盲孔之填孔技术共29页文档

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盲孔填胶实验报告

一、目的：
1.评估我司盲孔填胶能力，为盲孔填胶板制作流程做参考。

2.改善目前我司在盲孔填胶板制作过程中出现的盲孔位置分层、盲孔处电镀铜分离主要的品质异
常。

二、试板方法：
2.1 根据目前我司制作过的填胶制板设计生产流程。

我司制作过的部分型号清单如下：
2.2根据目前我司制作过的盲孔板选用三种厚度的芯板。

板料厚度选用0.8MM(1/1)、1.0 MM(1/1)、
1.2MM(1/1)。

2.3选用我司常用的三种型号PP即1080、2116、7628。

2.4 钻咀尺寸，选用了我司常用的六种尺寸钻咀。

0.2MM/0.4MM/0.6MM/0.8MM/1.0MM/1.2MM.
2.5 填胶方式，设计单面和两面填胶两种方式。

2.6根据以上方法试板数量如下：
三、试板结果：
3.1 电镀蚀刻后检查填胶品质，热冲击切片后结果如下表：
3.1.4两面填胶目检品质表：
3.2热冲击后盲孔品质：
3.2.1单面填胶热冲击后盲孔品质：
3.1.2两面填胶品质
四、试板主要参数：
4.1钻孔参数：钻盲孔参数表：设备型号 HITACHI 15#
4.3压合参数：
五、总结以及后续要求跟进事项：
5.1针对类示的填胶制板中，在压合除胶后必须要增加全检盲孔填胶品质。

如有异常需要返工处理。

5.2盲孔填胶板制作时必须考虑芯板厚度、孔径（。

新型HDI盲孔填孔电镀铜技术

收稿日期:2021-02-03新型HDI 盲孔填孔电镀铜技术郝鹏飞，吕麒鹏，王殿(中国电子科技集团公司第二研究所,山西太原030024)摘要:高密度互连(High Density Interconnect Board ,HDI )印制电路板的盲孔电镀铜技术是其孔金属化实现电气互连的难点和关注重点,为此,在目前传统盲孔电镀铜技术和盲孔脉冲电镀铜技术的基础上,提出一种新型的电镀铜填孔技术,通过填孔工艺特定的镀铜添加剂,在传统盲孔电镀铜的技术上改变表面和盲孔的电流效率满足填孔要求,灵活应用于不同盲孔填充;通过试验和分析,该方法在效果、质量和成品率上均优于脉冲电镀,并可实现不同深宽比盲孔电镀铜要求,大大降低了成本。

关键词:高密度互连板;盲孔电镀铜;添加剂;填孔中图分类号:TQ153.1+4文献标志码:B文章编号:1004-4507(2021)02-0033-04A New Filling Electroplating Copper Technology by HDI Blind HoleHAO Pengfei ，Lv Qipeng ，Wangdian(The 2nd Research Institute of CETC ，Taiyuan 030024，China )Abstract:Blind hole copper plating technology of HDI printed circuit board is the difficulty and focus of its hole metallization to realize electrical interconnection.Based on the current traditional blind hole copper plating technology and blind hole pulse copper plating technology ，this paper proposes a new copper plating hole filling technology ，which changes the current of surface and blind hole in the traditional blind hole copper plating technology by using copper plating additives specified in the hole filling process.The efficiency meets the requirements of hole filling ，and can be flexibly applied to different blind hole filling;through the test and analysis ，the method is comparable to pulse electroplating in effect ，quality and yield ，and can realize the requirements of copper electroplating for blind holes with different thickness diameter ratio ，greatly reducing the costKey words:High density interconnect board （HDI ）；Blind hole copper plating ；Additive ；Hole filling印制电路板是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体，其应用非常广泛，在各类电子产品中均有大量应用。

全面盲孔之填孔技术.ppt

课件
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。
课件
光剂分解物对填孔的影响
课件
D/C与PPR区别
DC填孔
优点：
☺传统整流 ☺操作方便
缺点：
厚板通孔之分布力不足
板面图形分布力差
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
缺点：
控制参数增多须使用PPR专用之供
电设备
课件
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;
A
B
课件
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；
课件
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.

盲孔之填孔技术流程 PPT

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；
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。
困难度也随之增加;
填孔填孔最佳参数
D/C填孔参数
Normal镀铜参数
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
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。
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。
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：
D/C与PPR区别
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。
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;
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:
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
制程化学参数
镀铜液中无机物成份：硫酸铜硫酸氯化物(HCL)

盲孔之填孔技术分析解析

2006/06/10 Prepared By Level 8
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.
2006/06/10 Prepared By Level
2006/06/10
Prepared By Level
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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;
2006/06/10
Prepared By Level
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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:
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。
2006/06/10 Prepared By Level 25
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
2006/06/10
Prepared By Level
7
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.

盲孔、埋孔制造技术

采用盲孔和埋孔是提高多层板密度、减少层数和板面尺寸的有效方法，并大大减少了镀覆通孔的数量。

BUM板几乎都采用埋孔和盲孔结构。

埋孔和盲孔大都是直径为0.05～0.15mm的小孔。

埋孔在内层薄板上，用制造双面板的工艺进行制造；而盲孔的制造开始用控制Z轴深度的钻小孔数控床，现普遍采用激光钻孔、等离子蚀孔和光致成孔。

激光钻孔有二氧化碳激光机和Nd：YAG紫外激光机。

日本日立公司的二氧化碳激光钻孔机，激光波长为9.4弘m，1个盲孔分3次钻成，每分钟可钻3万个孔。

随着电子产品向高密度，高精度发展，相应对线路板提出了同样的要求。

而提高pcb 密度最有效的方法是减少通孔的数量，及精确设置盲孔，埋孔来实现。

盲／埋孔板的基础知识谈到盲／埋孔，首先从传统多层板说起。

标准的多层板的结构，是含内层线路及外层线路，再利用钻孔，以及孔内金属化的制程，来达到各层线路之内部连结功能。

但是因为线路密度的增加，零件的封装方式不断的更新。

为了让有限的PCB面积，能放置更多更高性能的零件，除线路宽度愈细外，孔径亦从DIP插孔孔径1 mm缩小为SMD的0.6 mm，更进一步缩小为0.4mm以下。

但是仍会占用表面积，因而又有埋孔及盲孔的出现，其定义如下：A. 埋孔（Buried Via）见图示，内层间的通孔，压合后，无法看到所以不必占用外层之面积B. 盲孔（Blind Via）见图示，应用于表面层和一个或多个内层的连通埋孔设计与制作埋孔的制作流程较传统多层板复杂，成本亦较高，图显示传统内层与有埋孔之内层制作上的差异，图20.3则解释八层埋孔板的压合迭板结构. 图20.4则是埋孔暨一般通孔和PAD 大小的一般规格密度极高，双面SMD设计的板子，会有外层上下，Ｉ/Ｏ导孔间的彼此干扰，尤其是有VIP（Via-in-pad）设计时更是一个麻烦。

盲孔可以解决这个问题。

另外无线电通讯的盛行, 线路之设计必达到RF(Radio frequency)的范围, 超过1GHz以上. 盲孔设计可以达到此需求，图20.5是盲孔一般规格。

有关盲孔埋孔制作工艺

有关盲孔埋孔制作工艺有关盲孔,埋孔板制作工艺一, 概述 :盲孔,埋孔板主要用于高密度,小微孔板制作 ,目的在于节省线路空间 , 从而达到减少PCB体积的目的,如手机板 ,二 , 分类:一).激光钻孔,1.用激光钻孔的原因 :a .客户资料要求用激光钻孔;b 因盲孔孔径很小<=6MIL ,需用激光才能钻孔.c , 特殊盲埋孔 ,如L1到L2有盲孔,L2到L3有埋孔,就必须用激光钻孔.2. 激光钻孔的原理:激光钻孔是利用板材吸收激光热量将板材气化或溶掉成孔,因此板材必需有吸光性 ,故一般RCC材料 ,因为RCC中无玻璃纤维布 ,不会反光 .3.RCC料简介:RCC材料即涂树脂铜箔:通过在电解铜箔粗糙面上涂覆一层具有独特性能树脂构成 . 目前我们公司关于RCC料有三个供应商: 生益公司 , 三井公司 ,LG公司材料: 树脂厚度 50 65 70 75 80 (um) 等铜箔厚度 12 18 (um)等RCC料有高TG及低TG料, 介电常数比正常的FR4小 ,例如广东生益公司的S6018介电常数为3.8 ,所以当有阻抗控制时要注意.其它具体参考材料可问PE及RD部门.4. 激光钻孔的工具制作要求:A).激光很难烧穿铜皮，故在激光钻孔前要在盲孔位蚀出跟完成孔径等大的Cu Clearance .B). 激光钻孔的定位标记加在L2/LN-1层，要在MI菲林修改页注明。

C).蚀盲孔点菲林必须用LDI制作，开料要用LDI板材尺寸。

5.生产流程特点:A). 当线路总层数为N , L2—Ln-1 层先按正常板流程制作完毕, B). 压完板，锣完外围后流程改为:--->钻LDI定位孔--->干膜--->蚀盲孔点--->激光钻孔--->钻通孔 --->沉铜----(正常工序)。

6.其他注意事项:A).由于RCC料都未通过UL认证,故此类板暂不加UL标记. B).关于MI上的排板结构, 为避免把此类含RCC料排板当假层板排板(因为菲林房制做菲林假层板和正常板有别) ,我们在画排板结构时,要注意RCC料与L2或Ln-1层分开,例如SR2711/01排板:C).IPC-6016是HDI板标准:激光盲孔孔壁铜厚:0.4mil(min).焊锡圈要求 :允许相切如果PAD尺寸比孔径大5mil以下，要建议加TEARDROPD).板边>=0.8”二).机械钻盲/埋孔:1.适用范围:钻嘴尺寸>=0.20mm时可考虑用机械钻孔;2.关于盲埋孔的电镀方法(参照RD通告TSFMRD-113): A).正常情况下,任何层线路铜面只可1次板电镀+1次图形电镀; B). 正常情况下,全压板流程完成后,板厚>=80MIL ,通孔需板电镀+图形电镀,因此, 盲孔电镀时外层板面不能板电镀.C).满足上述两条件后,盲孔的电镀按如下方法进行:I).外层线路线宽度大于6MIL ,且通孔板厚小于80MIL时,在盲孔电镀中外层板面可整板电镀II).外层线路线宽大于6MIL , 但通孔板厚大于80MIL时,在盲孔电镀中外层板面需贴膜保护板面;III).外层线路线宽小于6MIL , 且通孔板厚>=80MIL时,在盲孔电镀中外层板面需贴膜保护板面;3. 贴膜的方式:1) 盲孔纵横比<=0.8 (L/D)时,外层板面贴干膜整板曝光,内层盲孔板面整板电镀 , 2) 盲孔纵横比>0.8时(L/D) 时,外层板面贴干膜盲孔曝光, 需制作电镀曝点菲林或LDI曝光 ,内层盲孔板面整板电镀.4. 盲孔曝点的方法:1) 盲孔<=0.4MM (16MIL)时,用LDI曝盲孔,2) 盲孔>0.4MM (16MIL)时,用菲林曝盲孔,5. 埋孔贴膜方式 :1) 当埋孔面的线宽<=4MIL时,埋孔板面需贴膜曝点,2) 当埋孔面的线宽>4MIL时 , 埋孔板面直接板电镀 ,6. 注意事项 :1) 纵横比中 L/D : L=介质厚+铜厚 , D=盲孔/埋孔直径 .2) 盲孔/埋孔电镀菲林 : * 曝光点的直径D=D-6 (MIL) .*曝光点菲林加对位点 , 其坐标与外围参考孔一致 . 3) 需贴膜的盲孔在电镀时一般使用脉冲电流 (AC) .三.盲孔板需注意的一些特别要求 :1.树脂塞盲孔: 当埋孔尺寸较大时并且孔数较多, 压板时, 填满埋孔需要很多树脂, 为防止其影响压板厚度, 经R&D要求时, 可在压板前用树脂将埋孔预先塞住, 塞孔方式应可参照绿油塞孔.2. 外层有盲孔时 ,a. 因压板时外层会有胶流出 ,所以在压板后需要有一除胶工序;b. 因外层干膜前会清洁板面,有一磨板工序,化学沉铜很薄,仅 0.05MIL 到0.1MI 故很容易在磨板时磨掉, 所以我们会加一板电镀工序,加厚铜.其相关工序如 : 压板除胶钻孔沉铜板电镀干膜图形电镀 .3. 另外在做层数高的盲孔板时可能会到用PIN-LAM压板,但要注意只有 CORE 的厚度小于30MIL时, 我们的机器才能打PIN-LAM孔 , 例如 : PR4726010 ,我们用的就是普通压板 .4. 关于盲孔板板边 ,考虑有多次压板 ,及工艺孔较多 ,所以尽量把板边留到0.8”以上.5. 在写LOT卡时 ,关于副流程 ,即要写单个副流程的排板结构 ,还要在特别要求里写上主流程的排板结构 ,为的是方便下面工序.6. 在写LOT卡时 , 在有盲孔干膜是放在内层做或外层做,举例说明一下 :L 1L 2A如CORE的A厚度大于12MIL(不含铜厚) , 就放到外层做 , 如CORE的A厚度小于12MIL(不含铜厚) , 就放到内层做 ,。

盲孔和埋孔工艺流程

盲孔和埋孔工艺流程Blind hole and buried hole processes are commonly used in manufacturing and construction industries to create holes that do not go all the way through the material. These processes have their own unique advantages and applications, depending on the specific requirements of the project.盲孔和埋孔工艺流程在制造和建筑行业中被广泛使用，用于创建不完全穿透材料的孔。

这些工艺根据项目的具体要求具有各自独特的优势和应用。

Blind holes are holes that only partially penetrate the material, leaving a bottom to the hole. They are commonly used for creating a space for a screw head to sit flush with the material surface or for creating a precision bore. The blind hole process involves drilling a hole that does not go through the entire thickness of the material, which can be advantageous when a clean finish is required on one side of the material.盲孔是只部分穿透材料的孔，留有底部。

它们通常用于为螺钉头埋在材料表面上或创建一个精密孔。

HDI填孔技术

T O：黎钦源先生FR：万普臣/夏群康CC：陈炯辉先生/何丹照小姐1.评估电镀填平技术在盲孔填平方面的效果；2.调试并总结适用于批量生产板使用的电镀填平生产参数；3.研究并总结对电镀填平效果影响较大的主要因素及条件。

二．试验所需物料、设备、仪器试验物料：罗门哈斯盲孔填孔电镀药水试验设备：罗门哈斯（ROHM&HAAS）盲孔填平电镀设备；试验仪器：切片研磨机、金相显微镜、锡炉、铜厚测试仪。

试验试板设计：1）RCC、1080、106*2材料试板各24PCS，其中12PCS采用MASKII方法，12PCS采用LargeWindow 方法；2）板内均匀分布由3miL、4miL、5miL、6miL盲孔组成的单元；3）每个单元内的盲孔之间用Daisy Chain连接，以便热应力后测试盲孔可靠性。

三．试验前准备工作及工艺控制参数1.开缸：用3％－5％的NaOH泡缸12小时，将药水排净，用3％－5％的硫酸泡缸8小时，用清水将缸壁清洗干净。

加入缸体积一半的水，（按缸体积1100L）加入98％的浓硫酸110L，加水至缸体积2/3处，加入220公斤CP级硫酸铜，开启循环搅拌均匀，按化验室分析添加稀HCL，加入光亮剂VF-A 1L, VF-B 20L,按CVS分析结果添加光亮剂。

阳极用1寸的小铜球，每边钛篮挂6－8个。

（填孔电镀试验前HDI板必须打切片看孔形是否符合要求）2.3.亮剂全部拖掉以避免缸中附产物的累积。

故每次进行试板前添加光亮剂即可。

四．试验方案及计划第一阶段（初步确认盲孔电镀填平的效果）实验一：评估试用罗门哈斯（ROHM&HAAS）盲孔填平电镀设备时生产板在不同位置及不同面对HDI板的电镀效果。

试验目的：由于该设备能同时生产两块板，本试验评估不同位置电镀效果是否一致试验方案：1.RCC材料（开大窗）试板两块使用A流程（PTH后直接填孔）生产，对比左边的板与右边的板的填孔差异2.18″×24″板两块PTH后同时在该设备生产，电流密度16ASF，镀铜时间80分钟。

盲孔之填孔技术

填孔材料脱落或松动
可能是清洗不干净、填孔材料与盲孔内壁结合不牢或后处理不当所致。解决方案是重新清洗盲孔、更换合适的填孔材料或加强后处理措施。
盲孔变形或损坏
可能是填孔过程中用力过猛或操作不当所致。解决方案是掌握正确的填孔技巧和力度，避免对盲孔造成损坏。
04
填孔材料选择与性能要求
Байду номын сангаас
常见填孔材料介绍
03
填孔工艺流程与操作要点
工艺流程简介
01
02
03
04
前处理
对盲孔进行清洗和干燥，去除油污和杂质，确保填孔材料与
盲孔内壁的良好结合。
填孔材料选择
根据盲孔的尺寸、形状和用途，选择合适的填孔材料，如金
属、塑料、陶瓷等。
填孔操作
将选定的填孔材料填充至盲孔中，确保填满并压实，同时避
免产生气泡和空隙。
发展阶段
随着电子技术的不断进步，填孔技术也得到了快速发展。出现了多种先进的填孔方法，如电镀填孔、化学镀填孔等。这些方法具有填充效果好、导电性能优异等特点，逐渐在电子制造领域得到广泛应用。
未来趋势
随着5G、物联网等新兴技术的快速发展，电子产品对高性能、高可靠性的需求不断提升。未来填孔技术将继续向更高精度、更高效率的方向发展，同时还将探索新的填充材料和工艺方法，以满足不断升级的市场需求。
不同填孔技术的比较与选择
加工精度
加工效率
机械填孔和化学填孔的加工精度较高，而激光填孔的加工精度相对较低。
机械填孔和化学填孔的加工效率较低，而激光填孔的加工效率较高。
适用材料
成本
机械填孔适用于各种材料，化学填孔适用于导电材料和耐腐蚀材料，而激光填孔适用于各种金属和非金属材料。

盲埋孔技术

d.L1-8层压板: - 加天那纸或Paco-via阻挡埋盲孔流胶,分隔钢板与PCB. - 板面除胶磨板面. - PTH line除板面胶,然后磨干净板面.
(3).流程解析:
a.钻L1-2&L7-8盲孔: - L1-2&L7-8盲孔钻带须加补偿. - 板边须有层数标志.
b.L1-2&L7-8盲孔电镀: - 与正常图电要求可能不一样,须依lot卡及MI要求做.
c.L2,L3,L6,L7内层制作: - L2,L3,L6,L7为内层菲林. - L1,L4,L5,L8为工具孔菲林. - 盲孔层之内层菲林补偿须与钻盲孔的补偿一致. d.L1-4&L5-8压板: - 须加天那纸或Paco-via分隔钢板和PCB. e.测量L2,L3,L6,L7层x,y方向的x光点: - 所测数据为确定L1-4&L5-8盲孔钻带补偿数及L4-5内层菲林补偿.
埋孔结构: L5-10埋孔
压板测L6,L8,L9x,y方向的X光点值冲SP孔锣板边钻L5-10埋孔L5-10埋沉铜L5-10 埋孔电镀L2,L3,L4,L5,L10,L11,L12,L13内层制作棕化L1-14层压板钻L1-14层通孔正常流程
三.盲/埋孔板制作流程实例讲解:
1.一次盲孔板(SR2066):
(1).排板结构:
5mil H/H oz 1080 x 1 4mil H/H oz 1080 x1 5mil H/H oz
盲孔结构 L1-2 & L5-6盲孔
(2).制作流程: 界料钻L1-2&L5-6盲孔 L1-2 & L5-6盲孔沉铜 L1-2&L5-6盲孔电镀 L2,L3,L4,L5内层制作压板锣板边板面除胶磨板面胶钻L1-6通孔正常流程 (3).流程分析: a.钻L1-2 & L5-6盲孔: - 盲孔钻带须加补偿. - 板边须有层数标记.