盲孔之填孔技术PPT课件
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盲孔之填孔技术
2006/06/10
.
1
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。
范围 190~210g/L 90~110g/L 40~60PPM 1.5~2.5ml/L 15~30ml/L 10~20ASF
22~25 ℃
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 120~140g/L 180~200g/L 40~60PPM 0.5~1.5ml/L 4.0~6.0ml/L 10~30ASF
18~23 ℃
2006/06/10
.
15
填孔最佳参数
D/C填孔参数
Normal镀铜参数
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℃
2006/06/10
.
13
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;
2006/06/10
.
14
填孔最佳参数
D/C填孔参数
ห้องสมุดไป่ตู้
PPR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℃
A
B
2006/06/10
.
6
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；
2006/06/10
.
7
填孔的原理
2006/06/10
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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.
不同硫酸铜浓度填孔差异
2006/06/10
.
9
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.
范围 190~210g/L 90~110g/L 40~60PPM 1.5~2.5ml/L 15~30ml/L 10~20ASF
22~25 ℃
参数
五水硫酸铜 硫酸 氯离子
添加剂VFA 添加剂VFB 电流密度 正反电流比 正反时间比
温度
目标值 130g/L 190g/L 50PPM 1.0ml/L 5.0ml/L 20ASF 1A/0.5A 1/0.5ms 20℃
盲孔孔型 化学铜层的厚度与均匀性 化铜表面的氧化程度
2006/06/10
.
19
盲孔孔型对填孔的影响
Harder To Fill
Easier To Fill
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.
目前最便宜、最方便的是镀铜之填充技术；
2006/06/10
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2
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；
范围 60~90g/L 190~210g/L 40~60PPM 0.3~0.8ml/L 15~25ml/L 10~25ASF 22~26 ℃
2006/06/10
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16
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
2006/06/10
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3
叠孔的制作流程对比
公司叠孔制作流程：
Laser
镀盲孔
填孔制作流程
Laser
树脂塞孔 砂带研磨
填孔电镀
镀盲孔面铜
压合
2006/06/10
.
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
2006/06/10
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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。
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;
2006/06/10
.
12
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.
T/P
100% 90% 80% 70% 60% 50%
75g/L 130g/L 200g/L
硫酸铜浓度
1.0ASD 2.0ASD
2006/06/10
.
10
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)
2006/06/10
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11
物理参数之说明
电流密度：
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。
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.
17
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
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18
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:
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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。
范围 190~210g/L 90~110g/L 40~60PPM 1.5~2.5ml/L 15~30ml/L 10~20ASF
22~25 ℃
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 120~140g/L 180~200g/L 40~60PPM 0.5~1.5ml/L 4.0~6.0ml/L 10~30ASF
18~23 ℃
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填孔最佳参数
D/C填孔参数
Normal镀铜参数
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℃
2006/06/10
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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;
2006/06/10
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填孔最佳参数
D/C填孔参数
ห้องสมุดไป่ตู้
PPR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℃
A
B
2006/06/10
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6
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；
2006/06/10
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7
填孔的原理
2006/06/10
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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.
不同硫酸铜浓度填孔差异
2006/06/10
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9
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.
范围 190~210g/L 90~110g/L 40~60PPM 1.5~2.5ml/L 15~30ml/L 10~20ASF
22~25 ℃
参数
五水硫酸铜 硫酸 氯离子
添加剂VFA 添加剂VFB 电流密度 正反电流比 正反时间比
温度
目标值 130g/L 190g/L 50PPM 1.0ml/L 5.0ml/L 20ASF 1A/0.5A 1/0.5ms 20℃
盲孔孔型 化学铜层的厚度与均匀性 化铜表面的氧化程度
2006/06/10
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19
盲孔孔型对填孔的影响
Harder To Fill
Easier To Fill
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.
目前最便宜、最方便的是镀铜之填充技术；
2006/06/10
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2
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；
范围 60~90g/L 190~210g/L 40~60PPM 0.3~0.8ml/L 15~25ml/L 10~25ASF 22~26 ℃
2006/06/10
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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
2006/06/10
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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
填孔制作流程
Laser
树脂塞孔 砂带研磨
填孔电镀
镀盲孔面铜
压合
2006/06/10
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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
2006/06/10
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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。
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;
2006/06/10
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12
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.
T/P
100% 90% 80% 70% 60% 50%
75g/L 130g/L 200g/L
硫酸铜浓度
1.0ASD 2.0ASD
2006/06/10
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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)
2006/06/10
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物理参数之说明
电流密度：
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。
2006/06/10
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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
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18
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: