树脂塞孔工艺的研发

（４）足够的耐酸碱性，保证后续加工不会对 已经形成的树脂状况造成破坏，比如电镀的 ＰＴＨ，Ｄｅｓｍｅａｒ，图形转移后的显影段、退膜段 是碱性状态，而电镀，前处理的微蚀，图形转 移后的蚀刻都是酸性状态。
（５）针对不同的＿［岂流程，对树脂的预固化 硬度也有选择：硬度太高，则不利于树脂残留 的磨除；太低，则对可靠性，研磨后孔口下凹 有较大影响，而塞孔后电镀的工艺对孔口树脂 的下陷有严格控制。
表现得相当突出，只是操作比较吲难，树脂内 的气泡难以消除，有机挥发物的存在也是很大 的问题，残留去除也比较困难，从而限制了它 在高技术ＨＤＩ板上的应用。 ２ ２ ２ ２铝片网的选择
也许是习惯的原因，日本多用聚酯网或不 锈钢丝网来塞孔，而香港多用铝片网，港资较 多的广东多延续铝片的做法，ｓＭＥ选用铝片网 塞孔。丝网的制作则要选择网目，感光乳剂的 厚度控制，同时下油点的大小也是需要注意的 问题。一般低于１．２ｍｍ的板多用聚酯网，而铝 片网一般用｛）．２ｍｍ厚的铝片，剩下的只要控制 好孔径大小。铝片网还具有使用大的丝印压力 而不会产生较大变形的特征。 ２ ２ ２ ３孔板的应用
图６
图７
（２）特性阻抗也会由于介厚的不均匀而起伏 不定，造成讯号不稳。以下为特性阻抗的计算 公式：
ｚＤ：√一￡ｒ！＋！ｌ＿４ｌ
ｌｎ（ｉ：！些） ’ ‘ｗ＋ｔ
表明“特性阻抗”与讯号线的线宽（ｗ）、线厚（ｔ）、 介质厚度（ｈ）与介质常数（Ｄｋ）关系。介厚ｈ对阻 抗值的影响显而易见：
（３）由于线路的不平直、不均匀，使得讯号 完整性受影响；
图１０ 目前通用的丝印树脂塞孔流程：
盯Ｈ＋全板镀铜一来料检查一预处理（黑化 或微蚀）一塞孔—，预固化（热固化或曝光）一板面 处理一板面检验一后固化＿＋后续加工（图形转 移或电 万镀方）。数据
图１１ （１）来料检查：铜厚的均匀性、钻孔质量、 电镀铜的品质（空洞、杂质堵孔、铜瘤会导致开 路和塞孔不良，气泡等缺陷）；
（４）连接盘的不平整使得后续封装品质不
良，造成元器件的连带损失，波及最终用户。
于是在内层唧与全板电镀之后，增加了
树脂塞孔，使得孔被树脂填充，从而保征层压 后板面的平整性，同时通过电镀将填塞过的孔 直接掩盖，将埋孔顶作为基础，直接用于电气 连接，为提高线路设计密度提供了更多空间。 而塞孔后的各种工艺则可以忽略内层孔的存 在，布线设盘更为方便。图８ ｉ兑明了塞孔后外 层的板面状况，而图９所示则将埋孔位置予以 充分利用，在Ｅ而作微盲孔，此外还有更高境 界的埋孔上叠微盲孔（幽８）。
（２）树脂在ｚ轴的热膨胀系数，与层压的 Ｒｃｃ或ＦＲ一４的树脂，孔壁铜的一致性，在热
冲击ｉ；凇后无爆裂、分层等缺陷，硬化后要求
树脂收缩程度小； 图１２说明了Baidu Nhomakorabea在塞孔树脂处理完后经过
热冲击试验的情况，树脂与孔壁铜的结合力以 及可靠性非常优越。
图１２
（３）足够的强度以保征塞孔时残留的气泡在 热冲击时不会造成缺陷；
（７）后固化：树脂的最终固化，使其具有 合格的可靠性、热性能、加工性；
（８）至于后续加工包括图形转移或者电镀， 都是比较常规的工艺。
２ ２ ２材料与配套工具的选择 ２ ２ ２ １塞ｆＬ材料的选择
树月％塞孔材料由于要掩埋于内层，所以需要 满足各研『生能测试及后续工艺的要求。主要有：
（１）填塞树脂与孔壁、层压树脂甚至是树脂 之上的电镀铜之间有足够的结合力；
（２）预处理：通常的做法是黑氧化处理以增 强结合力。但黑化会导致板面孔口边缘的树脂， 去除非常困难。而只作微蚀处理结合力，经测试 也没有任何不良表现，完全符合热冲击的测试；
（３）塞孔：合适的塞孔材料的选择，各种工 艺条件的组合，气泡的管理，丝印塞孔的现场 操作及过程控制等都是塞孔的难点和重点所在；
（４）预固化：形成适当硬度的固体树脂，以 便于磨除。对于光固化树脂需要用紫外光曝 光，同时控制树脂内气泡固化放热膨胀，也就 有了野田一绝“液中曝光”。热固性树脂在尽可 能消除气泡的同时，控制好固化程度也是硬度 控制的关键因素；
与其他ＨＤＩ相关技术一样，树脂塞孔工艺 也兴起于日本，在技术的使用及研发方面也遥 遥领先于其他领域的同行。在日本，五年前由 ｓａｌｌ一ｅｉ（三荣化学）、Ｎｏｄａ ｓｃｒｅｅｎ（野田），Ｉｂｉｄｅｎ 三家公司，强强联手，进行树脂塞孔原料的改 进、工艺研发以及在产品·｛－的应用等课题研 究。大家都知道，这二家公司在其相应方面都 是顶尖高手，所以现在采用树脂塞孔工艺的 ＰｃＢ厂家，大多选用“三荣化学”的树脂。三 年前，台湾ＰｃＢ厂家开始对树脂塞孔工艺研发 应用，第一家是台茂。两年半前开始在韩国试 用。目前台湾地区的华通，韩吲的三星均是国 际上赫赫有名的ＰｃＢ厂家，都是ｓａＪｌ一ｅｊ树脂的 使用厂家。ｓＭＢ自然就晚了许多。其实当今亚 洲涉及ＨＤＩ的大ＰｃＢ厂，都有应用树脂塞孔工 艺，国内就有很多厂家能够批量生产，如ｓＭＥ、 广东Ｅ 万＆方Ｅ、数昆据山耀宁（台资与日本ＪＶｃ技术合
由于孔板与板孔的一一对应，使得孔内原 有空气Ｊ颐利排出，而不会阻碍树脂的进入，一 定程度上避免树脂内的气泡残留。本人只是将 孔径放大，导气的同时，避免反面污染。 ２ ２ ２ ４机器与刮胶的选择
机器的稳定性和压力大小是否适于塞孔相 当重要。要求２ｍｍ～３ｍｍ厚的板一刀塞好，全 板均匀，实在不是一件容易的事，真如“百米 跑十秒”。专业塞孔一般选用９ｍｍ厚的刮胶板、 磨出一定角度，和机器的匹配，同时刮刀角度， 攻角等都是控制效果的综合因素。经过多次试 验，找到合适硬度的刮胶板，以小孔径厚板一 刀塞过，反面也冒油很多，而不可套用别人的 参数，一般稳定性高，对位精度高，压力大的 机器适用于塞孔。 ２ ２ ２．５消泡设备
树脂塞孔工艺的研发
上海美维电子李强
１前言
树脂塞孔作为ＨＤＩ中比较新、决定未来 ＨＤＩ趋势走向的一种工艺，其发展程度反映出 一个公司ＨＤＩ的整体制作水平，同时也是各厂 家极为保密的技术。ｓＭＥ从２０００年ｌｏ月对树 脂塞孔正式立项，经过半年多的研发，ｓＭＥ克 服树脂塞孔中的三大难题：厚板小孔难以一刀 塞实以及树脂固化收缩而难以实现孔塞得饱满； 树脂内气泡难以消除；板面树脂残留难以去除 等，开启了一条美维特色的工艺路线，迅速实 现工艺能力的提升，保证大批量的ＨＤＩ板的生 产，并很快完成ｖｉａ ｏｎＨｏｌｅ工艺ＨＤＩ板的塞 孔工艺。对常规ＨＤＩ内层埋孔工艺（勿需埋孔上 直接盲孔）的塞孔工艺相当完善，加工板厚 ０．４ｍｍ～３．２ｍｍ，埋孔孔径Ｏ．２５ｍｍ～Ｏ．４０ｍｍ，成 品率达９９％以上；对上有盲孔的埋孔树脂塞孔 工艺，加工板厚ｏ．４ｍｍ一２．ｏｍｍ，孔径 ｏ．２５ｍｍ～ｏ．３５ｍｍ，孔［Ｊ凹陷＜５ｍｍ（树脂研磨 后），成品率达９５％以上。工艺水平达到国内同 行先进水平。
图１常见二阶盲７Ｌ
图２树脂塞孔后的叠盲孔 由于树脂塞孔是ＨＤｌ当中依靠工艺能力 较强的技术，对常规阻焊做一些调整、改进，添 置一些没备就可以进行，不似有些技术完全依 赖于设备本身，当然，发展到一定程度，产品 要求越来越高，专业设备的添置必不可少。 ＨＤＩ包括塞孔工艺毫无疑问是日本同行领先一
步，而港台厂家的起步要稍早于大陆，而国内 也主要集中于港台、欧洲新近投资的ＨＤＩ生产 厂家。其技术获得的主要途径有二：自身研发 （包括集团内部的支援）和整体技术引进。昆山 耀宁就属于后者（日本ＪＶｃ）。各厂家对于相互 之间的保密工作更是到了无以复加的程度，几 乎无法从同行了解哪怕一·丁点儿有用的信息， ｓＭＥ项目开发部自行开发研究，在树脂塞孔方 面取得了很大进展，开启了一条有美维特色的 工艺路线，使得ＨＤＩ板在２００１年初顺利实现 了量产（２００１年４月ＨＤＩ产量在ｌｏｏｏｏ平方英 尺以上），树脂塞孔成品率达ｌｏｏ％。之后就是 进一步的提升工艺能力，至２００１年７月，顺利 完成ｖｉａ ｏｎ Ｈｏｌｅ工艺ＨＤＩ板的塞孔工艺（如图 ３所示）。至此，ｓＭＥ的树脂塞孔工艺第一阶段 基本结束，达到了相当高的水平。
（５）板面处理：其实大家统一的做法是用 磨刷处理来去除板面过多的树脂残留，只不过 不同硬度的树脂状态需要用不同的研磨设备。 而ｓＭＥ在塞孔工艺上的投资有限，在没有强力 的研磨设备的情况下，独创了用化学处理的全 新工艺，所以这里称之为板面处理；
（６）板面检验：主要是检验板面树脂的去除 情况，确保板面干净，而不致在图像转移的时 候起抗蚀作用，导致残铜、短路；对塞后电镀 的板更是严格要求孔口的凹陷，孔口位置的气 泡更是致命伤，在板面处理后气泡破裂形成凹 坑，对之后的电镀、线路制作、上叠盲孔缺少 基础，一个孔的缺陷也会导致整板报废。另外 板面铜层的厚度及均匀性也是重要的控制点；
图８
图９ ２ ２塞ｆＬ工艺简介 ２ ２ １ 丝印树脂塞ｆＬ流程及简述
在当初丝印塞孔工艺没有确定，无法找到 合适工艺条件的时候，也曾经尝试过用层压的 方法来塞ｉＬ。由于是在高度真空、高温系统下 工作，层压塞孔可以保证孔内树脂不含气泡， 但这种工艺也有其致命的弱点，如成本太高、 操作太复杂，另外孔口的树脂易被拉掉，自然 也不能应用于塞后电镀上作盲孔的工艺，如图 ｌＯ、图ｌｌ所示。
作）等。目前全世界使用“三荣化学”树脂进行 塞孔的ＰｃＢ厂有６０多家，其中台湾有２２家之 多，而日本ｍⅡ有相当多的代加工厂，鼎鼎大名 的野田公司就是其一。
当大家都在塞孔的时候，日本同行仍然保 持着绝对的技术优势，目前日本普遍应用埋孔 上做盲孔的工艺，盲孔上堆叠盲孔的做法也不 难见到，更先进的要数新近推出的完成图形后 应用树脂填塞线路间隙的工艺，从而精确控制 介质层厚度，阻焊厚度，阻抗精度，使得线路 更细。所谓的二阶盲孔，现在一般采用大孔套 小孔的做法，外层的盲孔至少得６Ｉｎｉｌ以上，无 法做到更小，并且对对位精度的要求非常苛 刻；而采用树脂塞盲孔后电镀类似于埋孔的制 作，在流程及工艺上会麻烦许多，但这样才能 使得外层盲孔不受限制，真正做到高密度。图 ｌ、幽２可以简要示意比较。
图３ ｖｉａ ０ｎ ＨｏＩｅ实图
２细说塞孔 ２ １塞孔缘由
在这里不再赘述阻焊塞导通孔，尽管两者 有一定的相通点，但差别还是很大的，其工艺 难度不可同日而语。最初的ＨＤＩ板采用如下的 相关制程：内层芯板层压一机械钻孔一ＰＴＨ＋ 全板镀铜一内层图形制作一ＡｏＩ一黑氧化层压 内层的孔在外层层压时，需要靠Ｒｃｃ或半固化 片中的树脂来填塞，特别是采用Ｒｃｃ压制工 艺，由于Ｒｃｃ树脂含量有限，并且没有增强材 料的作用，因而层压时会由于树脂的流动，在 填充埋孔的同时，在板面形成对应的凹陷（图４ 示意了“酒窝”的形成，图５为埋孔位置的截 面示意图）。尽管Ｒｃｃ上的树脂均匀度很高，但 层压时，树脂的分配随图形、孔的分布而各处 都不一样，层压后，ｌ勺层状况原形毕露，介厚 不再均匀，板面也就有了“线路”、“酒窝”（芯 板埋孔位置），经电镀仍然无法掩盖，造成板的 品质、生产制作上很大的困难，并且经多次 Ｒｃｃ层压的板，这种效果会逐层放大。另外， 不进行塞孔，将不利于线路和孔的高密度化， 万方数布据线也不得不考虑避开这些位置。
图４
图５ 从ＰｃＢ生产工艺、电性能、装配等角度， 不塞孔主要会造成以下几方面的问题： （１）板面不平整，线路经过此处，菲林与板 不接触，曝光时形成散射，使得蚀刻后线路不平 直，在凹陷处引起“沙滩”现象（实为线路突起）， 同时贴膜不牢，会引起线路缺口、断线等缺陷 （图６、图７为由于板面凹陷引起的线路突起）。
（６）树月目内的有机溶剂的含量决定塞孔预固 化后的树脂凹陷状况，所以无溶剂型的树脂油 墨有杰出表现。
目前业界用得最多的有日本ｓａｎ—ｅｉ公司的 ＰＨＰ９００ＩＲ／Ｄｃ系列＋Ｔａｉｖｏ的ＨＢｌ一２０【Ｈ］Ｂ／ＴＡ一 ２（１ＤＢ。另外还有日本ｓａＩｌｗａ公司的ｕＨｃ一２０００， 由于不耐碱，该产品的推广至今未有大动作。 毫无疑问，三荣公司的树脂油墨无论从品质还 是加工性能都首屈一指，也占据绝对的市场份 额，价格自然不菲。三荣公司最近推出ｒＰＨＰ一 ９０（）ＭＰ系列，相比较ＰＨＰ一９００ＩＲ系列，其树脂 成分完全—样，仅仅树脂含量不同而已，试用 结果还是相当不错的，而该品种的单价便宜得 多。Ｔａｉｙｏ公一Ｊ的ＨＢＩ一２００ＤＢ厂ｒＡ一２０ＤＢ则在 中低端产品中占据很大的一块，…为其成本较 万方数低据，略高于常规阻焊的价格，而可靠性等方面