盲孔之填孔技术分析解析
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)
PCB盲孔镀铜填孔添加剂研究进展
PCB盲孔镀铜填孔添加剂研究进展周珺成;何为;周国云;王守绪【摘要】盲孔孔径的减小对孔金属化工艺提出了新的挑战，盲孔孔金属化采用填铜结构可以有效提高印制电路的稳定性。
文章介绍了盲孔电镀工艺中常用的四种添加剂，并对国内外填铜添加剂的研究进展进行了概述。
%The new challenge of via metallization was raised because of the decreased diameter of blind via, the stability of PCB will be improved if＂bottom-up filling＂ was used for blind via metallization. In this paper, four kinds of the most frequently used additives were introduced for blind via filling, the research works of additives used for super filling was also overviewed home and abroad.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】5页(P35-39)【关键词】盲孔;添加剂;填铜;电镀【作者】周珺成;何为;周国云;王守绪【作者单位】电子科技大学应用化学系,四川成都610054;电子科技大学应用化学系,四川成都610054;电子科技大学应用化学系,四川成都610054;电子科技大学应用化学系,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN41随着IT行业日新月异的发展，电子产品向着轻、薄、短、小型化发展，相应的印制电路板也面临着高精度、高密度、细线化和小孔径的挑战。
孔径的减小意味着导通孔的厚径比增大，这使得微孔尤其是盲孔内镀液与电镀槽内镀液的交换变得愈发缓慢，孔内电流密度分布变得不均匀，导致微孔表面铜的沉积速率大于孔壁和底部的沉积速率，故而极易在沉积过程中形成空洞或裂缝，最终导致电子产品的可靠性降低。
高纵横比盲孔电镀铜填孔技术改进
高纵横比盲孔电镀铜填孔技术改进夏海;谢慈育;丁杰;郝意【摘要】随着盲孔填孔产品及工艺的发展,越来越多的注意力被放在了高纵横比微盲孔的填孔技术开发上.目前高纵横比微盲孔填孔中经常出现包芯,面铜厚等问题.本文研究了通过特殊的分子结构设计以及工艺改进,极大的改善了高纵横比微盲孔的填孔表现.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2018(026)012【总页数】4页(P31-34)【关键词】盲孔填孔;高纵横比;电镀铜;添加剂【作者】夏海;谢慈育;丁杰;郝意【作者单位】深圳市板明科技有限公司,广东深圳 518105;深圳市板明科技有限公司,广东深圳 518105;深圳市板明科技有限公司,广东深圳 518105;深圳市板明科技有限公司,广东深圳 518105【正文语种】中文【中图分类】TN410 前言印制电路板在电子设备中提供电子元器件电气沟通的渠道，由它们构成的三维铜线路网络为每一个芯片、电容及电阻等器件能够正常工作提供了可靠保证[1]。
水平方向的铜线路可以由加减铜来完成，垂直方向的铜线路则一般依靠通盲孔以及相互的叠孔来实现[2]。
针对孔径较小的微孔，目前通孔的填孔是业界的一个重点，如果需要实现多层之间在垂直方向的电气相通，一般是采用叠孔的方式来实现，然而多层的叠孔会出现成本大且孔对位等问题。
盲孔填孔技术一般是针对厚径比小于0.8的“浅”盲孔，而厚径比大于0.8，甚至大于1的“深”盲孔填孔是业界急切想要开发的一项技术[3]。
目前填孔技术虽然可以实现纵横比大于1:1的高纵横比微盲孔填孔，但在一定程度上要解决叠孔还可能存在如何有效的降低企业生产成本及孔对位产生的安全隐患问题。
1 添加剂材料设计与作用原理1.1 包芯出现的原因在盲孔的电镀填孔过程中，特别是高纵横比的盲孔填孔实验中，经常会出现包芯（空洞void）现象。
包芯的存在会降低信号传输速率并降低导线的电致迁移耐力，同时存在一定的机械强度方面的隐患[4]。
提高电镀填盲孔效果的研究.magazine.
1前言高密度互连技术（High Density Interconnect Technology ，HDI ）是为了适应电子产品向更轻、更薄、速度快、频率高方向发展的要求，满足微型器件小型化和封装技术高密度化的需求而发展起来的一种综合性、新型的为电子封装载体制造技术[1]。
20世纪九十年代初期，日本、美国开创应用高密度技术，经过十几年的发展，DI 板得到了长足的发展，尤其是近年来国内3G 手机市场的拉动，给DI 板注入了持续的发展动力。
提高电镀填盲孔效果的研究Pa pe r Code:A-088朱凯何为陈苑明陶志华（电子科技大学，四川成都610054）陈世金徐缓（博敏电子股份有限公司，广东梅州514000）摘要随着电子产品的持续发展，H D I 印制电路板的应用越来越广泛，本文通过正交实验优化电镀填孔工艺参数，并通过控制变量法研究了通孔孔径及位置对盲孔电镀填孔效果的影响，并以金相显微镜分析盲孔的凹陷度作为考察指标。
研究结果表明采用优化参数能够降低盲孔填充凹陷度，通孔对盲孔的填孔电镀效果会产生影响，随着通孔孔径的增大，对盲孔的填孔电镀越有利，同时实验还发现，若在孔金属化后通孔孔壁与盲孔底部铜层电导通有利于盲孔的填孔。
关键词高密度互连技术；电镀填孔；通孔中图分类号：TN41文献标识码：A 文章编号：1009-0096（2013）增刊-0150-06The study on improving microvia-lling platingZHU Kai HE W ei CHEN Y uan-ming T AO Zhi-hua CHEN Shi-jin X U Hua nAbst rac t With the electronic products continuous improvement,HDI has extensive application in PCB.In this paper,optimizing process parameters through orthogonal experiment was used for improving microvia-liing ef ciency,and the effect of through-hole size and place on microvia-lling plating had been study by control variable method,besides,the via lling effect was proved by metallographic slicing test.Research results show that the microvia with lower dimple can be completed well by the optimum technology,and the dimple reduced while through-hole pere size increased,and it was bene cial to microvia-lling plating if through-hole and the bottom of microvia were conductive after hole metallization.Key words HDI;Microvia -Filling P la ting;Through-HoleH H电镀填孔技术是目前高密度互连以及任意层互连技术主要采用的工艺，也是实现批量生产所使用的最广泛的工艺[2]。
印制电路板(PCB)微盲孔填充及通孔金属化技术
印制电路板（PCB）微盲孔填充及通孔金属化技术电子产品向轻、薄、短、微型化的发展趋势要求印制线路板及包装材料的空间体积向更小型化发展，高密度互连(HDI)技术已经成为发展的必然趋势。
线路板的功能可靠性很大程度上取决于直接金属化、微盲孔填充及通孔金属化的品质。
为改善流程的性能，人们往往会提高工艺流程的复杂程度，使用不同类型的添加剂，这使流程更加难以控制。
另外，PPR脉冲电镀技术作为一种解决方案已被应用，最终还是要通过功能性化学品的氧化还原保护作用来维持添加剂的稳定性。
一项新的技术已经问世，此技术简单而又能有效地控制流程，可实现微孔填充与通孔金属化同步进行，已经在整板电镀和图形电镀的应用中得到了证实与认可。
该技术可应用于传统垂直起落的浸入式直流电镀生产线。
另外，此项新技术添加剂的使用量少，从而延长了镀液使用寿命，流程品质也易于管理与控制。
引言线路板在机加工之后的微、通孔板，孔壁裸露的电介质必须经过金属化和镀铜导电处理，毫无疑问，其目的是为了确保良好的导电性和稳定的性能，特别是在定期热应力处理后。
在印制线路板电介质的直接金属化概念中，ENVISIONHDI工艺在HDI印制线路板的生产中被认为是高可靠性、高产量的环保工艺。
这项新工艺可使微盲孔填充及通孔金属化同步进行，使用普通的直流电源就具有优异的深镀能力。
另外一些研究显示，CUPROSTARCVF1不改变电源及镀槽设计的条件下仍能保证填盲孔，不影响通孔电镀的性能。
本文总结了CUPROSTAR CVF1最新研发结果、工艺的潜能以及对不同操作控制条件的兼容性，描述了微盲孔和通孔的物理特性和导电聚合体用于硬板和软板的直接金属化技术新的发展方向以及与CVF1电镀的兼容性。
CUPROSTARCVF1半一站垂直浸入式工艺(表1)，可利用现有的电镀设备(直流电源和可溶性阳极)进行微孔填铜。
常规的电镀液中含有活化剂和抑制剂(甚至还含有整平剂)，CUPROSTAR CVF1的两种添加剂是分开的：预浸液中只含有活化剂，镀液中只含有抑制剂。
通孔埋孔盲孔
通孔埋孔盲孔简介：导通孔（VIA）：⼀种⽤于内层连接的⾦属化孔，其中并不⽤于插⼊元件引线或其它增强材料。
盲孔（BIIND VIA）：从印制板内仅延展到⼀个表层的导通孔。
（从字⾯意思理解，看不穿看不透的孔，⽐如⼀个6层板，钻孔只从1层到4层，这样的就叫盲孔）埋孔（BURIED VIA）：未延伸到印制板表⾯的⼀种导通孔。
（埋孔两头都不通的孔，⽐如⼀个6层板，钻孔只从3层到4层通，这样的就埋孔）过孔（THROUGH VIA）：从印制板的⼀个表层延展到另⼀个表层的导通孔。
元件孔（COMPONENT HOLE）：⽤于元件固定于印制板及导电图形电⽓连接的孔。
摘要：在⾼速PCB 设计中，过孔设计是⼀个重要因素，它由孔、孔周围的焊盘区和POWER 层隔离区组成，通常分为盲孔、埋孔和通孔三类。
在PCB 设计过程中通过对过孔的寄⽣电容和寄⽣电感分析，总结出⾼速PCB 过孔设计中的⼀些注意事项。
关键词：过孔；寄⽣电容；寄⽣电感；⾮穿导孔技术⽬前⾼速PCB 的设计在通信、计算机、图形图像处理等领域应⽤⼴泛，所有⾼科技附加值的电⼦产品设计都在追求低功耗、低电磁辐射、⾼可靠性、⼩型化、轻型化等特点，为了达到以上⽬标，在⾼速PCB 设计中，过孔设计是⼀个重要因素。
1、过孔过孔是多层PCB 设计中的⼀个重要因素，⼀个过孔主要由三部分组成，⼀是孔；⼆是孔周围的焊盘区；三是POWER 层隔离区。
过孔的⼯艺过程是在过孔的孔壁圆柱⾯上⽤化学沉积的⽅法镀上⼀层⾦属，⽤以连通中间各层需要连通的铜箔，⽽过孔的上下两⾯做成普通的焊盘形状，可直接与上下两⾯的线路相通，也可不连。
过孔可以起到电⽓连接，固定或定位器件的作⽤。
过孔⽰意图如图1 所⽰。
过孔⼀般⼜分为三类：盲孔、埋孔和通孔。
盲孔，指位于印刷线路板的顶层和底层表⾯，具有⼀定深度，⽤于表层线路和下⾯的内层线路的连接，孔的深度与孔径通常不超过⼀定的⽐率。
埋孔，指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表⾯。
盲孔之填孔技术
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.
盲埋孔及钻孔技术
深圳电路板现代印制电路技术发展概况为了解决高速数控钻孔用的微小钻头的“断钻”问题。
除了改进在钻孔时的稳定性外，在微小钻头的组成和结构上做了大的改进。
①在组成上：（A)把钻头中的钴含量由4%提高到6%以上（重量比），甚至达到10%，从而明显地提高了韧性而减小了脆性；（B)把钻头中的主要成分碳化钨的粒度级配减小到(0.2-0.3)叫左右或更小，甚至采用纳米材料，因而也有利于提高致密性而减小崩裂度；（C)表面处理，如高压静电处理、渗碳处理、浸涂处理（表面金刚石化和纳米化处理）等。
从各方面来提高微钻的耐磨性、耐热性与导热性等来延长使用寿命。
钻头通过这三方面改进已较好的解决了微小钻头的钻微孔与“断钻”问题。
②在结构上：（A)微小钻头的排屑槽由多（或双）排屑槽改为单排屑槽、改进了排屑槽角度，增加了钻头中心（或轴心）区域的尺寸，不仅增加了排肩能力、改善发热状态，而且提高了微小钻头的抗剪（折）能力；（B)为了解决在积层多层板上钻盲孔，除了数控钻床具有控深钻孔外，把微小钻头的顶部做到接近180°的顶角，较好地解决了薄介质层中钻盲孔问题。
由于数控钻床主轴转速提高，而且高速转动不是整个主轴转动，仅是夹钻头部件机构高速转动，其高速转动的重量由18 kg减少到0.3kg,如此以来则启动或停止时的动能大大减小了，因而其冲击、震动和磨损也相应地大大下降了。
力D上数控钻床平台移动由丝杠传动改为线性（马达）传动，这些措施明显地改进了数控钻床的钻孔稳定性，因而提高了钻孔的生产率，微小钻头的使用寿命已可达到6 000?12000个孔/支（钻头），所以数控钻孔的成本也下降了。
很显然，机械钻孔的根本问题是成本问题，其次才是生产率问题，因此只有把数控钻床的成本降低到激光成孔的水平，才能在微孔领域占领阵地。
但是机械钻孔有着悠久的历史和长期实践的丰富经验，因而在0.10_以上导通孔钻孔方面仍占着绝对的优势。
得到了应用，特别是在手机板、PCMCIA(个人计算机存储卡）、Smard、1C卡等方面。
利于改善填孔电镀空洞问题的激光盲孔研究
51PCB InformationOCT 2019 NO.7利于改善填孔电镀空洞问题的激光盲孔研究文／深圳市金百泽电子科技股份有限公司 吴军权 唐宏华 陈春激光盲孔的填孔空洞问题已是老生常谈，通常的解决思路是调整填孔电镀制程药水成分或设备参数，以达到较好的填孔效果。
然而当前采用二氧化碳激光直接打铜技术实现的盲孔加工，往往受铜层厚度及黑棕化效果影响使得厚径比差异较大，导致的填孔效果各式各样，填孔空洞及填孔凹陷的问题时常出现。
针对这些问题，本文将对适宜填孔的激光盲孔孔形进行研究，以期得到较优的盲孔加工方案来改善填孔效果。
理论上，与普通电镀镀孔相比，填孔电镀最大的特点是越接近盲孔底部镀层的厚度增加得越快，从而实现盲孔填铜，其理想的效果如图1所示。
但实际加工过程中，盲孔的孔形加工并不一定能满足填孔电镀【摘 要】激光盲孔在填孔电镀时最常见的问题是孔内空洞，通常的解决思路是调整填孔电镀制程的药水成分或设备参数。
但对样板厂而言，其产品的盲孔形貌多样，填孔电镀制程的变动往往会影响产线的生产效率和加工品质的稳定性，不利于柔性化生产。
本文另辟蹊径，从激光盲孔加工的角度出发，通过分析有利于填孔电镀的盲孔孔形，摸索出这类孔形的加工制程。
在不改变填孔电镀制程的情况下，降低盲孔填铜产生空洞的风险，提升填孔电镀的良率。
【关键词】填孔电镀；空洞；激光盲孔第一作者简介：吴军权，现任深圳市金百泽电子科技股份有限公司技术研发部工程师，主导新技术与新产品研发项目。
０背景１ 填孔效果与激光盲孔孔形的关系的要求，当盲孔开口较小，孔形比例较为细长，就往往容易出现填孔空洞的情况，如图2所示。
然而为了降低填孔空洞的几率，让孔口变得更大也不一定能得到更好的效果。
实际上当整体孔径或开口变得过大，会存在填孔凹陷的风险，如图3所示。
为了得到较好的填孔效果，需要找到较适宜填孔的孔形与之匹配。
图１ 理想的填孔效果图２ 大厚径比填孔空洞 2019年10月第7期52不难发现，出现填孔空洞的孔形其上下孔径比都比较小，而上孔径较大的盲孔则没有出现空洞的情况，然而当上孔径大到一定程度时就出现了填孔凹陷的情况，这个结果与上文的理论分析是一致的。
利于改善填孔电镀空洞问题的激光盲孔研究
利于改善填孔电镀空洞问题的激光盲孔研究
利于改善填孔电镀空洞问题的激光盲孔研究
吴军权; 唐宏华; 陈春
【期刊名称】《印制电路资讯》
【年(卷),期】2019(000)007
【摘要】激光盲孔在填孔电镀时最常见的问题是孔内空洞,通常的解决思路是调整填孔电镀制程的药水成分或设备参数。
但对样板厂而言,其产品的盲孔形貌多样,填孔电镀制程的变动往往会影响产线的生产效率和加工品质的稳定性,不利于柔性化生产。
本文另辟蹊径,从激光盲孔加工的角度出发,通过分析有利于填孔电镀的盲孔孔形,摸索出这类孔形的加工制程。
在不改变填孔电镀制程的情况下,降低盲孔填铜产生空洞的风险,提升填孔电镀的良率。
【总页数】4页(P.51-54)
【关键词】填孔电镀; 空洞; 激光盲孔
【作者】吴军权; 唐宏华; 陈春
【作者单位】深圳市金百泽电子科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ1
【相关文献】
1.填孔电镀盲孔微蚀分界线成因浅析 [J], 杨智勤; 张曦; 陆然; 倪超
2.电流参数对电镀填盲孔效果影响研究 [J], 陈世金; 邓宏喜; 李云萍; 徐缓
3.高厚径比微盲孔填孔空洞改善 [J], 刘梦茹
4.印制电路板盲孔填铜电镀空洞失效分析[C], CHEN Shi-jin; 陈世金; XU Huan; 徐缓; DENG Hong-xi; 邓宏喜; YANG Shi-wei; 杨诗伟; HAN Zhi-。
孔洞填充的原理_概述说明以及解释
孔洞填充的原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述孔洞填充是一种常见的工程技术，用来修复和强化材料表面或内部的空洞或孔隙。
通过选择适当的填充材料并运用特定的填充过程和技术，可以有效地修复损坏的结构、加固潜在脆弱区域以及增强材料的力学性能。
孔洞填充技术广泛应用于建筑工程、地质灾害处理以及其他许多领域。
1.2 文章结构本文将对孔洞填充的原理进行详细探讨。
首先，我们将定义和解释孔洞填充，并介绍其背景和发展历程。
接着，我们将探讨选择合适的填充材料时需要考虑的因素，并解析不同材料的特点。
然后，我们将阐述孔洞填充过程中涉及的具体技术和方法。
在第三部分，我们将深入研究孔洞填充技术在建筑工程、地质灾害处理及其他领域中所具备的应用领域。
随后，在第四部分，我们将总结孔洞填充技术的优势和挑战，并分析相关的技术难题和解决方案。
最后，我们将在结论部分对本文的主要内容进行总结，并提出未来发展的展望或建议。
1.3 目的本文旨在全面了解孔洞填充技术的原理及其在不同领域中的应用。
通过对这一技术的概述、选择和特点以及应用领域的讨论，读者可以深入了解孔洞填充技术在工程实践中的重要性及其为解决材料损伤和加固结构所带来的潜力。
同时，本文还将探讨孔洞填充技术所面临的挑战并提供可行的解决方案，以促进该技术在不同领域中更广泛地应用。
最终，我们希望通过本文能够为读者提供具有指导意义和参考价值的信息。
2. 孔洞填充的原理2.1 定义和背景孔洞填充指的是利用特定的材料填补建筑构件或地质中存在的孔洞，以增强结构稳定性、提高材料性能或解决地质灾害问题。
在建筑工程中，预留孔洞用于固定管线、电线等设备；而在地质处理领域，孔洞填充则常常用于修复矿山及建筑基础上的坍塌或空洞。
2.2 填充材料的选择和特点在选择合适的填充材料时，需考虑其物理、力学和化学性质。
常见的填充材料包括泡沫混凝土、聚合物泡沫、膨胀黏土及胶结材料等。
这些材料具有轻量化、抗压强度高以及良好的可塑性等特点。
HDI板盲埋孔填胶量化分析及模型探索
HDI板盲埋孔填胶量化分析及模型探索魏峥;史宏宇;李艳国;罗娜【摘要】文章定量分析了半固化片对盲埋孔填胶的影响因素，在此基础上，正交分析确定了盲埋孔填胶的主要控制因素（填胶深度和PP片数量），为前端工程设计和控制提供依据。
最后，建立盲埋孔填胶的胶体流动模型，即在层流状态下的渗流模型，服从达西定律。
%The factors which affect the filling Blind-via/Buried-via with prepreg were analyzed quantitatively by orthogonal analytical methods in this article, then, the key ones (the depth of filling and the number of prepreg ) were concluded to provide the theoretical basis for the engineering design. Subsequently, the theoretical model of colloidal lfow in iflling Blind-via/Buried-via with prepreg was established by using seepage under the laminar lfow relative to Darcy's law.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P186-189)【关键词】半固化片;胶体;渗流;达西定律【作者】魏峥;史宏宇;李艳国;罗娜【作者单位】广州兴森快捷电路科技有限公司，广东广州 510063;广州兴森快捷电路科技有限公司，广东广州 510063;广州兴森快捷电路科技有限公司，广东广州 510063;广州兴森快捷电路科技有限公司，广东广州 510063【正文语种】中文【中图分类】TN41为适应当今电子产品多功能化和微型化的发展需求，高阶HDI板逐渐成为PCB市场的主流产品。
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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.
2006/06/10 Prepared By Level
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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;
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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。
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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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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.
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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
4
叠孔不同流程图片对比
公司叠孔制作流程： 填孔制作流程
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 ℃
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;
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 ℃
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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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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℃
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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；
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
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；
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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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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5
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；
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P6/06/10
Prepared By Level
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。
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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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。