盲孔之填孔技術

1、2006/06/10Prepared By Level1盲孔之填孔技術盲孔之填孔技術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。l一旦盲孔之腔體得以順利完成導電物質的填平時，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。l目前最便宜、最方便的是鍍銅之填充技術；2006/06/10Prepared By Level3填孔電鍍之優(yōu)點填孔電鍍之優(yōu)點l協(xié)助推動墊內(nèi)盲孔或堆疊盲孔的設計理念l可以防止鍍銅中

2、盲孔孔口的不良閉合，而導致鍍銅液夾存在內(nèi)；且填平后更可以減少焊點焊料中吹氣所形成的空洞；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電品質均比其它導電性填膏更好；2006/06/10Prepared By Level4疊孔的制作流程對比疊孔的制作流程對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鍍盲孔鍍盲孔樹脂塞孔樹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比疊孔不同流程圖片對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填孔電鍍之目標填孔電鍍之目標l填孔率： 當盲孔孔徑在3.24.8mil,孔深在23.2mil且在平均鍍銅厚度達到1mil時，其填孔率目標希望超過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，其主要機理是得自有機添加劑的參與；l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；2006/06/10Prepared By Level8填孔的原理填孔的原理l 運載劑運載劑：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)類或非雜環(huán)類芳香族化學品,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.2006/06/10Prepared By Level9制程化學參數(shù)制程化學參數(shù)l鍍銅液中無機物成份：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,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

5、,通孔銅厚的分布反而下降.2006/06/10Prepared By Level10制程化學參數(shù)制程化學參數(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)之說明物理參數(shù)之說明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)之說明物理參數(shù)之說明l槽液之攪拌：F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比,噴流攪拌對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)之說明物理參數(shù)之說明l鍍銅厚度：F鍍銅厚度越厚時,填孔率也越好;F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;2006/06/10Prepared 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光劑分解物對填孔的影響光劑分解物對填孔的影響l 在生產(chǎn)過程中，光澤劑分解

9、后會在槽液中不斷的累積，使得填孔能力不斷的下降；F停機過程中產(chǎn)生的化學分解；F操作過程中產(chǎn)生的電化學的分解；l 通常有機副產(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)卻會在電化反應中展現(xiàn)活性，影響填充電鍍效果。2006/06/10Prepared By Level18光劑分解物對填孔的影響光劑分解物對填孔的影響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)當副產(chǎn)物濃度越高時,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

10、影響:F盲孔孔型F化學銅層的厚度與均勻性F化銅表面的氧化程度2006/06/10Prepared By Level20盲孔孔型對填孔的影響盲孔孔型對填孔的影響l 盲孔孔型剖面圖來看,左端孔型最難填平,右端最容易填平;Harder To FillEasier To Fill2006/06/10Prepared By Level21化學銅對填孔的影響化學銅對填孔的影響l 化學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銅層品質良好之盲孔;l 一般來說,化學銅層厚度應該超過12u,盲孔比較容易填平;2006/06/10Prepared By Level22化學銅對填孔的影響化學銅對填孔的影響

11、l 化學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，結果全無填鍍的出現(xiàn)；l 填孔前的板子存放時間與環(huán)境也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。2006/06/10Prepared By Level23基材對填孔的影響基材對填孔的影響l 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。l 玻纖突出在化銅時同樣會產(chǎn)生不良，導致

12、填孔整體填滿度上受影響。2006/06/10Prepared By Level24填孔可靠度測試填孔可靠度測試l 實心填滿之鍍銅其導通可靠度自然絕佳，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。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：J傳統(tǒng)整流J操作方便缺點：L厚板通孔之分布力不 足L板面圖形分布力差優(yōu)點：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)由波形調整的協(xié)助而有較好的填孔能力缺點：L控制參數(shù)增多L須使用PPR專用之供 電設備2006/06/10Prepare