盲孔之填孔技術(shù)

1、2006/06/10,Prepared By Level,1,盲孔之填孔技術(shù),2006/06/10,Prepared By Level,2,前言,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外形越來越小布局也越來越密，傳統(tǒng)HDI多層板已經(jīng)無法滿足此等密度的需求。 一旦盲孔之腔體得以順利完成導(dǎo)電物質(zhì)的填平時，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。 目前最便宜、最方便的是鍍銅之填充技術(shù)；,2006/06/10,Prepared By Level,3,填孔電鍍之優(yōu)點,協(xié)助推動墊內(nèi)盲孔或堆疊盲孔的設(shè)計理念 可以防止鍍銅中盲孔孔口的

2、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焊料中吹氣所形成的空洞； 鍍銅填孔與電性互連可以一次完成； 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；,2006/06/10,Prepared By Level,4,疊孔的制作流程對比,公司疊孔制作流程：,填孔制作流程,Laser,鍍盲孔,Laser,填孔電鍍,壓合,2006/06/10,Prepared By Level,5,疊孔不同流程圖片對比,公司疊孔制作流程：,填孔制作流程,2006/06/10,Prepared By Level,6,填孔電鍍之目標,填孔率： 當盲孔孔徑在3.24.8mil,孔深在23.2mil且在平

3、均鍍銅厚度達到1mil時，其填孔率目標希望超過80%以上。,A,B,2006/06/10,Prepared By Level,7,填孔的原理,以直流方式加速盲孔內(nèi)鍍銅而使之填平，其主要機理是得自有機添加劑的參與； 電鍍過程中，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)銅厚超過面銅，凹陷區(qū)域得以填平；,2006/06/10,Prepared By Level,8,填孔的原理,運載劑： 主要是聚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. 光澤劑： 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載劑,而

4、加速鍍層的沉積. 整平劑： 主要是含氮的雜環(huán)類或非雜環(huán)類芳香族化學(xué)品,可在突出點高電流區(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.,2006/06/10,Prepared By Level,9,制程化學(xué)參數(shù),鍍銅液中無機物成份： 硫酸銅 硫酸 氯化物(HCL),不同硫酸銅濃度填孔差異,硫酸銅濃度提升時,填孔的效果比較好.但是對于通孔的分布力確剛好相反,也就是當硫酸銅濃度增加時,通孔銅厚的分布反而下降.,2006/06/10,Prepared By Level,10,制程化學(xué)參數(shù),以下為不同硫酸銅濃度在不同電流密度下通孔貫孔能力.,2006/06/10,Prepar

5、ed By Level,11,制程物理參數(shù),鍍銅物理參數(shù)分別為： 電流密度 攪拌 鍍銅厚度 溫度 供電方式(DC或者PPR),2006/06/10,Prepared By Level,12,物理參數(shù)之說明,電流密度： 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; 填充率不佳者不但盲孔填不平,而且還可能會形成包夾在內(nèi)的堵死空洞;,2006/06/10,Prepared By Level,13,物理參數(shù)之說明,槽液之攪拌： 良好的攪拌是填孔的重要因素; 空氣攪拌與槽液噴流攪拌對比,噴流攪拌對盲孔填充率及均勻性均好于空氣攪拌.,2006/06/10,Prepared By

6、 Level,14,物理參數(shù)之說明,鍍銅厚度： 鍍銅厚度越厚時,填孔率也越好; 當填孔口徑增大時,則需要更多的銅量去填充,困難度也隨之增加;,2006/06/10,Prepared By Level,15,填孔最佳參數(shù),D/C填孔參數(shù),PPR填孔參數(shù),2006/06/10,Prepared By Level,16,填孔最佳參數(shù),D/C填孔參數(shù),Normal鍍銅參數(shù),2006/06/10,Prepared By Level,17,光劑分解物對填孔的影響,在生產(chǎn)過程中，光澤劑分解后會在槽液中不斷的累積，使得填孔能力不斷的下降； 停機過程中產(chǎn)生的化學(xué)分解； 操作過程中產(chǎn)生的電化學(xué)的分解； 通常有機副

7、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)卻會在電化反應(yīng)中展現(xiàn)活性，影響填充電鍍效果。,2006/06/10,Prepared By Level,18,光劑分解物對填孔的影響,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)當副產(chǎn)物濃度越高時,填孔能力越差;,2006/06/10,Prepared By Level,19,待鍍板的影響,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,還有以下會影響: 盲孔孔型 化學(xué)銅層的厚度與均勻性 化銅表面的氧化程度,2006/06/10,Prepared By Level,20,盲孔孔型對填孔的影

8、響,盲孔孔型剖面圖來看,左端孔型最難填平,右端最容易填平;,2006/06/10,Prepared By Level,21,化學(xué)銅對填孔的影響,化學(xué)銅厚度太薄又未能徹底覆蓋盲孔時,其填孔效果也不如化學(xué)銅層品質(zhì)良好之盲孔; 一般來說,化學(xué)銅層厚度應(yīng)該超過12u,盲孔比較容易填平;,2006/06/10,Prepared By Level,22,化學(xué)銅對填孔的影響,化學(xué)銅面氧化也會對填孔不利，為了清楚明了此種影響起見，刻意將完成化銅的盲孔板，先放在120的烤箱里烘烤5H,之后進行填孔鍍銅到0.2mil時，取出試鍍板檢查盲孔底部鍍銅層向上填起的效果，結(jié)果全無填鍍的出現(xiàn)； 填孔前的板子存放時間與環(huán)境也

9、對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。,2006/06/10,Prepared By Level,23,基材對填孔的影響,無玻纖補強者其填孔能力優(yōu)于有玻纖者，且當玻纖已經(jīng)突出孔壁者，更會對填鍍造成負面影響。 玻纖突出在化銅時同樣會產(chǎn)生不良，導(dǎo)致填孔整體填滿度上受影響。,2006/06/10,Prepared By Level,24,填孔可靠度測試,實心填滿之鍍銅其導(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度測試結(jié)果：,2006/06/10,Prepared By Level,25,D/C與PPR區(qū)別,從上圖來看,當板厚增加、電流密度增大時，可以明顯看出PPR的分布力要優(yōu)于DC;反之則DC又會比PPR來的更好。,2006/06/10,Prepared By Level,26,D/C與PPR區(qū)別,2006/06/10,Prepared By Level,27,結(jié)論,現(xiàn)行填孔鍍銅無論是采用DC或PPR,均已獲得可靠又穩(wěn)定的效果;各種添加劑系統(tǒng)亦可按照客戶的需求而