專利名稱：除膠量的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印制電路板制作領(lǐng)域，尤其涉及一種除膠量的測試方法。
背景技術(shù)：
在雙面及多層PCB板的通孔加工過程中，為去除通孔的孔壁鉆污及膠渣，在鉆孔后、PTH (也稱沉銅)前一般均會采用除鉆污工藝，即業(yè)界所稱的“除膠(desmear)”工藝。陳智棟等在《去鉆污的方法》中提到了去除通孔孔壁鉆污的方法有濃硫酸法、鉻酸法、等離子體法以及堿性高錳酸鹽法等。目前，PCB業(yè)界主要采用堿性高錳酸鹽法，其主要包括如下三道工序(I)溶脹，(2)粗化，即業(yè)界常稱“除膠”，也稱“凹蝕”，(3)中和。現(xiàn)行PCB板的加工工藝流程為覆銅箔基板一開料一鉆孔一除膠一PTH (也稱沉銅)一電鍍。 除膠工藝的質(zhì)量直接影響PCB產(chǎn)品的品質(zhì)。一方面,除膠(desmear)強(qiáng)度不夠,容易造成孔銅附著力欠佳進(jìn)而導(dǎo)致孔銅分離問題、鉆污去除不凈導(dǎo)致ICD(內(nèi)層銅與孔銅連接不良)等問題。其中，楊波等人在《PCB孔壁分離的影響因素分析及改善措施》中提到除膠工藝對大孔及不規(guī)則孔的孔壁的孔銅分離問題的影響，蘇培濤等人在《去鉆污及化學(xué)銅對ICD影響的試驗(yàn)和評估》中提到除膠工藝對ICD問題的影響。另一方面，除膠(desmear)強(qiáng)度過大，容易造成樹脂凹縮、孔壁粗糙度過大等問題。故而在除膠工藝控制中需要較好地控制除膠量。對于除膠工藝中的除膠量控制，PCB業(yè)界常利用制作FA實(shí)驗(yàn)板(俗稱首板)的方法進(jìn)行評估，即先將小批量覆銅箔基板經(jīng)歷PCB加工的全流程加工制作成PCB成品，然后對PCB成品進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，如平磨、豎磨切片觀察孔壁粗糙度、凹蝕量、燈芯效應(yīng)、內(nèi)層銅環(huán)接連等情況，以及從FA實(shí)驗(yàn)板中破壞性取樣浸泡于錫爐中的熱沖擊測試等。該種FA實(shí)驗(yàn)板檢測除膠工藝質(zhì)量水平的方法，耗時非常長，且物料消耗較大。因此，在PCB制作過程的除膠工藝日常監(jiān)控方面，在FA實(shí)驗(yàn)板評估完成后，各廠家會利用“除膠量”，也稱“除鉆污量”，測試來進(jìn)行監(jiān)控，以識別除膠工藝的波動性和異常點(diǎn)，以評判除膠工藝是否受控。正如陸通貴等人在《除鉆污對厚銅板品質(zhì)的影響》中采用的方法一樣，目前業(yè)界PCB廠家一般采用IOcmXlOcm的覆銅箔基板樣品蝕刻后制得的“ IOcmX 10cm”的樹脂片進(jìn)行除膠量測試，其步驟一般為( I)準(zhǔn)備覆銅箔基板樣品；(2)對上述樣品蝕刻后制得(也俗稱樹脂片)；(3)將上述光板樣品烘烤后,進(jìn)行稱重為Wl ；(4)將光板樣品經(jīng)過除膠工藝，然后取出；(5)將除膠后的光板樣品烘烤后,進(jìn)行稱重為W2 ；(6)計(jì)算除膠量為(W1_W2)/A，其中A為光板樣品未被銅箔覆蓋區(qū)域的總面積(即包括四周側(cè)邊和上下表面的面積，因四周側(cè)邊面積較少，在《除鉆污對厚銅板品質(zhì)的影響》文中，直接采用上下表面的面積之和200cm2計(jì)算)。
采用上述除膠量測試的方法，其測試的除膠量為樹脂片表層的整幅板面的樹脂被咬蝕的去除量，與PCB除膠工藝去孔壁的鉆污及膠渣的實(shí)際情形不相符，同時也沒有考慮到鉆孔工藝對除膠量的影響。然而，實(shí)際上鉆孔工藝對除膠量的影響巨大，因而采用該方法進(jìn)行除膠量測試結(jié)果來監(jiān)控除膠工藝流程時，會出現(xiàn)除膠量雖然在控制范圍，但也有一定小比例出現(xiàn)因除膠過大、或除膠量偏小等產(chǎn)生的成品不合格的問題。此外，該種現(xiàn)有方法進(jìn)行除膠量測試，測試的除膠前后的重量差非常小，一般僅
O.05%_1%，經(jīng)過除膠工藝后的光板樣品表層樹脂已經(jīng)為膨松狀態(tài)，在實(shí)驗(yàn)的操作過程中容易被觸碰、刮花等而出現(xiàn)基板樹脂的掉落，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動性較大，測試誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種除膠量的測試方法，其可以避免除膠量測試結(jié)果顯示在控制范圍內(nèi)，但成品卻有一定比例因除膠過大、或除膠量偏小等產(chǎn)生的不合格問題，從而提高成品合格率；同時，該測試方法的測試誤差小、數(shù)據(jù)波動性更小且測試結(jié)果更 為準(zhǔn)確。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種除膠量的測試方法，包括以下步驟(I)準(zhǔn)備覆銅箔基板樣品；(2)在樣品厚度方向上鉆一定數(shù)量的孔；(3)對上述鉆孔后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為Wl ；(4)對上述經(jīng)鉆孔和烘烤處理后的樣品進(jìn)行除膠工藝處理，然后取出；(5)對除膠后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為W2 ；(6)計(jì)算除膠量為(W1_W2)/A，其中A為樣品經(jīng)鉆孔后未被銅箔覆蓋的基材區(qū)域的總面積，包括孔內(nèi)樹脂裸露的面積和樣品四周外側(cè)樹脂裸露的面積。所述步驟(2 )中，所述孔包括一定數(shù)量的大孔1個以上的孔徑在2. 0mm-50mm的通孔；一定數(shù)量的不規(guī)則孔1個以上的截面尺寸為O. 5^3. 0mmX3^20mm的槽形孔；一定數(shù)量的密集孔XXY個通孔，X、Y彡3的整數(shù)；孔徑彡O. 15mm,孔心距^ O. 3mm ;一定數(shù)量的排孔xxy個通孔，X、y彡2的整數(shù)；孔徑彡O. 15mm,孔心距彡O. 3_。所述步驟(2)中，所述孔還包括一定數(shù)量的盲孔MXN個盲孔，M、N ^ 2的整數(shù)，所述盲孔的孔徑為O. 05-0. 2mm,孔深為O. 010-0. 100mm。所述盲孔鉆設(shè)于樣品的單面或雙面。所述步驟(2)中，所述孔還包括一定數(shù)量的調(diào)整通孔和調(diào)整盲孔；所述調(diào)整通孔孔徑> O. 15mm,孔心距> O. 3mm ;所述調(diào)整盲孔孔徑為O. 05-0. 2mm,孔深為
O.010-0. 100mm。所述步驟(4)包括如下步驟溶脹、除膠及中和。所述步驟(I)中覆銅箔基板樣品厚度大于等于O. Imm且小于等于10mm。所述步驟(3)、(5)中，烘烤溫度為105_180°C，烘烤時間為5-240分鐘。所述步驟(3)、(5)中，烘烤溫度為105-150°C，烘烤時間為15-60分鐘。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的除膠量的測試方法，通過采用覆銅箔基板樣品鉆孔后進(jìn)行除膠量測試，首先，該除膠量的測試方法不需要進(jìn)行PCB全流程的首板制作來評估其除膠工藝的質(zhì)量水平，可以直接對進(jìn)行除膠量測試的樣品進(jìn)行研磨切片、熱沖擊等分析評估，可以減少物料的消耗，具體地，可以直接對除膠量測試樣品的“密集孔”、“排孔”、“盲孔”、“大孔”及“槽型孔”等代表性孔型分布區(qū)域進(jìn)行切片分析和SEM分析，可以同步、快速地評價樣品的除膠效果，可以一次性對除膠量過大導(dǎo)致的密集孔燈芯問題、對除膠量過小的大孔孔銅分離問題及盲孔的孔銅附著力等問題進(jìn)行評價，進(jìn)而反饋除膠工藝是否受控；其次，該除膠量的測試方法可以避免除膠量測試結(jié)果顯示在控制范圍內(nèi)，但成品卻有一定比例因除膠過大、或除膠量偏小等產(chǎn)生的不合格問題，從而提高成品合格率，本發(fā)明方法對除膠工藝的模擬更為接近生產(chǎn)的實(shí)際情況，考慮到了鉆孔工藝對除膠量的影響，故而也有利于各PCB廠家依據(jù)自身的鉆孔工藝能力來確定除膠量的管控范圍；最后，樣品表面的樹脂因有銅箔的保護(hù)而降低在測試過程中受到的非預(yù)期的觸碰、刮花等影響，從而測試誤差小，數(shù)據(jù)波動性更小，測試更為準(zhǔn)確；同時，其測試的除膠量的數(shù)值可以放大約3-10倍，從而加大測試的分辨力。
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。附圖中，圖I為本發(fā)明除膠量的測試方法的流程示意圖；圖2為除膠工藝的流程示意圖；圖3為本發(fā)明的鉆孔的區(qū)域分布示意圖。圖4為實(shí)施例2的鉆孔的區(qū)域分布示意圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖I至圖4，本發(fā)明提供一種除膠量的測試方法，包括下述步驟( I)準(zhǔn)備覆銅箔基板樣品；(2)在樣品厚度方向上鉆一定數(shù)量的孔；(3)對上述鉆孔后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為Wl ；(4)對上述經(jīng)鉆孔和烘烤處理后的樣品進(jìn)行除膠工藝處理，然后取出；(5)對除膠后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為W2 ；(6)計(jì)算除膠量為(W1_W2)/A，其中A為樣品經(jīng)鉆孔后未被銅箔覆蓋的基材區(qū)域的總面積，包括孔內(nèi)樹脂裸露的面積和樣品四周外側(cè)樹脂裸露的面積。所述步驟(I)中覆銅箔基板樣品厚度彡O. 1mm。更進(jìn)一步地,所述步驟(I)中覆銅箔基板樣品厚度彡O. 5mm。更進(jìn)一步地,所述步驟(I)中覆銅箔基板樣品厚度為I. (Γ3. 0mm。所述步驟(I)中，覆銅箔基板樣品的板面尺寸大小為IOcmX 10cm。所述步驟(2 )中，所述孔包括
一定數(shù)量的大孔1個以上的孔徑在2. 0mm-50mm的通孔，該一定數(shù)量的大孔集中形成大孔區(qū)域；一定數(shù)量的不規(guī)則孔I個以上的截面尺寸為O. 5^3. 0mmX3^20mm的槽形孔，該一定數(shù)量的不規(guī)則孔集中形成不規(guī)則孔區(qū)域；
一定數(shù)量的密集孔XXY個通孔，X、Y彡3的整數(shù)；孔徑彡O. 15mm,孔心距彡O. 3mm,該一定數(shù)量的密集孔集中形成密集孔BGA區(qū)域；一定數(shù)量的排孔xxy個通孔，X、y彡2的整數(shù)；孔徑彡O. 15mm,孔心距彡O. 3mm,該一定數(shù)量的排孔集中形成排孔區(qū)域；所述步驟(2)中，所述孔還包括一定數(shù)量的盲孔:MXN個盲孔，M、N彡2的整數(shù)；孔徑為O. 05-0. 2mm，孔深為O. 010-0. IOOmm ;所述盲孔鉆設(shè)于樣品的單面或雙面，該一定數(shù)量的盲孔集中形成盲孔區(qū)域。所述步驟(2)中，所述孔還可以包括一定數(shù)量的調(diào)整通孔和調(diào)整盲孔；所述調(diào)整通孔孔徑> O. 15mm,孔心距> O. 3mm ;所述調(diào)整盲孔孔徑為O. 05-0. 2mm,孔深為
O.010-0. IOOmm ;該一定數(shù)量的調(diào)整通孔和調(diào)整盲孔集中形成調(diào)整孔區(qū)域。所述步驟(4)具體包括溶脹、除膠及中和步驟。所述步驟(3)、(5)中，烘烤溫度為105_180°C，優(yōu)選為105_150°C ;烘烤時間為5-240分鐘，優(yōu)選為15-60分鐘。茲將本發(fā)明通過如下實(shí)施例作進(jìn)一步解釋和說明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。實(shí)施例I準(zhǔn)備廣東生益科技股份有限公司覆銅箔基板S1141樣品，規(guī)格1. 601/1，樣品尺寸為長10cm、寬10cm、不包括銅箔的基板厚度為I. 60mm ；在樣品厚度方向上進(jìn)行鉆孔120x130個直徑為O. 03cm的通孔和20個直徑為
O.Icm的通孔；對鉆孔后的樣品進(jìn)行烘烤150°C /0. 5hr處理，然后進(jìn)行稱重為Wl=33. 223g ；對經(jīng)鉆孔和烘烤處理后的樣品進(jìn)行除膠處理，然后取出得到光板樣品；對除膠后所得到的光板樣品進(jìn)行烘烤150°C /0.5hr處理，然后進(jìn)行稱重為W2=33. 083g；計(jì)算除膠量(ffl-W2)/A=(33.223-33. 083) X 1000/(120x 130x π x0. 03x0. 16+20X 3i xO. 1X0. 16+10x0. 16x4)=0.58mg/cm2。實(shí)施例2準(zhǔn)備廣東生益科技股份有限公司覆銅箔基板S1141樣品，規(guī)格1. 601/1，樣品尺寸為長10cm、寬10cm、不包括銅箔的基板厚度為I. 60mm ；在樣品厚度方向上進(jìn)行鉆孔，包括大孔區(qū)域(P為孔心距)φ 2. 0mm, P=4. 0mm, 10 孔，2 排；φ 3. 0mm, P=5. 0mm, 8 孔，2 排；φ 4. 0mm, P=6. 0mm, 6 孔，2 排；
φ 5. 0mm, Ρ=7· 0mm, 5 孔，2 排；不規(guī)則孔區(qū)域Φ I. 0X5. 0，P=IO. 0mm，4 孔，2 排；Φ I. 6X6. 4，Ρ=10· 0mm，4 孔，2 排；Φ2· 0X7. 5，Ρ=10· 0mm，4 孔，2 排；密集孔區(qū)域φ O. 25mm, P=O. 5Omm, 10 X 10 孔，2 排；φ O. 25mm, Ρ=0· 65mm, 10 X 10 孔，2 排；
φ O. 3Omm, Ρ=0· 8Omm, 10 X 10 孔，2 排；φ O. 30mm, Ρ=1· 00mm, 10 X 10 孔，2 排；φ O. 30mm, Ρ=1· 20mm, 10 X 10 孔，2 排；排孔區(qū)域Φ O. 25mm, P=L Omm, 80 孔，4 排；φ O. 50mm, Ρ=2· 0mm, 40 孔，2 排；盲孔區(qū)域φ O. 10mm, Ρ=0· 25mm, Η=0· 08mm, 160 孔，4 排；φ O. 10mm, Ρ=0· 25mm, Η=0· 05mm, 160 孔，4 排；本實(shí)施例中未設(shè)置由調(diào)整通孔和調(diào)整盲孔構(gòu)成的調(diào)整孔區(qū)域。對上述鉆孔后的樣品進(jìn)行烘烤150°C /0. 5hr處理，然后進(jìn)行稱重為Wl=34. 6152g ；對經(jīng)鉆孔和烘烤處理后的樣品進(jìn)行除膠處理；對除膠后所得到的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為W2=34. 5899g ；計(jì)算面積
I宇號區(qū)域面IR
1大孔區(qū)域A 尸 2Χ10ΧπΧ0.2Χ0.16+2Χ8ΧπΧ0.3Χ0.16+2Χ6ΧπΧ
0.4Χ0.16+2Χ5ΧπΧ0.5Χ0.16
2不規(guī)則孔區(qū)域A2=2X4X CjtXO.IX0.16+0.5X0.16) +2X4X (πΧ0.16Χ
0.16+0.64 X 0.16) +2 X 4 X (π X 0.2 X Cl. 16+0.75 X Cl. 16 )
3密集孔 BGA 區(qū)域 Α3=2Χ10Χ10ΧπΧ0.025Χ0.16Χ2+2Χ10Χ10ΧπΧ0.03Χ
0.16X3
4排孔區(qū)域Α4=4Χ8ΟΧπΧ0.Ο25ΧΟ.Ι6+4Χ4ΟΧπΧΟ.Ο5ΧΟ.16
5盲孔區(qū)域Α5=4Χ160ΧπΧ0.01Χ0.008+4Χ160ΧπΧ0.0052+4Χ160Χ
π X 0.01 X 0.005+4 X 160 X π X 0.0052
6樣品R周側(cè)邊A =10X0.16X4計(jì)算除膠量(ffl-W2)/A=(34. 6152-34. 5899) X 1000/ (A1+A2+A3+A4+A5+A6) =0. 5949mg/cm2。
上述除膠量的測試方法，采用覆銅箔基板樣品鉆孔后進(jìn)行除膠量測試，對除膠工藝的模擬更為接近生產(chǎn)的實(shí)際情況，評估了鉆孔工藝對除膠量的影響，從而有利于各PCB廠家依據(jù)自身的鉆孔工藝能力來評估除膠量的控制。同時，該除膠量的測試方法不需要進(jìn)行PCB全流程的首板制作來評估其除膠工藝的質(zhì)量水平，可以直接對進(jìn)行除膠量測試的樣品，進(jìn)行研磨切片、熱沖擊等分析評估，減少物料的消耗。另外，發(fā)明人針對鉆孔工藝對除膠量的影響進(jìn)行了深入研究，具體結(jié)果參見如下實(shí)際例子例I取覆銅箔基板板料(廣東生益科技股份有限公司，型號31141，規(guī)格1.601/1)分別制作樣品Γ7與樣品8 14，分別采用本發(fā)明除膠量的測試方法(鉆孔一烘烤稱重一除膠—烘烤稱重一計(jì)算除膠量)與現(xiàn)有的除膠量的測試方法(蝕刻一烘烤稱重一除膠一烘烤稱重一計(jì)算除膠量)，在某PCB廠同時進(jìn)行除膠量測試，其除膠量的測試結(jié)果對比如下表I所示表I.樣品1-7和樣品8-14的除膠量
權(quán)利要求
1.一種除膠量的測試方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)準(zhǔn)備覆銅箔基板樣品； (2)在樣品厚度方向上鉆一定數(shù)量的孔； (3)對上述鉆孔后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為Wl； (4)對上述經(jīng)鉆孔和烘烤處理后的樣品進(jìn)行除膠工藝處理，然后取出； (5)對除膠后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為W2； (6)計(jì)算除膠量為(Wl-W2)/A，其中A為經(jīng)鉆孔后樣品未被銅箔覆蓋的基材區(qū)域的總面積，包括孔內(nèi)樹脂裸露的面積和樣品四周外側(cè)樹脂裸露的面積。
2.如權(quán)利要求I所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述孔包括 一定數(shù)量的大孔1個以上的孔徑在2. 0mm-50mm的通孔； 一定數(shù)量的不規(guī)則孔1個以上的截面尺寸為O. 5^3. 0mmX3^20mm的槽形孔； 一定數(shù)量的密集孔XXY個通孔，Χ、Υ彡3的整數(shù)；孔徑彡O. 15mm，孔心距彡O. 3mm ； 一定數(shù)量的排孔xXy個通孔，x、y彡2的整數(shù)；孔徑彡O. 15mm,孔心距彡O. 3mm。
3.如權(quán)利要求I所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述孔還包括一定數(shù)量的盲孔MXN個盲孔，M、N彡2的整數(shù)；孔徑為O. 05-0. 2mm,孔深為O.010-0. IOOmm0
4.如權(quán)利要求3所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述盲孔鉆設(shè)于樣品的單面或雙面。
5.如權(quán)利要求I所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述孔還包括一定數(shù)量的調(diào)整通孔和調(diào)整盲孔；所述調(diào)整通孔孔徑彡O. 15mm，孔心距彡O. 3mm ;所述調(diào)整盲孔孔徑為O. 05-0. 2mm，孔深為O. 010-0. IOOmm0
6.如權(quán)利要求I所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(4)包括如下步驟溶脹、除膠及中和。
7.如權(quán)利要求I所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(I)中覆銅箔基板樣品厚度大于等于O. Imm且小于等于10mm。
8.如權(quán)利要求I所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(3)、(5)中，烘烤溫度為105-180°C，烘烤時間為5-240分鐘。
9.如權(quán)利要求8所述的除膠量的測試方法，其特征在于，所述步驟(3)、(5)中，烘烤溫度為105-150°C，烘烤時間為15-60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種除膠量的測試方法，其包括以下步驟(1)準(zhǔn)備覆銅箔基板樣品；(2)在樣品厚度方向上鉆一定數(shù)量的孔；(3)對上述鉆孔后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為W1；(4)對上述經(jīng)鉆孔和烘烤處理后的樣品進(jìn)行除膠工藝處理，然后取出；(5)對除膠后的樣品進(jìn)行烘烤處理，然后進(jìn)行稱重為W2；(6)計(jì)算除膠量為(W1-W2)/A，其中A為樣品經(jīng)鉆孔后未被銅箔覆蓋的基材區(qū)域的總面積，包括孔內(nèi)樹脂裸露的面積和樣品四周外側(cè)樹脂裸露的面積。本發(fā)明的除膠量的測試方法具有測試誤差小、數(shù)據(jù)波動性更小且測試結(jié)果更為準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N5/04GK102866078SQ20121032267
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者李龍飛, 鄒強(qiáng), 陳偉杰, 鄭軍, 于平 申請人:廣東生益科技股份有限公司