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1、目的：规范层压工序制程能力的管控。2、范围：适用于层压工序制程能力的管控。3、职责：3.1层压工序工艺工程师按规范要求管控该工序制程能力；3.2技术中心负责该规范的编制与更新。4、模块划分：序号规范模块内容1制程目标工序产品能力、设备能力、制程能力、产品类型及工艺流程2工序资源工序设备物料资源3基本原理工序药水反应机理、设备作用原理4工艺原则工序参数设定原则、生产控制原则及特殊产品要求5工艺维护工序维护保养内容方法和标准6制程监控工序制程监控内容及制程测试方法和标准7制程改善制程状态改善方法和途径8偏差处理规范和生产实际偏差的处理方法和途径。5、制程目标5.1产品能力：详见附件三《层压工序产品能力参数表》5.2设备能力：详见附件二《层压工序设备能力参数表》5.3制程能力：详见附件四《层压工序制程能力参数表》5.4产品类型和工艺流程产品类型工艺制作流程常规板来板→棕化→预叠→叠合→压合→X-Ray钻靶→铣边→出板内层底铜大于等于20Z板，盲孔板、高频板来板→棕化→烘板→预叠→叠合→压合→X-Ray钻靶→铣边→出板内层过电镀的板来板→烘板→棕化→烘板→预叠→叠合→压合→X-Ray钻靶→铣边→出板6、工序资源6.1设备资源：详见附件六《层压工序设备列表》6.2物料资源：详见附件五《层压工序物料列表》7、基本原理7.1棕化内层芯板经过棕化处理后，在铜面形成一层均匀的棕色有机金属膜，可增强铜面与半固化片的结合力，同时在高温压合过程中，阻止铜与半固化片的氨基发生反应。产品实现的基本原理有药水作用原理、设备作用原理等。7.1.1棕化反应机理7.1.1.1酸洗酸洗的主要作用是去除铜表面氧化物，中和残余退膜液，粗化铜面，保证稳定的微蚀、成膜及着色。酸洗段的主要成分为过硫酸钠（NaPS）、H2SO4。其反应机理如下：Cu+CuO+H2SO4+Na2S2O8→2CuSO4+Na2SO4+H2O影响酸洗效果的因素及影响趋势如下：序号影响因素具体影响1NaPS浓度NaPS浓度是影响酸洗段效果的主要影响因素，随着NaPS浓度的增大，微蚀量增大，NaPS浓度过高会影响内层铜厚及线宽的控制。2H2SO4浓度H2SO4浓度是影响酸洗效果的因素之一，H2SO4浓度过低，酸洗效果不佳会导致棕化不良。3温度根据阿伦尼乌斯方程：lnk=lnA-Ea/RT。其中k为速率常数，Ea为实验活化能，A为指数因子。当温度越高，速率常数越大，反应速率越大。但温度过高，又不利于药水控制与维护。4喷淋压力喷淋压力影响药水交换速率，喷淋压力过低，酸洗效果不佳会导致棕化不良。喷淋压力过高，易损伤板面。5时间除氧化物、微蚀需要一定的作用时间，酸洗时间过短，酸洗效果不佳会导致棕化不良。7.1.1.2碱洗碱洗的主要作用是去除铜表面的油污、手指印、轻微氧化物及抗蚀剂残渣。碱式除油剂主要成分为NaOH和H2O。其反应过程是利用热碱溶液对油脂的皂化作用和乳化作用来进行除油。影响碱洗效果的因素及趋势如下：序号影响因素具体影响1除油剂浓度除油剂浓度是影响碱洗段效果的主要影响因素，除油剂浓度过低，碱洗效果不佳会导致棕化不良。2温度温度对于碱洗段除油效果影响较大，温度升高虽有助于除油剂皂化作用和乳化作用的发挥，但随温度升高除油剂本身在高温下挥发并且除油剂中的表面活性剂将出现浊点，导致除油效果反而降低。3喷淋压力喷淋压力影响药水交换速率，喷淋压力过低，酸洗效果不佳会导致棕化不良。喷淋压力过高，易损伤板面。4时间除油需要一定的作用时间，碱洗时间过短，碱洗效果不佳会导致棕化不良。7.1.1.3水洗棕化线在酸洗、碱洗、棕化之后均有水洗段，主要目的是去除酸洗、碱洗、棕化缸在板面残留的药水，避免污染下一道工序。影响水洗效果的因素及趋势如下：序号影响因素具体影响1DI水电导率水洗用水必须具备一定的纯净度，即对电导率有要求，当电导率超过一定范围，则会带来离子污染。2水洗时间水洗需要一定的时间去作用，水洗时间不够，则无法去除板面残留药水，从而引起缸与缸之间的药水污染。3喷淋压力采用喷淋水洗主要是为了全面去除板面各个位置的残留药水，若水洗压力不当，则会导致局部区域水洗效果不佳，引发污染。7.1.1.4预浸预浸的主要作用是活化铜表面以利于棕化处理快速均匀，增强结合力。预浸段的主要成分为活化剂（成分为苯并三唑，乙二醇单异丙基醚和水）。影响预浸效果的因素及趋势如下：序号影响因素具体影响1活化剂浓度活化剂浓度是影响预浸段的主要影响因素，浓度过低，活化效果不佳会影响后续棕化效果。2温度根据阿伦尼乌斯方程：lnk=lnA-Ea/RT。其中k为速率常数，Ea为实验活化能，A为指数因子。当温度越高，速率常数越大，反应速率越大。但温度过高，又不利于药水控制与维护。3时间预浸活化需要一定的作用时间，预浸时间不够，活化效果不佳会影响后续棕化效果。7.1.1.5棕化棕化的主要作用是粗化铜面并在铜表面形成一层均匀的棕色有机金属转化膜以增强多层板内层结合力。棕化的主要成分为苯并三唑、硫酸和水。其反应机理如下：2Cu+H2SO4+H2O2+nA+nB→CuSO4+2H2O+Cu[A+B]n有机物A为：乙二醇单异丙基醚；其作用机理：1、参与半固化片环氧树脂聚合；2、与含N的杂环化合物B和金属铜形成化学键。杂环化合物B为：苯并三唑其作用机理：1、与基体铜结合；2、通过有机物A的桥键与环氧树脂结合；3、化合物B分子之间通过Cu2+以配位键形式连接，增加了棕化层的厚度和平整性。影响棕化效果的因素及影响趋势如下：序号影响因素具体影响1H2SO4浓度H2SO4浓度影响微蚀速率和棕化剥离强度，随着H2SO4浓度的增大，微蚀速率增大，H2SO4浓度过低，微蚀速率低，微观粗糙度小，剥离强度低，H2SO4浓度过高，溶液PH值高，不利于棕化膜在铜面沉积。2H2O2浓度H2O2浓度是影响影响微蚀速率、棕化剥离强度的关键因素，随着H2O2浓度的增大，微蚀速率增大，H2O2浓度过低，微蚀速率低，微观粗糙度小，剥离强度低，H2O2浓度过高，蚀铜量大，不利于内层铜厚和线宽控制，棕化膜发红，耐化学性下降。3棕化剂浓度棕化剂浓度影响棕化膜的质量、棕化剥离强度，随着棕化剂浓度的增大，剥离强度增大，棕化剂浓度过低，棕化膜在铜面覆盖率低，剥离强度低，棕化剂浓度过高，剥离强度不再增大，药水成本增加。序号影响因素具体影响4Cu2+浓度Cu2+浓度影响影响棕化膜的质量、棕化剥离强度，Cu2+浓度过低，不利于棕化膜在铜面沉积，所以新开缸时需保留部分原液，保持一定的Cu2+浓度；Cu2+浓度过过高，缸底或缸壁析出黑色结晶,药水消耗量大，成本增加，且剥离强度下降。5温度温度影响微蚀速率，根据阿伦尼乌斯方程：lnk=lnA-Ea/RT。其中k为速率常数，Ea为实验活化能，A为指数因子。当温度越高，速率常数越大，微蚀速率越大。温度过低，微蚀速率低，微观粗糙度小，剥离强度低；温度过高不利于药水控制与维护。6时间棕化时间影响微蚀量和棕化剥离强度，时间过短，微蚀量小，微观粗糙度小，棕化膜不致密，剥离强度低；时间过长，蚀铜量大，不利于内层铜厚和线宽控制，棕化膜发红，耐化学性下降，孔口易形成粉红圈。7.1.2棕化设备作用原理系统名称作用原理作用缸体/段温控系统保证棕化温度参数的准确性酸洗缸、碱洗缸、预浸缸、棕化缸、烘干段过滤系统将药水中的杂物、结晶等滤去，防止喷嘴堵塞，同时防止杂物附在板面导致棕化不良酸洗缸、碱洗缸、预浸缸、棕化缸、水洗缸喷淋系统减少板中间和板边、上下板面的除氧化物、除油等清洗效果差异酸洗缸、碱洗缸、水洗缸自动添加系统自动控制药水添加，保证药水浓度的准确性。其主要有：1、计片添加系统：设定单次药水添加量，根据电眼感应到的做板数量添加药水2、比重添加系统：设定比重控制范围，低于比重控制添加点时添加棕化药水酸洗缸、碱洗缸、预浸缸、棕化缸传送系统传送产品的主要载体，传送感应电眼还可用于记录过板数量和卡板警报所有缸体7.2烘板烘板的作用主要体现在以下两个方面：对于内层经过电镀的板棕化前烘板的主要作用为去除水分，此阶段的温度和时间可以按参数上限设置。对于棕化后烘板的主要作用为①去除水分，防止后续层压板因内层芯板吸潮引起的分层等缺陷；②增强棕化膜与半固化片的结合力。基本原理有设备作用原理。项目具体内容主要设备烘箱作用1、去除水分；2、增强棕化膜与半固化片的结合力。基本原理烘箱通过电能使加热管加热，并通过电机通过风道送风使烘箱内部温度达到均匀。影响因素1、温度：温度偏低，除水效果不好；温度偏高，结合力、耐酸性下降；2、时间：时间偏短，除水效果不好；时间偏长，结合力下降，生产效率降低；3、温度均匀性：均匀性差会导致温度差，产生应力。7.3叠合（含预叠）棕化后需要对内层芯板进行预叠和叠合，预叠是通过邦定或铆合等定位方式把内层芯板、半固化片按ERP的叠层结构指示信息固定起来，防止后续压合过程滑动出现层间偏位。铆合方式是通过铆钉将内层芯板、半固化片固定起来，而邦定方式则通过高频电磁波穿透内层铜网，加以邦定头施加的热量将半固化片熔合，在一定的压力下将内层芯板与半固化片固定在一起，其中邦定方式的定位作用强于铆钉铆合方式。对内层芯板比较薄，对位精度要求高的板进行预叠时，优先采用邦定+铆合方式生产，而对超出邦定能力范围的、对位精度要求不高的板则可采用铆合方式生产。叠合是以钢质载板为底盘，放入一定数量的缓冲材料，中间一层分离钢板一层预叠板，预叠板与预叠板、钢板与钢板之间上下左右需对准，再放入牛皮纸及盖板即完成一个开口的组合。叠合产品实现的控制点为层间对位、板面清洁，基本原理有物料作用原理、设备作用原理等。7.3.1物料作用原理7.3.1.1铆钉铆钉的主要作用是完成内层芯板与半固化片的固定，防止压合过程出现滑动。影响该作用的因素及趋势如下：序号影响因素具体影响1铆钉长度铆钉长度决定铆合的开花质量，直接影响层间对位。当铆钉过短，铆合过紧，压合时容易撑爆铆钉，从而滑板；当铆钉过长，铆合过松，压合时容易出现层间滑动。2铆钉数量铆钉数量是影响预叠效果的主要因素。铆钉数量少时，固定效果差，压合合时容易滑动。7.3.1.2钢板钢板的主要作用在于防止铜箔皱褶凹陷及拆板容易，影响该作用的因素及趋势如下：序号影响因素具体影响1钢板平整度钢板平整度影响层压板厚度均匀性，当钢板平整度不达标时，层压板厚度不均，表面凹凸不平。2钢板洁净度钢板有残胶或污染物时会导致层压板出现压痕。3钢板硬度钢板硬度影响钢板的耐磨性能，硬度低，打磨时易磨损变薄从而影响钢板平整度。4钢板膨胀系数钢板X、Y方向的膨胀系数需要与铜箔的膨胀系数匹配，是引起铜箔起皱的重要因素。7.3.1.3缓冲材料缓冲材料的主要作用在于均热均压、防滑。一般的缓冲材料为牛皮纸。特殊的缓冲材料有如：硅胶片（主要用于冷板压合，其可压缩性、均衡压力、温度的性能均优于牛皮纸）、pacopad（用于铝板厚度较大、形状较为复杂的冷板压合，可防止局部溢胶过多，其导热性及可压缩性均优于硅胶片）。影响缓冲材料作用（主要为牛皮纸）的因素及趋势如下：序号影响因素具体影响1牛皮纸数量牛皮纸数量过少，均热、均压、防滑效果不佳；牛皮纸数量过多，热阻增大，传热速率慢，会影响层压板的升温速率和固化温度。2牛皮纸使用次数高温下牛皮纸会逐渐失去透气特性，均热、均压效果不佳。新旧牛皮纸按一定比例搭配使用，使用4次后应停止使用。3牛皮纸厚度/克重牛皮纸克重、厚度越大，热阻增大，传热速率慢，会影响层压板的升温速率和固化温度。7.3.1.4蜡布蜡布的主要作用在于清洁铜箔和钢板，避免出现层压杂物和铜箔起皱缺陷。蜡布质量不佳，掉蜡在铜箔上，引入新的杂物，多次使用后蜡布变脏会影响清洁效果，需及时更换。7.3.2设备作用原理设备名称作用原理影响因素铆钉机利用压缩气体在一定的气压下将铆钉打开花，从而完成内层芯板与半固化片的铆合。铆合压力是主要影响因素，当压力过小，铆合过松，压合时容易滑板；当压力过大，铆合过紧，压合时容易撑爆铆钉，出现滑板。邦定机（P2）利用压缩气体在一定的气压下将内层芯板与半固化片压紧，再通过邦定发热头传输热量将半固化片熔融，