盲孔之填孔技術(shù)

1、2006/06/10Prepared By Level1盲孔之填孔技術(shù)盲孔之填孔技術(shù)2006/06/10Prepared By Level2前言前言l甚多電子產(chǎn)品其不斷手執(zhí)輕便化，與功能的一再增多，迫使某些PCB外形越來(lái)越小布局也越來(lái)越密，傳統(tǒng)HDI多層板已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足此等密度的需求。l一旦盲孔之腔體得以順利完成導(dǎo)電物質(zhì)的填平時(shí)，不僅可以做到墊內(nèi)盲孔的焊接，而且還可以采用上下疊孔的方式，以替代部分層次或全層次之間的通孔。l目前最便宜、最方便的是鍍銅之填充技術(shù)；2006/06/10Prepared By Level3填孔電鍍之優(yōu)點(diǎn)填孔電鍍之優(yōu)點(diǎn)l協(xié)助推動(dòng)墊內(nèi)盲孔或堆疊盲孔的設(shè)計(jì)理念l可以防止鍍銅中

2、盲孔孔口的不良閉合，而導(dǎo)致鍍銅液夾存在內(nèi)；且填平后更可以減少焊點(diǎn)焊料中吹氣所形成的空洞；l鍍銅填孔與電性互連可以一次完成；l盲孔電鍍填孔后的可靠度與導(dǎo)電品質(zhì)均比其它導(dǎo)電性填膏更好；2006/06/10Prepared By Level4疊孔的制作流程對(duì)比疊孔的制作流程對(duì)比公司疊孔制作流程：公司疊孔制作流程：填孔制作流程填孔制作流程Laser鍍盲孔鍍盲孔樹(shù)脂塞孔樹(shù)脂塞孔砂帶研磨砂帶研磨鍍盲孔面銅鍍盲孔面銅壓合壓合Laser填孔電鍍填孔電鍍壓合壓合2006/06/10Prepared By Level5疊孔不同流程圖片對(duì)比疊孔不同流程圖片對(duì)比公司疊孔制作流程：公司疊孔制作流程：填孔制作流程填孔制作

3、流程2006/06/10Prepared By Level6填孔電鍍之目標(biāo)填孔電鍍之目標(biāo)l填孔率： 當(dāng)盲孔孔徑在3.24.8mil,孔深在23.2mil且在平均鍍銅厚度達(dá)到1mil時(shí)，其填孔率目標(biāo)希望超過(guò)80%以上。AB2006/06/10Prepared By Level7填孔的原理填孔的原理l以直流方式加速盲孔內(nèi)鍍銅而使之填平，其主要機(jī)理是得自有機(jī)添加劑的參與；l電鍍過(guò)程中，刻意讓孔內(nèi)的光澤劑(加速鍍銅者)濃度增加，讓板面之光澤劑濃度減少，如此將使得孔內(nèi)銅厚超過(guò)面銅，凹陷區(qū)域得以填平；2006/06/10Prepared By Level8填孔的原理填孔的原理l 運(yùn)載劑運(yùn)載劑：F 主要是聚

4、氧烷基式大分子量式化合物，協(xié)同氯離子一起吸附在陰極表面高電流區(qū)，降低鍍銅速率. l 光澤劑光澤劑：F 主要是含硫的小分子量化合物,吸附在陰極表面低電流區(qū)，可排擠掉已附著的運(yùn)載劑,而加速鍍層的沉積.l 整平劑整平劑：F 主要是含氮的雜環(huán)類(lèi)或非雜環(huán)類(lèi)芳香族化學(xué)品,可在突出點(diǎn)高電流區(qū)趕走已著落的光澤劑粒子,從而壓抑該區(qū)之快速鍍銅,使得全板面銅厚更為均勻.2006/06/10Prepared By Level9制程化學(xué)參數(shù)制程化學(xué)參數(shù)l鍍銅液中無(wú)機(jī)物成份：F硫酸銅F硫酸F氯化物(HCL)不同硫酸銅濃度填孔差異F硫酸銅濃度提升時(shí),填孔的效果比較好.但是對(duì)于通孔的分布力確剛好相反,也就是當(dāng)硫酸銅濃度增加時(shí)

5、,通孔銅厚的分布反而下降.2006/06/10Prepared By Level10制程化學(xué)參數(shù)制程化學(xué)參數(shù)l 以下為不同硫酸銅濃度在不同電流密度下通孔貫孔能力.2006/06/10Prepared By Level11制程物理參數(shù)制程物理參數(shù)l鍍銅物理參數(shù)分別為：F電流密度F攪拌F鍍銅厚度F溫度F供電方式(DC或者PPR)2006/06/10Prepared By Level12物理參數(shù)之說(shuō)明物理參數(shù)之說(shuō)明l 電流密度：F一般而言,電流密度越高其填孔率越差,且盲孔之深度越深者,此種效果越明顯;F填充率不佳者不但盲孔填不平,而且還可能會(huì)形成包夾在內(nèi)的堵死空洞;2006/06/10Prepare

6、d By Level13物理參數(shù)之說(shuō)明物理參數(shù)之說(shuō)明l槽液之?dāng)嚢瑁篎良好的攪拌是填孔的重要因素;F空氣攪拌與槽液噴流攪拌對(duì)比,噴流攪拌對(duì)盲孔填充率及均勻性均好于空氣攪拌.2006/06/10Prepared By Level14物理參數(shù)之說(shuō)明物理參數(shù)之說(shuō)明l鍍銅厚度：F鍍銅厚度越厚時(shí),填孔率也越好;F當(dāng)填孔口徑增大時(shí),則需要更多的銅量去填充,困難度也隨之增加;2006/06/10Prepared By Level15填孔最佳參數(shù)填孔最佳參數(shù)l D/C填孔參數(shù)lPPR填孔參數(shù)參數(shù)目標(biāo)值范圍五水硫酸銅硫酸氯離子添加劑VFA添加劑VFB電流密度溫度200g/L100g/L50PPM2.0ml/L20

7、ml/L15ASF23190210g/L90110g/L4060PPM1.52.5ml/L1530ml/L1020ASF2225 參數(shù)目標(biāo)值范圍五水硫酸銅硫酸氯離子添加劑VFA添加劑VFB電流密度正反電流比正反時(shí)間比溫度130g/L190g/L50PPM1.0ml/L5.0ml/L20ASF1A/0.5A1/0.5ms20120140g/L180200g/L4060PPM0.51.5ml/L4.06.0ml/L1030ASF1823 2006/06/10Prepared By Level16填孔最佳參數(shù)填孔最佳參數(shù)l D/C填孔參數(shù)lNormal鍍銅參數(shù)參數(shù)目標(biāo)值范圍五水硫酸銅硫酸氯離子添加劑

8、VFA添加劑VFB電流密度溫度200g/L100g/L50PPM2.0ml/L20ml/L15ASF23190210g/L90110g/L4060PPM1.52.5ml/L1530ml/L1020ASF2225 參數(shù)目標(biāo)值范圍五水硫酸銅硫酸氯離子BrightnerLeveller電流密度溫度65g/L200g/L50PPM0.5ml/L20ml/L20ASF246090g/L190210g/L4060PPM0.30.8ml/L1525ml/L1025ASF2226 2006/06/10Prepared By Level17光劑分解物對(duì)填孔的影響光劑分解物對(duì)填孔的影響l 在生產(chǎn)過(guò)程中，光澤劑分解

9、后會(huì)在槽液中不斷的累積，使得填孔能力不斷的下降；F停機(jī)過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)分解；F操作過(guò)程中產(chǎn)生的電化學(xué)的分解；l 通常有機(jī)副產(chǎn)物多半呈鈍態(tài)，不影響鍍銅的效果；但是某些光澤劑的副產(chǎn)物(BPU)卻會(huì)在電化反應(yīng)中展現(xiàn)活性，影響填充電鍍效果。2006/06/10Prepared By Level18光劑分解物對(duì)填孔的影響光劑分解物對(duì)填孔的影響l 有活性光澤劑副產(chǎn)物(BPU),刻意以不同濃度的方式加入全新的鍍銅液中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)副產(chǎn)物濃度越高時(shí),填孔能力越差;2006/06/10Prepared By Level19待鍍板的影響待鍍板的影響l 盲孔是否能夠完整又可靠的填平,除了盲孔孔徑與孔深影響以外,還有以下會(huì)

10、影響:F盲孔孔型F化學(xué)銅層的厚度與均勻性F化銅表面的氧化程度2006/06/10Prepared By Level20盲孔孔型對(duì)填孔的影響盲孔孔型對(duì)填孔的影響l 盲孔孔型剖面圖來(lái)看,左端孔型最難填平,右端最容易填平;Harder To FillEasier To Fill2006/06/10Prepared By Level21化學(xué)銅對(duì)填孔的影響化學(xué)銅對(duì)填孔的影響l 化學(xué)銅厚度太薄又未能徹底覆蓋盲孔時(shí),其填孔效果也不如化學(xué)銅層品質(zhì)良好之盲孔;l 一般來(lái)說(shuō),化學(xué)銅層厚度應(yīng)該超過(guò)12u,盲孔比較容易填平;2006/06/10Prepared By Level22化學(xué)銅對(duì)填孔的影響化學(xué)銅對(duì)填孔的影響

11、l 化學(xué)銅面氧化也會(huì)對(duì)填孔不利，為了清楚明了此種影響起見(jiàn)，刻意將完成化銅的盲孔板，先放在120的烤箱里烘烤5H,之后進(jìn)行填孔鍍銅到0.2mil時(shí)，取出試鍍板檢查盲孔底部鍍銅層向上填起的效果，結(jié)果全無(wú)填鍍的出現(xiàn)；l 填孔前的板子存放時(shí)間與環(huán)境也對(duì)填孔能力有很大的影響，研究者刻意將待填孔板存放在未做溫濕度管控的環(huán)境下3周，發(fā)現(xiàn)此種老化板比完全相同的全新板，在填孔能力方面的確相差很多。2006/06/10Prepared By Level23基材對(duì)填孔的影響基材對(duì)填孔的影響l 無(wú)玻纖補(bǔ)強(qiáng)者其填孔能力優(yōu)于有玻纖者，且當(dāng)玻纖已經(jīng)突出孔壁者，更會(huì)對(duì)填鍍?cè)斐韶?fù)面影響。l 玻纖突出在化銅時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生不良，導(dǎo)致

12、填孔整體填滿(mǎn)度上受影響。2006/06/10Prepared By Level24填孔可靠度測(cè)試填孔可靠度測(cè)試l 實(shí)心填滿(mǎn)之鍍銅其導(dǎo)通可靠度自然絕佳，以下為互連用途的通孔及盲孔在三種不同信賴(lài)度測(cè)試結(jié)果：漂錫288/5次熱油260/100次熱循環(huán)-65/1250/152BVH0/152BVH0/832BVH0/20TH0/20TH0/832TH2006/06/10Prepared By Level25D/C與與PPR區(qū)別區(qū)別l 從上圖來(lái)看,當(dāng)板厚增加、電流密度增大時(shí)，可以明顯看出PPR的分布力要優(yōu)于DC;反之則DC又會(huì)比PPR來(lái)的更好。薄薄厚厚2006/06/10Prepared By Level26D/C與與PPR區(qū)別區(qū)別DC填孔PPR填孔優(yōu)點(diǎn)：J傳統(tǒng)整流J操作方便缺點(diǎn)：L厚板通孔之分布力不 足L板面圖形分布力差優(yōu)點(diǎn)：J厚板深孔之分布較佳J板面圖形之分布與外形較好J經(jīng)由波形調(diào)整的協(xié)助而有較好的填孔能力缺點(diǎn)：L控制參數(shù)增多L須使用PPR專(zhuān)用之供 電設(shè)備2006/06/10Prepare