樹脂塞孔的工藝流程近年來在PCB產業裏面的應用越來越廣泛,尤其是在一些層數高,板子厚度較大的產品上面更是備受青睞。人們希望使用樹脂塞孔來解決一系列使用綠油塞孔或者壓合填樹脂所不能解決的問題。然而,因為這種工藝所使用的樹脂本身的特性的緣故,在製作上需要克服許多的困難,方能取得良好的樹脂塞孔產品的品質。
隨著電子產品技術的不斷更新,電子芯片的結構和安裝方式也在不斷的改善和變革。其發展基本上是從具有插件腳的零部件發展到了采用球型矩陣排布焊點的高度密集集成電路模塊。從下圖可以看到零部件的發展歷程:
· 最早的CPU
· 286CPU(插件腳)
· 奔騰系列CPU(插件腳)
· 球型排列的雙核CPU
· 服務器CPU
2.2 兩個人的相遇成就了樹脂塞孔技術
在PCB產業裏邊,許多的工藝方法都已經在行業內被廣泛的應用,人們對於某一些工藝方法的由來基本上都已經不太關心。其實早在球型矩陣排列的電子芯片剛上市的時候,人們一直在為這種小型的芯片貼裝元器件出謀劃策,期望能從構造上縮小其成品的尺寸。
20世紀90年代,日本某公司開發了一種樹脂,直接將孔塞住,然後在表面鍍銅,主要是為了解決綠油塞孔容易出現的空內吹氣的問題。因特爾將此種工藝應用到因特爾的電子產品中,誕生了所謂的POFV (部分廠也叫Via on pad)工藝。
3.樹脂塞孔的應用:
當前,樹脂塞孔的工藝主要應用於下列的幾種產品中:
3.1 POFV技術的樹脂塞孔。
3.1.1技術原理
A.利用樹脂將導通孔塞住,然後在孔表面進行鍍銅。
如下圖:
B.切片實例:
3.1.2POFV技術的優點
l、縮小孔與孔間距,減小板的面積,
l、解決導線與布線的問題,提高布線密度。
3.2 內層HDI樹脂塞孔
3.2.1技術原理
使用樹脂將內層HDI的埋孔塞住,然後在進行壓合。這種工藝平衡了壓合的介質層厚度控製與內層HDI埋孔填膠設計之間的矛盾。
l、如果內層HDI埋孔沒有被樹脂填滿,在過熱沖擊時板子會出現爆板的問題而直接報廢;
l、如果不采用樹脂塞孔,則需要多張PP進行壓合以滿足填膠的需求,可是如此一來,層與層之間的介質層厚度會因為PP片的增加而導致厚度偏厚。
3.2.3內層HDI樹脂塞孔的應用
l、內層HDI樹脂塞孔廣泛的被應用於HDI的產品中,以滿足HDI產品薄介質層需求的設計要求;
l、對於內層HDI有埋孔設計的盲埋孔產品,因為中間結合的介質設計偏薄,往往也需要增加內層HDI樹脂塞孔的流程。
l、部分盲孔產品因為盲孔層的厚度大於0.5mm,壓合填膠不能把盲孔填滿,也需要進行樹脂塞孔將盲孔填滿,避免後續流程中盲孔出現孔無銅的問題。
3.3通孔樹脂塞孔
在部分的3G產品中,因為板子的厚度達到3.2mm以上,人們為了或者提高產品的可靠性問題,或者為了改善綠油塞孔帶來的可靠性問題,在成本的允許下,也采用樹脂將通孔塞住。這是近段時間以來樹脂塞孔工藝得以推廣的一大產品類別。
4.樹脂塞孔的工藝製作方法:
4.1製作流程
以上介紹的3種類型的樹脂塞孔具有不同的流程,分別如下:
4.1.1POFV類型的產品(不同工廠的設備不一樣走的流程也不一樣)
1、開料à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→PTH/電鍍→外層線路→防焊→表面處理à成型à電測àFQCà出貨
2、開料à鉆孔à沈銅à板電à板電(加厚銅)à樹脂塞孔à打磨à鉆通孔à沈銅à板電à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨
4.1.2內層HDI樹脂塞孔類型產品(兩種流程:研磨與不研磨兩種)
研磨流程:
1、開料à埋孔內層圖形àAOIà壓合à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→內層線路→棕化→壓合→鉆孔(激光鉆孔/機械鉆孔)→PTH/電鍍→外層線路à防焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨
2、開料à埋孔內層圖形àAOIà壓合à鉆孔à沈銅à板電à板電(加厚銅)à樹脂塞孔à打磨à內層圖形àAOIà壓合à鉆通孔à沈銅à板電à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨
不需研磨:開料à埋孔內層圖形àAOIà壓合à鉆孔→PTH/電鍍→內層線路→棕化→塞孔→壓平→烘烤→壓合→鉆孔(激光鉆孔/機械鉆孔)→PTH/電鍍→外層線路→à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨
4.1.3外層通孔樹脂塞孔類型
1、開料à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→烘烤→外層線路→防焊→表面處理à成型à電測àFQCà出貨
2、開料à鉆孔à沈銅à板電à板電(加厚銅)à樹脂塞孔à烘烤→研磨→烘烤à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨
4.2流程中特別的地方
l、從以上流程中,我們明顯發現流程有所不同。一般我們的理解是,「樹脂塞孔」以後緊接著就是「鉆通孔和沈銅板電」流程的產品,我們都認為是POFV的產品;如果「樹脂塞孔」以後緊接著的流程是「內層圖形」,則我們認為是內層HDI樹脂塞孔產品;如果「樹脂塞孔」以後緊接著的流程是「外層圖形」;
l、以上不同種類的產品在流程上是有嚴格界定的,不能走錯流程;科鼎化工針對以上三種流程的特性研發出三種不同的油墨,TP-2900STP-2900TP-2900C這三款油墨對應以上三種流程。
4.3流程的改進
A、對於采用樹脂塞孔的產品,為了改善產品的品質,人們也在不斷的進行流程的調整來簡化他的生產流程,提高其生產的良率;
B、尤其是對於內層HDI塞孔的產品,為了降低打磨之後內層線路開路的報廢率,人們采用了線路之後再塞孔的工藝流程進行製作,先完成內層線路製作,樹脂塞孔後對樹脂進行預固化,然後利用壓合階段的高溫對樹脂進行固化。
C、在最開始的時候,對於內層HDI塞孔,人們使用的是UV預固+熱固型的油墨,目前更多的時候直接選用了熱固性的樹脂,比較有效的提高了內層HDI樹脂塞孔的熱性能。
4.4樹脂塞孔的工藝方法
4.4.1樹脂塞孔使用的油墨
A、目前市場上使用於樹脂塞孔工藝的油墨的種類也有很多。常見常用的有山榮(San-Ei ),科鼎化工(kotti)等供應商的品牌。
4.4.2樹脂塞孔的工藝條件
A、樹脂塞孔的孔動則上萬個,而且要保證不能有一個孔不飽滿。這種萬分之一的缺陷就會導致報廢的幾率,必然要求在工藝上進行嚴謹的思考和規範。
B、良好的塞孔設備是必然的要求。目前使用於樹脂塞孔的絲印機可以分為兩大類,即真空塞孔機和非真空塞孔機。