摘要

    隨著技術的進步和新型電鍍光劑的開發(fā)，HDI板的盲孔填孔技術有了新的發(fā)展，即：點鍍填孔電鍍優(yōu)化為整板填孔電鍍。本文主要介紹了依據(jù)現(xiàn)有的工藝能力以及客戶要求，對不同類型HDI板選取不同的工藝流程，從而達到縮短工藝流程、節(jié)約生產(chǎn)成本、確保生產(chǎn)品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率的目的。

    隨著HDI板市場需求量的增大，未來HDI市場占有量的競爭，又將會是HDI板品質(zhì)、技術、成本控制的競爭。而由于HDI板原來的生產(chǎn)工藝不僅流程復雜、生產(chǎn)成本高，而且生產(chǎn)周期長、準時交貨率低。為了能夠降低HDI板的生產(chǎn)成本、減少工藝流程、縮短生產(chǎn)周期，HDI板的盲孔電鍍技術有了新的發(fā)展，即：盲孔填平技術由原來的點鍍填孔電鍍優(yōu)化為目前的整板填孔電鍍。新的盲孔電鍍技術不僅能夠降低生產(chǎn)成本，而且還可以有效的改善HDI板的生產(chǎn)品質(zhì)，更能夠提升HDI板的準時交貨率。

    但是，由于不同的HDI板客戶的設計要求不盡相同，為了成本控制，以及品質(zhì)保證，必須要設計合理的生產(chǎn)工藝流程。本文通過對不同類型的HDI板進行分析，再根據(jù)客戶的要求，設計出不同種類的HDI板所需的合適生產(chǎn)工藝流程。

    2.點鍍填孔電鍍與整板填孔電鍍流程對比

    2.1名詞解釋

    點鍍填孔電鍍：沉銅、全板電鍍后，使用干膜將板面覆蓋，然后制作盲孔鍍孔圖形，并通過曝光顯影，將盲孔位置開窗，其他地方全部被干膜覆蓋，最后進行電鍍，將盲孔填平。

    整板填孔電鍍：沉銅后，使用專用的填孔藥水進行填孔電鍍，將盲孔填平。

    2.2兩種流程盲孔填孔結(jié)果對比

    由切片圖1及圖2兩種填孔流程分析可知，舊流程填孔后，由于盲孔的銅厚高出一部分，使用砂帶磨板將其磨平時，砂帶磨板對盲孔孔口的銅帽具有較強的拉扯力，將會造成盲孔底部脫墊開路報廢（圖3）。而新流程填孔后，盲孔的上面銅厚相同的，不僅可以減少盲孔鍍孔圖形、褪膜、砂帶磨板三個流程，縮短了生產(chǎn)流程、降低了生產(chǎn)成本；而且能夠有效的改善砂帶磨板造成的開路報廢現(xiàn)象。

    3.整板填孔電鍍反應原理介紹

    整板填孔電鍍主要作用原理是超等角電沉積模式。電鍍銅在盲孔底部的電沉積速率大于表面的沉積速率。三種光劑在盲孔底部、表面的分布如圖4。

圖4  整板填孔電鍍反應原理

    根據(jù)電鍍光劑的特性及電化學原理，三種光劑的作用原理為：

    （1）由于整平劑帶正電，最易吸附在孔口電位最負的位置，并且其擴散速率較慢因此在孔底位置整平劑濃度逐漸降低； 

    （2）加速劑的作用為減小極化，促進銅的沉積、細化晶粒，主要在在低電流密度區(qū)域富集，并且其擴散速率快，因此孔底加速劑濃度逐漸升高； 

    （3）在孔口電位最負，同時對流最強烈，整平劑將逐漸替代抑制劑加強對孔口的抑制。

    4.不同類型的新型盲孔填孔HDI板工藝流程研究

    新型整板填孔電鍍被廣泛應用于HDI板的盲孔填孔。但是不同類型的HDI板所選擇的工藝流程也不相同；應當根據(jù)不同的客戶要求，設計合適的HDI板工藝流程。

    4.1HDI板內(nèi)層整板填孔電鍍流程研究

    根據(jù)HDI板階數(shù)的定義，每制作一次盲孔算作HDI板的一階，以現(xiàn)有的技術HDI板每制作一階需要進行一次壓合。因此，非最后一次壓合的制作，均稱為內(nèi)層整板填孔電鍍。

    4.1.1內(nèi)層只有盲孔的HDI板

    內(nèi)層只有盲孔的HDI板，是指第一次壓合后，內(nèi)層不需要制作埋孔，只需制作盲孔，通過盲孔與其他層的線路相連接。壓合結(jié)構(gòu)圖如圖5、圖6。

    對于內(nèi)層只有盲孔，且為非疊孔設計的HDI板，內(nèi)層盲孔可以無需完全填平，只需鍍夠盲孔孔銅要求即可；而對于有疊孔設計的HDI板，必須將內(nèi)層盲孔完全填平。

    盲孔不需填平時，使用的電鍍參數(shù)可以保證盲孔孔銅滿足要求，且保證內(nèi)層表銅大于等于17.1μm，小于34.3μm；盲孔需要填平時，使用的電鍍參數(shù)不僅可以保證盲孔填平，而且可以保證內(nèi)層表銅厚度大于等于34.3 μm。由于非疊孔設計時，盲孔不需填平，不能走減銅流程，因此當內(nèi)層盲孔為非疊設計，且內(nèi)層完成銅厚要求為34.3 μm時，內(nèi)層盲孔也按填平制作。針對以上兩種不同類型的內(nèi)層HDI板，根據(jù)內(nèi)層完成銅厚的不同，設計的工藝流程如下。

    （1）當盲孔非疊孔設計，且內(nèi)層完成銅厚為17.1 mm時：

    內(nèi)層圖形制作→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→后工序

    （2）盲孔疊孔設計：且內(nèi)層完成銅厚為17.1 mm時：

    內(nèi)層圖形制作→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→減銅→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→后工序

    （3）內(nèi)層完成銅厚為17.1 mm時，內(nèi)層疊孔和非疊孔設計，盲孔均按填平制作

    內(nèi)層圖形制作→棕化→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→后工序

    由以上分析可知，當內(nèi)層盲孔為疊孔設計時，為了保證盲孔填平必須使用較大的填孔參數(shù)將盲孔填平，然后，再將表銅減到要求的厚度。因此，以上是三種流程中，根據(jù)調(diào)整填孔參數(shù)的不同，從而控制完成表銅的厚度。

    4.1.2內(nèi)層同時具有盲孔和埋孔工藝流程研究

    此種類型的內(nèi)層HDI板共有四種類型分別為：埋孔和盲孔均為非疊孔（圖7）、盲孔疊孔和埋孔非疊孔（圖8）、埋孔疊孔和盲孔非疊孔（圖9）、盲孔和埋孔均為疊孔（圖10）。 

    僅要考慮盲孔的填平度，而且更重要的是滿足埋孔的孔銅要求，而此種類型的內(nèi)層表銅厚度要求通常情況下為34.3μm。

    整板填孔電鍍流程只能生產(chǎn)埋孔厚徑比≤6:1的板，對于埋孔厚徑比＞6:1的板，必須使用鍍孔流程才能保證埋孔孔銅滿足要求。而對于埋孔厚徑比＞6:1的板，必須使用鍍孔流程才能保證埋孔孔銅滿足要求。因此，需要將盲孔與埋孔分開制作，即：先將盲孔填平，然后再使用鍍孔將埋孔孔銅鍍夠。

    由于盲孔均按填平制作，因此盲孔為疊孔或是非疊孔對流程設計沒有影響。只考慮埋孔為疊孔或是非疊孔的兩種類型，其具體的工藝流程如下。

    （1）埋孔厚徑比≤6:1時，埋孔非疊孔。

    內(nèi)層圖形制作→棕化→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→內(nèi)層鉆孔→沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化（2）→壓合→后工序

    （2）埋孔厚徑比≤6:1時，埋孔疊孔。

    內(nèi)層圖形制作→棕化→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→內(nèi)層鉆孔→沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→樹脂塞孔→砂帶磨板→減銅→不織布拋光→沉銅→全板電鍍→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化（2）→壓合→后工序

    （3）埋孔厚徑比＞6:1時，埋孔非疊孔。

    內(nèi)層圖形制作→棕化→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→內(nèi)層鉆孔→沉銅→整板填孔電鍍→全板電鍍→切片分析→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化（2）→壓合→后工序

    （4）埋孔厚徑比＞6:1時，埋孔疊孔。

    內(nèi)層圖形制作→棕化→壓合→棕化→激光鉆孔→退棕化→沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→減銅→內(nèi)層鉆孔→沉銅→全板電鍍→鍍孔圖形→鍍孔→切片分析→褪膜→樹脂塞孔→砂帶磨板→沉銅（2）→全板電鍍（2）→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化（2）→壓合→后工序

    由以上流程分析可知，埋孔非疊孔的設計，可以使用壓合填膠的方式代替樹脂塞孔的方式， 壓合填膠技術需要使用高含膠量的PP。雖然此種高含膠量的PP單價比一般的PP要高出2倍左右，但是使用壓合填膠技術可以節(jié)省生產(chǎn)流程，減少樹脂的使用，綜合考慮成本因素后，使用此技術可以有效的節(jié)約成本，縮短HDI板的生產(chǎn)周期。

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