简介
光刻工艺可形成面板上的电路。众所周知，制造高密度和超高密度电路使用的成像工艺在过去十年取得了长足的进步；客户需要更精细的线宽和线距，并且更加关注高阶封装基板的生产制造，这项技术很合乎时宜地出现，满足了客户的需求。但正如PWB制造中的许多工艺一样，上下游工艺能够并且也一定会影响特定的工艺。比如通孔里出现空洞，很容易就被归咎于所采用的化学镀铜工艺。空洞的形成可能是因为通孔里有残留物，光滑的树脂表面上没有除尽钻污，或者是电解镀铜过程中微蚀过度。在将光致抗蚀剂黏附到铜表面时，表面预处理会发挥很大作用。
同时，制造商也会根据信号完整性要求使用低轮廓铜。这一点会进一步影响到抗蚀剂的附着力。为了保证电路成像尽可能符合理想设计（即线宽和线距）要求，铜箔的表面预处理是决定成功的最关键因素。以最佳比例混合表面清洁剂、微蚀剂和表面形态改性剂后，可以得到非常光洁的表面，完全去除污物、涂层转化物和有机物，并且还实现了粗化的表面，进一步增强了抗蚀剂的附着力。
铜表面
正如上文提到的，尽管来料的覆铜板和铜箔看起来很清洁，但在层压抗蚀剂之前仍有很多工作要做。近距离观察铜层表面，会发现有些地方需要格外注意：
- 铬酸盐转化镀层
- 释放剂
- 指纹
- 油污
毫无疑问，表面预处理是成像工艺的基础（这句话并不是故意弱化光刻工艺的重要性）。在层压光致抗蚀剂之前制备好最佳表面，可以实现：
- 提高抗蚀剂的加工工艺灵活度
- 提供无污染表面
- 去除表面有机污染物和铬酸盐转化涂层
表面预处理的最终目标有两个：
- 形成不存在任何污物和指纹等的表面
- 在微观层面对表面形态做粗化处理，从而提高抗蚀剂的附着力
总之，表面预处理是为了确保金属、介质、光致抗蚀剂或阻焊剂能够牢牢黏附于预处理过的表面，但同时也需要避免附着力过强。以下是层压干膜光致抗蚀剂之前进行表面预处理时可能出现的失效模式（图1）：
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图1：表面预处理不当导致抗蚀剂黏附力过强或太差
- 印制蚀刻过程中如果未达到良好的附着力，会导致蚀刻剂侵蚀抗蚀剂下方，并最终导致“开路”缺陷
- 电镀过程中如果未达到良好的附着力，会导致锡、铅或锡电镀不充分，最终导致“短路”缺陷
- 显影过程中如果没有释放出所有未曝光的抗蚀剂，会导致印制蚀刻过程中出现蚀刻迟滞的现象，最终导致短路
- 在电镀工艺显影期间如果没有释放出所有未曝光的抗蚀剂，会导致电镀铜表面附着力较差，引起剥离
- 在印制蚀刻内层的过程中，如果没有释放所有未曝光的抗蚀剂，会阻碍后续形成均匀的氧化物涂层或粘合效果增强的涂层
- 电镀工艺中如果没有释放出所有未曝光的抗蚀剂，会导致蚀刻液的最终效果减弱，导致过多未蚀刻去除的铜
均匀表面形态的重要性
为什么要担忧表面形态不均匀？简单来说，目前使用的干膜抗蚀剂技术需要通过干净且经过适当粗化处理的铜层表面来提高附着力，与抗蚀剂尽可能地贴合。若想提高抗蚀剂的附着力，并不能依靠调节其化学配方来实现。所以说表面形态非常重要，不均匀的粗化表面会引起一系列薄膜黏附着力问题。铜表面的实际轮廓可能是因为机械刷压力过大、刷头有缺陷、浮石去污效果较差、化学处理效果太强或太弱引起。这种问题必然会导致铜表面出现较深的沟壑和凹陷区域，以及粗化不当区域（图2）。
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图2：铜表面过于粗化导致无法黏附干膜
当铜表面凹凸不平时，干膜抗蚀剂的黏附效果会大打折扣。在加工过程中的不同操作单元内会出现各种各样的问题，比如碟形凹陷、铜电路出现裂痕、信号完整性受损、阻抗匹配效果不良以及粘接线内介质厚度不均。后续专栏文章将会详细介绍各种表面预处理方法。
更多内容可点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年11月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。
