全新激光盲孔鑽孔能力與減成法生產COF
COF發展現狀
COF（Chip On Flex, or, Chip OnFilm）,常稱覆晶薄膜，就是將驅動IC固定於柔性線路板上，是運用柔性電路板作封裝晶元的載體，將晶元與軟性基板電路接合的技術。而所謂柔性電路板，也就是薄而柔軟的電路板，通常以銅箔作為基材，現已普遍用於手機、平板電腦等數碼產品。柔性封裝基板（COF）業務技術含量很高，FPC只是在軟板上面印上電線，但COF是把晶元封裝到軟板上面。
COF 是一種 IC 封裝技術，是運用軟性基板電路 FPC 作為封裝晶元的載體，透過熱壓合將晶元上的金凸塊(Gold Bump) 與軟性基板電路上的內引腳(Inner Lead) 進行接合(Bonding) 的技術。 通常 COF 的軟性基板電路上會有設計輸入端(Input) 及輸出端(Output) 兩端外引腳(Outer Lead)， 輸入端外引腳會與液晶顯示器玻璃基板做接合， 而輸入端內引腳則會與控制信號之印刷電路板(PCB) 接合。
COF 在晶元封裝過程中，起到承載晶元、電路連通、絕緣支撐的作用，特別是對晶元起到物理保護、提交信號傳輸速率、信號保真、阻抗匹配 、應力緩和、散熱防潮的作用。另外， COF 具有配線密度高、重量輕、厚度薄、可摺疊、彎曲、扭轉等優點，是一種新興產品，有利於先進封裝技術的使用和發展。
相比一般的柔性電路板，COF封裝出的集成電路，線寬線距更加精密，集成度更高。產品則將採用業內最先進的單面加成法工藝、雙面加成法工藝生產10微米等級的單、雙面卷帶COF產品，全製程以卷對卷自動化方式生產。
COF傳統主流技術路線
目前的COF 方案的FPC 主要採用 PI 膜，線寬線距在 20 微米以下，FPC 製作工藝主要以半加成法、加成法為主，減成法很少用。
全加成法工藝是在一層薄基材上通過濺射或電鍍塗覆一層種子層作為電鍍導電層，然後活化種子層以增加基材與導體層的結合力。在導電種子層上形成負相感光抗蝕圖形。最後圖形電鍍導電線路，對於極細線路而言，可以電鍍鎳或金來作為導電層。全加成法工藝比較適合製作精細線路，但是由於其對基材、化學沉銅均有特殊要求，與傳統的PCB製造流程相差較大，成本較高且工藝並不成熟，目前的產量不大。該工藝投入成本大，耗時長，傳統的生產設備無法進行生產。
半加成法彌補了傳統設備在全加成法中無法應用的缺陷，已經開發出了很多種半加成法工藝。圖形電鍍工藝已經可以應用於雙面板的生產，多層板的積層法工藝也是半加成法的一種。半加成法雙面COF基板製造工藝流程：聚醯亞胺PI打微孔→形成籽晶層→形成耐電鍍層→電鍍銅（形成電路和金屬聯通孔）→剝離耐電鍍層，蝕刻籽晶層。與減成法相比，線路的寬度不會受到電鍍銅厚的影響，比較容易控制，具有更高的解析度，製作精細線路的線寬和線距幾乎一致，大幅度提高成品率。半加成法是目前生產精細線路的主要方法，被大量應用於CSP、WB和FC覆晶載板等精細線路載板的製造。
如前所述，COF要求軟板柔性好，線間距小，精度高，這些要求本身就是具備比較大的矛盾，目前的主流技術採用加成法，肯定是犧牲了精度為前提，或者說為了做到一定的高精度，極大縮小了軟板的排版尺寸，普通軟板排版尺寸可以做到500mm*600mm，COF估計排版幅面只能是25mm寬度。極大縮小排版幅面，只能大幅度降低了COF的產能，增加了COF生產成本。
傳統的PCB生產大多都使用減成法工藝，或者稱為蝕刻法工藝。這種技術風險小，設備開發比較完備，只要對工藝技術稍作改變就可以生產微小孔及微細線路。減成法雙面COF基板的工藝流程為：
選擇材料→激光鑽孔→孔金屬化
→精細線路的製作→後序工藝流程。
COF軟板載板激光鑽孔新思路
從上面介紹來看，減成法是成熟的傳統FPC生產方法，簡單可靠，問題是如果要做小線距，就需要薄銅箔，並進一步刻蝕，有些資料觀點稱，這樣線型的寬窄不好控制，精細度、成品率、線寬一致性都不好控制。
如果僅僅只是線寬解析度問題，應該可以解決，因為厚度12微米銅箔很常見，減薄到5~6微米比較容易，或者直接採用濺射法做得超波銅箔（2~4微米厚度）進行傳統濕法刻蝕，也可以把做到很好的線寬解析度，成品率也可以很好保障，最重要的是可以應用現有成熟工藝。
因此，銅箔太厚導致濕法刻蝕形成的線寬解析度不好，並不是減成法沒有成為COF主流技術的原因，因為可以採用更薄的銅箔。
那麼問題出在哪裡？筆者認為出在激光鑽孔上面。如果採用減成法，並且已經具備PI上5微米厚度銅箔，那麼減成法對激光鑽孔提出的要求是：
1、激光鑽孔位置精度要有保障
5~10微米精度可能是需要的，其實半加成法的鑽孔位置精度還受柔性PI伸縮的影響，因此排版幅面非常小，半加成法的實際孔位精度是值得懷疑的，排版幅面做不大，導致生產效率降低，成本升高。全加成法由於薄基底材料比較軟，其實際孔位精度也很值得懷疑，結構也是設計排版幅面做不大，生產效率降低，生產成本升高。如果採用減成法，由於PI表面有銅箔加持，因此整體的伸縮相對於純PI小很多，整體精度穩定性表現要好很多，相同的設備精度，附有銅箔的PI鑽孔與單純的PI鑽孔，前者精度會高出不少。因此減成法在孔位精度上好很多，鑽孔孔位精度有更好的保障。
2、激光鑽孔質量要好
在柔性基材PI上鑽10~15微米的孔超級不難，但是在覆蓋2~5微米厚度的銅箔的PI材料上鑽10~15微米的通孔或者盲孔，筆者覺得現有進口紫外激光鑽孔機無法做到，即使採用沖孔方式生產通孔，孔口質量不好直接導致後續工序的困難，因此半加成法和全加成法其實主要規避了高難度激光微孔鑽孔，減成法碰到的真正的瓶頸其實在激光鑽孔這一關。因為電鍍和蝕刻要求雖然很高，對於COF而言，全加成法、半加成法、減成法對電鍍和蝕刻都是一樣的要求高度。
如果激光鑽孔可以解決10~25微米的通孔和盲孔鑽孔問題（精度、品質、效率、成本），那麼減成法有優勢嗎？絕對有優勢，那是因為有銅箔的存在，孔位精度第一次得到一定保障（相對全加成法和半加成法），那麼COF第一次可以採用大版面設計，從而提高的產線效率，從而降低了產線投入成本。
那麼誰可以解決超薄銅箔上採用激光鑽10~25微米的盲孔通孔？武漢銥科賽科技有限公司的紫外激光鑽孔機可以做到，我們可以配合有興趣的工廠進行進一步的設備定製工作。現有標準紫外激光鑽孔設備打20~25微米盲孔與通孔是沒有問題的。
減成法生產COF的意義
目前採用全加成法和半加成法的關鍵工藝掌握在日韓工廠手中，中國企業在這兩個工藝能力方面，與國外工廠相比有差距，如果採用本公司的高端紫外鑽孔機，從減成法方向獲得完美突破的話，那麼中國軟板工廠就實現了COF領域的彎道超車。
結 論
目前COF是一個很有潛力的軟板領域，全世界有三種加工方法，全加成法、半加成法、減成法，高端的COF主要採用了全加成法和半加成法，減加成法很少採用。本文分析了為什麼減成法沒有成為高端COF的主流技術，不是因為線寬解析度的原因，而是因為現有進口紫外激光鑽孔機在對銅箔軟板的鑽孔加工能力跟不上，導致最傳統的低成本的減成法折戟於高端COF。
武漢銥科賽全新紫外鑽孔機的問世，可以解決超薄銅箔軟板20~25微米通孔盲孔鑽孔的問題，高端COF有希望採用被放棄的減成法，獲得更高的孔位精度，更大的排版幅面和更低的成本。
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（註：1、本文純屬技術探討，供業內參考；2、文中做背景知識介紹時候參考了一些網上資料）。
武漢銥科賽科技有限公司
位於武漢·中國光谷的高端激光微加工裝備公司，專註於具有自主知識產權的自動化高精密激光應用裝備的研發、生產與銷售，主要產品包括電路板激光鑽孔機、電路板激光打標機、晶元級晶圓激光打標機、硅晶圓激光鑽孔機、LTCC紫外激光鑽孔機等，廣泛應用於電子電路、半導體行業。
公司立志成為中國高端微加工領域領軍企業，堅持自主研發，技術創新，為客戶提供最具價值的高端激光應用解決方案。公司核心團隊由行業資深專家、工程師、資本投資專家組成，現擁有授權發明專利20餘項，專註於具有核心激光微加工工藝的激光微加工裝備的開發與優化。
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