印制線路板制作中的盲孔電鍍填孔技術解析

隨著電子產品向短、薄、輕、小和高性能方向發展，作為承載電子器件的印制板布線密度和孔密度越來越高，致使其制造過程越來越復雜。為順應印制線路制作需要，一方面企業不斷更新設備，另方面內部節約挖潛，通過研究、引進新工藝以滿足工藝制造需要。研究表明：實現印制板高密度布線最有效的途徑之一是減少板上通孔數而增加盲孔數，而盲孔電鍍填孔技術是成為實現層間互連的關鍵技術，成為業界研究的重要課題之一。

1?盲孔技術發展狀況及多階盲孔制作工藝流程[1,2]

1990年日本IBM的Yasu工廠的PCB部門推出SLC 技術后，盲孔技術迅速成為業界的關注點。后來，日本松下開發了ALIVH （Any Layer Inner Via Hole）工藝，東芝開發了B2IT （Buried Bump interconnection technology）工藝。Ibiden開發了FVSS （Free Via Stacked Up Structure）工藝，North Print 開發了NMBI （Neo-Manhattan Bump Interconnection）工藝。目前大多數PCB廠家采用逐次層壓法制作多階盲孔，即在制作一階盲孔后再次層壓制作二階盲孔，以此類推制作多階盲孔。

采用盲孔實現層間互連的方式有多種（見下圖）：

印制線路板制作中的盲孔電鍍填孔技術解析

圖（a）的情形制作比較方便，采用普通的逐次層壓法即可完成；而對圖（b）的情形，鉆孔和電鍍比較困難。對于此類疊孔情形，可采用圖（c）、（d）完成。圖（c）的樹脂/導電膠填孔法是先電鍍，之后填孔、磨刷，再進行孔面電鍍；但對于孔徑較小的盲孔，由于盲孔的一端是封閉的，樹脂/導電膠填孔法難以保證填孔時氣泡排除干凈，再加上不同物質與銅面附著力以及膨脹系數不同的先天缺陷問題，導致可靠性下降。若采用圖（d）電鍍填孔法既可減少工藝流程，也能確保更高的可靠性和更優良的電氣性能。因此電鍍填孔法是比較理想的多階盲孔制作方法。綜上，我們試驗的多階盲孔板工藝流程為：

該工藝流程的典型特征為：可制作小孔徑的多階盲孔；電鍍填孔工藝使層間的連接可靠性更高。

2?盲孔電鍍填孔

完成高厚徑比（厚徑比在0.7以上[3]）的盲孔電鍍填孔，可從電鍍液組成、添加劑、上電模式、電鍍工藝參數和槽體結構設計（攪拌方式、陽陰極距離、陽極的類型）等方面考慮[4,5,6,7]。一般情況，采用高銅低酸、整平劑、加速劑、抑制劑三種添加劑恰當配比、低電流密度、適當的攪拌方式可以達到較好的填孔效果。但隨著盲孔孔徑變小、厚徑比增大，盲孔孔壁的孔化電鍍將變得越來越困難，通過電鍍銅的方法來塞滿整個孔則難度更大。在此種情況下，采用普通的直流電鍍很難保證填孔效果，而采用脈沖電鍍設備則可以得到比較好的填孔效果，為此，研究中采用水平式脈沖電鍍線進行試驗。

2.1?盲孔電鍍填孔試驗

試驗篩選了正反向電流比、脈沖周期、電鍍銅速度、化學銅速度等因素，經過正交試驗設計，得到優化的參數來對不同孔徑、不同介質層材料的盲孔板進行電鍍填孔，電鍍藥水組成及含量見表。

各階段運行工藝參數如下：

去鉆污：P＝1.5 m/min

化學鍍銅：LB＝1.0 m/min

脈沖電鍍銅：Cu＝1.5 m/min；ie=4 ASD；if=16 ASD；

t1/t2/t3/t4=42/2/20/2 ms

2.2?盲孔電鍍填孔試驗結果

2.2.1 孔徑50μm，孔深70μm的RCC材

孔徑50μm，孔深70μm的RCC材料電鍍填孔和熱應力試驗后的切片見下圖3：

印制線路板制作中的盲孔電鍍填孔技術解析