8T(ton)	6.6T(ton)	13.2T(ton)
設備 (收放板機)	6台	2台	4台

以上所述的僅是本發明的一些實施方式。對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。

50:印刷電路板 51:銅層 52:膜 53:孔 531:化學銅 54:膠渣 55:線路 56:異常點 60:生產線 61:自動放板 62:退膜製程 63:除膠製程 64:化銅製程 65:吹乾 66:烘乾 67:自動收板 70:輸送線 71:傳動帶 72:傳動輪 73:馬達 74:夾具 N:槽 a~b:步驟

圖1A係習用印刷電路板的雷射鑽孔之示意圖。圖1B係習用印刷電路板的退膜製程之示意圖。圖1C係習用印刷電路板的除膠製程之示意圖。圖1D係習用印刷電路板的化銅製程之示意圖。圖2A係習用第一生產線之示意圖。圖2B係習用第二生產線示意圖。圖2C係習用第三生產線之示意圖。圖3A係本發明印刷電路板的雷射鑽孔之示意圖。圖3B係本發明印刷電路板在同一條生產線完成退膜、除膠、化銅之示意圖。圖3C係本發明印刷電路板進行雷射鑽孔、退膜、除膠及化銅之流程圖。圖4A係本發明整合退膜製程、除膠製程、化銅製程之示意圖。圖4B係本發明印刷電路板垂直輸送於退膜製程至除膠製程之示意圖。圖4C係本發明印刷電路板垂直輸送於除膠製程至化銅製程之示意圖。圖5A係本發明印刷電路板未退膜而經過電鍍製程、曝光製程及蝕刻製程後之金相圖。圖5B係本發明印刷電路板退膜而經由電鍍製程、曝光製程及蝕刻製程後之金相圖。

a~b:步驟

Claims

一種退膜、除膠、化銅三合一方法，其步驟包含: (a).提供一印刷電路板，該印刷電路板的表面具有一銅層，該銅層的表面進行粗糙化處理形成一膜，且該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣；以及 (b).依序整合一退膜製程、一除膠製程及一化銅製程，且該退膜製程提供一具有膜剝除劑之微蝕液，令該印刷電路板先經過該退膜製程進行第一次微蝕而同時剝除該膜，又接續經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。
如請求項1所述之退膜、除膠、化銅三合一方法，更包括一輸送線，該輸送線可夾掛該印刷電路板，使該印刷電路板呈垂直，並將該印刷電路板垂直輸送於該退膜製程、該除膠製程至該化銅製程。
如請求項1所述之退膜、除膠、化銅三合一方法，其中，該粗糙化處理採用棕化劑，使該膜為棕化膜，或採用粗糙化劑，使該膜為粗化膜。
如請求項1所述之退膜、除膠、化銅三合一方法，其中，該微蝕液中包括3~8wt%硫酸、3~12wt%雙氧水、3~8wt%膜剝除劑及小於45g/L的銅離子含量。
如請求項1所述之退膜、除膠、化銅三合一方法，其中，該第一次微蝕中的咬蝕量控制在10~50u"。
如請求項1所述之退膜、除膠、化銅三合一方法，其中，該退膜製程至少包括第一次微蝕與該除膠製程至少包括膨鬆，使該膨鬆前可新增該第一次微蝕。
一種退膜、除膠、化銅三合一系統，包含: 複數槽，各該槽依序整合一退膜製程、一除膠製程及一化銅製程，且該退膜製程提供一具有膜剝除劑之微蝕液；藉此，提供一印刷電路板，該印刷電路板的表面具有一銅層，該銅層的表面進行粗糙化處理形成一膜，且該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣，令該印刷電路板先經過該退膜製程進行第一次微蝕而同時剝除該膜，又接續經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。
如請求項7所述之退膜、除膠、化銅三合一系統，更包括一輸送線，該輸送線可夾掛該印刷電路板，使該印刷電路板呈垂直，並將該印刷電路板垂直輸送於該退膜製程、該除膠製程至該化銅製程。
如請求項7所述之退膜、除膠、化銅三合一系統，其中，該粗糙化處理採用棕化劑，使該膜為棕化膜，或採用粗糙化劑，使該膜為粗化膜。
如請求項7所述之退膜、除膠、化銅三合一系統，其中，該微蝕液中包括3~8wt%硫酸、3~12wt%雙氧水、3~8wt%膜剝除劑及小於45g/L的銅離子含量。
如請求項7所述之退膜、除膠、化銅三合一系統，其中，該第一次微蝕中的咬蝕量控制在10~50u"。
如請求項7所述之退膜、除膠、化銅三合一系統，其中，該退膜製程至少包括第一次微蝕與該除膠製程至少包括膨鬆，而該第一次微蝕對應其中一個槽為第一微蝕槽與該膨鬆對應其中另一個槽為膨鬆槽，使該膨鬆槽前可新增該第一微蝕槽。
一種除膠、化銅二合一方法，其步驟包含: (a).提供一印刷電路板，該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣；以及 (b).依序整合一除膠製程及一化銅製程，經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。
如請求項13所述之除膠、化銅二合一方法，更包括一輸送線，該輸送線可夾掛該印刷電路板，使該印刷電路板呈垂直，並將該印刷電路板垂直輸送於該除膠製程至該化銅製程。
一種除膠、化銅二合一系統，包含: 複數槽，各該槽依序整合一除膠製程及一化銅製程；藉此，提供一印刷電路板，該印刷電路板經由雷射鑽孔而產生至少一孔與多餘一膠渣，令該印刷電路板經過該除膠製程而去除該膠渣，再接續經過該化銅製程而對該孔沉積一層薄薄之化學銅。
如請求項15所述之除膠、化銅二合一系統，更包括一輸送線，該輸送線可夾掛該印刷電路板，使該印刷電路板呈垂直，並將該印刷電路板垂直輸送於該除膠製程至該化銅製程。