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FPC的卷对卷生产等离子体清洗与微蚀刻工序简析

发布日期:2021-09-09 00:00 来源:http://www.atv-corp.com 点击:

FPC的卷对卷生产等离子体清洗与微蚀刻工序简析


一、 背景

为了提升软板生产的自动化水平,一线软板厂家都采用了卷对卷软板生产线,包括卷对卷紫外激光钻孔,卷对卷等离子体清洗,卷对卷微蚀刻等等。


但是,行业内为什么要采用卷对卷等离子体清洗,卷对卷微蚀刻线?很多人并不清楚。线路板领域很多创新都是设备与材料供应商完成的,笔者进入激光行业21年,线路板行业5年,笔者试图以激光为工具,进行一些线路板领域的创新。例如,武汉铱科赛科技提供卷对卷收放卷料机和激光钻孔机,采用理论上具备盲孔钻孔最高可靠性通孔盲孔一次加工法。


二、 必要性分析与现有解决方案

单光束紫外激光旋切钻孔过程,可以分解为以下步骤:


1、单光束旋切上层铜

激光旋切汽化上层铜的过程中,虽然伴有熔化铜的过程,此时由于没有PI层的参与,因此不会产生铜碳合金,如果此时直接进行电镀,则不会存在铜碳合金黑线,这个过程,不需要卷对卷等离子体清洗工序,也不需要卷对卷微蚀刻工序。


2、单光束旋切中间PI层与下层铜

单光束激光旋切汽化下层铜的过程中,上层铜孔内侧壁与下层铜孔内侧壁一定伴随着熔铜的过程,熔铜的熔池深度与紫外激光的脉冲宽度和激光聚焦状态有关,第一相关因素是激光脉冲宽度,脉冲宽度越宽,熔池深度越宽,不同脉冲宽度激光熔铜熔池深度数据,如感兴趣,可与作者联系。至于激光聚焦状态,这是次要影响关联因素。


此时由于存在PI层的参与,PI在激光旋切过程中产生碳粉,碳粉落入上层铜孔内侧壁熔池,也会落入下层铜孔内侧壁熔池,产生铜碳合金,铜碳合金的厚度就是熔池深度。如果此时直接进行电镀,就会存在铜碳合金黑线,要清除这个铜碳合金,需要设置卷对卷微蚀刻工序,因为铜碳合金属于导电合金,等离子清洗是清除不掉的。


想象一下,采用棍子扫地,而不是扫把扫地,棍子扫地是扫不干净的,单光束钻孔激光在旋切钻孔,孔内“上层铜+中间PI+下层铜”旋切落下,会有残胶或者说残存的PI(含变性PI)粘附在孔壁或者孔内,这种残渣必须在微蚀刻工序之前采用等离子体清洗工序清除,否则它会阻挡微蚀刻药水蚀刻残渣下方覆盖的铜碳合金。


总之,单光束激光无胶铜箔钻孔,必须采用等离子体清洗工序清除残存PI,微蚀刻工序清除铜碳合金。


有人会问,为何机械钻孔不需要采用这两道工序啊?


回答是:(1)不采用等离子体清洗的原因:机械钻孔钻针是一个实体,孔内不会残存PI,激光钻孔则会残存PI,就像房子里面有灯光,我们依然可以坐在房间里面,如房间里面堆满稻谷,我们是进不去房间的;(2)不采用微蚀刻的原因:机械钻孔不会产生铜碳合金,激光钻孔肯定产生。


三、解决方案

不论是等离子清洗钻孔残渣工序,还是微蚀刻清除铜碳合金工序,它们有一个共同点,清除的对象都含碳,且碳原子都来自无胶铜箔材料的PI层。如果不是这些碳原子,例如双面无胶铜箔机械钻孔,等离子体清洗工序和微蚀刻工序都可以取消,这样可以减少软板生产领域两个头疼的工序。




以50微米通孔钻孔为例:


第一步,50微米钻孔表层铜揭盖


 第二步,50微米钻孔中间PI清洗干净

第三步 50微米盲孔钻穿为通孔,洁净钻孔不堵孔
采用复合激光配合,将盲孔孔底切穿,此刻由于孔内干净,不存在残留PI及其残渣,因此,激光在旋切盲孔孔底下层铜,不会在通孔孔内上层铜和下层铜侧壁形成铜碳合金,到这一步,微蚀刻工序已经没有存在的必要,可能存在的极小概率超薄铜碳合金,也会在黑孔工序里面的微蚀刻过程清除掉。即使还有微量的铜碳合金没有清除掉,也没有关系,给出一个基本的概念,铁和钢有啥区别?钢就是铁里面含碳的铁碳合金,含碳量不同分为低碳钢,中碳钢,高碳钢,因此如果含有极少量的铜碳合金,也是没有问题的,毕竟通孔是铆接结构。

五、总结

最后,对于双面无胶铜箔软板通孔生产,根据本文内容分析总结如下:


1、 机械钻孔,无需等离子体清洗工序和专门的微蚀刻工序;


2、 单光束激光钻孔,必须配置等离子体清洗工序和专门的微蚀刻工序;

爱特维是一家集设计、研发,生产,销售、售后为一体的等离子系统解决方案供应商。作为国内领先的等离子设备制造企业,公司拥有由多位资深工程师组成的专业研发团队,配备有完善的研发实验室,与多所顶级院校及科研单位开展合作,取得多项自主知识产权和国家发明专利。现已通过ISO9001质量管理体系、CE、高新技术企业等多项认证。可为客户提供真空式、大气式、多系列标准机型及特殊定制服务。以卓越的品质,满足不同客户的工艺及产能需求。

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