盲孔之填孔技术流程

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物理参数之说明
电流密度： 一般而言,电流 密度越高其填孔 率越差,且盲孔 之深度越深者, 此种效果越明显; 填充率不佳者不 但盲孔填不平, 而且还可能会形 成包夹在内的堵 死空洞;
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化学铜对填孔的影响
化学铜厚度太薄又未能彻底覆盖盲孔时,其填孔 效果也不如化学铜层品质良好之盲孔;
一般来说,化学铜层厚度应该超过12u’’,盲孔比 较容易填平;
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化学铜对填孔的影响
化学铜面氧化也会对填孔不利，为了清楚明了 此种影响起见，刻意将完成化铜的盲孔板，先 放在120℃的烤箱里烘烤5H,之后进行填孔镀铜 到0.2mil时，取出试镀板检查盲孔底部镀铜层 向上填起的效果，结果全无填镀的出现；
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填孔的原理
运载剂： 主要是聚氧烷基式大分子量式化合 物，协同氯离子一起吸附在阴极表 面高电流区，降低镀铜速率. 光泽剂： 主要是含硫的小分子量化合物,吸附 在阴极表面低电流区，可排挤掉已 附着的运载剂,而加速镀层的沉积. 整平剂： 主要是含氮的杂环类或非杂环类芳 香族化学品,可在突出点高电流区赶 走已着落的光泽剂粒子,从而压抑该 区之快速镀铜,使得全板面铜厚更为 均匀.
PPR填孔参数
参数 目标值 范围
120~140g/L 180~200g/L 40~60PPM 0.5~1.5ml/L 4.0~6.0ml/L 10~30ASF 五水硫酸铜 130g/L 190g/L 硫酸 50PPM 氯离子 添加剂VFA 1.0ml/L 添加剂VFB 5.0ml/L 20ASF 电流密度 正反电流比 1A/0.5A 正反时间比 1/0.5ms 温度 20℃
填孔前的板子存放时间与环境也对填孔能力有 很大的影响，研究者刻意将待填孔板存放在未 做温湿度管控的环境下3周，发现此种老化板 比完全相同的全新板，在填孔能力方面的确相 差很多。
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基材对填孔的影响
无玻纤补强者其填孔 能力优于有玻纤者， 且当玻纤已经突出孔 壁者，更会对填镀造 成负面影响。
不同硫酸铜浓度填孔差异
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制程化学参数
以下为不同硫酸铜浓度在不同电流密度下通孔贯 孔能力.
100% 90% 80%
T/P
70% 60% 50% 75g/L 130g/L
硫酸铜浓度
1.0ASD 2.0ASD
200g/L
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制程物理参数
镀铜物理参数分别为： 电流密度 搅拌 镀铜厚度 温度 供电方式(DC或者PPR)
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填孔电镀之目标
填孔率： 当盲孔孔径在3.2~4.8mil,孔深在2~3.2mil且 在平均镀铜厚度达到1mil时，其填孔率目标 希望超过80%以上。
A
B
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填孔的原理
以直流方式加速盲孔内镀铜而使之填平， 其主要机理是得自有机添加剂的参与； 电镀过程中，刻意让孔内的光泽剂(加速镀 铜者)浓度增加，让板面之光泽剂浓度减少， 如此将使得孔内铜厚超过面铜，凹陷区域 得以填平；
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填孔电镀之优点
协助推动垫内盲孔或堆叠盲孔的设计理念 可以防止镀铜中盲孔孔口的不良闭合，而 导致镀铜液夹存在内；且填平后更可以减 少焊点焊料中吹气所形成的空洞； 镀铜填孔与电性互连可以一次完成；
盲孔电镀填孔后的可靠度与导电品质均比 其它导电性填膏更好；
盲孔之填孔技术
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前言
甚多电子产品其不断手执轻便化，与功能的一 再增多，迫使某些PCB外形越来越小布局也越 来越密，传统HDI多层板已经无法满足此等密 度的需求。 一旦盲孔之腔体得以顺利完成导电物质的填平 时，不仅可以做到垫内盲孔的焊接，而且还可 以采用上下叠孔的方式，以替代部分层次或全 层次之间的通孔。 目前最便宜、最方便的是镀铜之填充技术；
物理参数之说明
槽液之搅拌：
良好的搅拌是填 孔的重要因素;
空气搅拌与槽液 喷流搅拌对比, 喷流搅拌对盲孔 填充率及均匀性 均好于空气搅拌.
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物理参数之说明
镀铜厚度：
镀铜厚度越厚时,填孔率也越好; 当填孔口径增大时,则需要更多的铜量去填充, 困难度也随之增加;
盲孔孔型
化学铜层的厚度与均匀性
化铜表面的氧化程度
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盲孔孔型对填孔的影响
Harder To Fill Easier To Fill
盲孔孔型剖面图来看,左端孔型最难填平,右端 最容易填平;
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薄
厚
从上图来看,当板厚增加、电流密度增大时，可以 明显看出PPR的分布力要优于DC;反之则DC又会 比PPR来的更好。
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D/C与PPR区别
DC填孔
优点：
传统整流 操作方便
PPR填孔
优点：
厚板深孔之分布较佳 板面图形之分布与外 形较好 经由波形调整的协助 而有较好的填孔能力
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叠孔的制作流程对比
公司叠孔制作流程：
Laser 镀盲孔 树脂塞孔 砂带研磨 镀盲孔面铜 填孔电镀
填孔制作流程
Laser
压合
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压合
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叠孔不同流程图片对比
公司叠孔制作流程： 填孔制作流程
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制程化学参数
镀铜液中无机物成份： 硫酸铜 硫酸 氯化物(HCL)
硫酸铜浓度提升时,填孔的 效果比较好.但是对于通孔 的分布力确刚好相反,也就 是当硫酸铜浓度增加时,通 孔铜厚的分布反而下降.
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Normal镀铜参数
参数
五水硫酸铜 硫酸 氯离子 Brightner Leveller 电流密度 温度
目标值
65g/L 200g/L 50PPM 0.5ml/L 20ml/L 20ASF 24℃
范围
60~90g/L 190~210g/L 40~60PPM 0.3~0.8ml/L 15~25ml/L 10~25ASF 22~26 ℃
组装密度增加; 盲孔填满后可靠度增加,其中垫内盲孔之得以填平,对 于组装之贡献功不可没.
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The End !
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光剂分解物对填孔的影响
有活性光泽剂副产物(BPU),刻意以不同浓度的 方式加入全新的镀铜液中,发现当副产物浓度越 高时,填孔能力越差;
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待镀板的影响
盲孔是否能够完整又可靠的填平,除了盲孔孔径 与孔深影响以外,还有以下会影响:
0/20TH
热循环 -65℃/125℃ 0/832BVH
0/832TH
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D/C与PPR区别
Through Hole Throwing Power
100%
Throwing Power %
90% 80% 70% 60% 50%
10ASF.DC 20ASF.DC 10ASF.PPR 20ASF.PPR
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填孔最佳参数
D/C填孔参数
参数 五水硫酸铜 硫酸 氯离子 添加剂VFA 添加剂VFB 电流密度 温度 目标值 200g/L 100g/L 50PPM 2.0ml/L 20ml/L 15ASF 23℃ 范围 190~210g/L 90~110g/L 40~60PPM 1.5~2.5ml/L 15~30ml/L 10~20ASF 22~25 ℃
缺点：
厚板通孔之分布力不 足 板面图形分布力差
缺点：
控制参数增多 须使用PPR专用之供 电设备
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结论
现行填孔镀铜无论是采用DC或PPR,均已获得可 靠又稳定的效果;各种添加剂系统亦可按照客户的 需求而适当调整,使得量产的伸缩空间很大; 预期未来此种填孔技术还将会大受欢迎,原因:
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光剂分解物对填孔的影响
在生产过程中，光泽剂分解后会在槽液中不断 的累积，使得填孔能力不断的下降；
停机过程中产生的化学分解；
操作过程中产生的电化学的分解；
通常有机副产物多半呈钝态，不影响镀铜的效 果；但是某些光泽剂的副产物(BPU)却会在电 化反应中展现活性，影响填充电镀效果。
玻纤突出在化铜时同 样会产生不良，导致 填孔整体填满度上受 影响。
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填孔可靠度测试
实心填满之镀铜其导通可靠度自然绝佳，以下为 互连用途的通孔及盲孔在三种不同信赖度测试结 果：
漂锡 288℃/5次 0/152BVH
0/20TH
热油 260℃/100次 0/152BVH
18~23 ℃
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填孔最佳参数
D/C填孔参数
参数 五水硫酸铜 硫酸 氯离子 添加剂VFA 添加剂VFB 电流密度 温度 目标值 200g/L 100g/L 50PPM 2.0ml/L 20ml/L 15ASF 23℃ 范围 190~210g/L 90~110g/L 40~60PPM 1.5~2.5ml/L 15~30ml/L 10~20ASF 22~25 ℃