CN107567180A - 基于pofv树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺。包括如下过程：SS01钻孔；SS02 PTH；SS03一次电镀；SS04 POFV树脂塞孔；SS05树脂研磨；SS06 PTH；SS07二次电镀；SS08图形转移。本发明通过一次电镀和二次电镀，有效地对树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂Z轴膨胀值的控制，避免在树脂塞孔饱满度及热应力下出现膨胀，在室温下出现树脂塞孔孔口凹陷的问题，孔口凹陷造成PCB产品失效；降低了加工工艺工序，有效地提高产品品质，间接提高产品生产率。

Description

基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，特别是涉及基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺。

背景技术

随着电子产品技术的发展，元器件的表贴化、小型化趋势越来越明显，产品的密度也不断增加另外芯片主频不断提高，功能日益增强，单个芯片的功耗逐渐增大，导致热流密度的急剧提高。而研究表明，超过55％的电子设备的失效形式是由温度过高引起的，因此电子器件关键功能区域的散热性能是否优异决定电子设备的使用寿命，这也为现代传热技术在电子冷却领域的应用提出了新的课题。

目前为了达到良好散热的目的，通常采用底部热增强的封装形式，其散热途径主要通过Die-Die attach材料-Thermal焊盘(或Thermal ball)-焊锡 (导热填充材料)、焊盘-线路板-散热过孔-散热铜箔、焊盘-线路板-金属基- 散热铜箔等。影响线路板散热的因素较多，例如线路板材料、局部的散热铜箔设计(面积、层数、厚度)、散热过孔设计(孔径、间距、数量)、过孔处理方式(塞孔材料等)等等，因此埋入金属块、高密散热孔、大铜皮设计及POFV孔设计越来越多地应用在高频高功率线路板的散热功能中。

树脂塞孔作为HDI中比较新，决定未来HDI趋势走向的的一种工艺，其发展程度反映了一个公司HDI的整体制作水平，同时也是各厂家极为保密的东西，SME从2000年10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 ON HOLE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0.4-3.2mm，埋孔孔径 0.25-0.40mm，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 0.4-2.0mm孔径0.25-0.35mm孔口凹陷5um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。

由于HDI技术的发展在国内只是近两三年的事，而树脂塞孔在日本以外地方的发展更是要晚一些，时至今日也就一年多的时间。查阅相当多的PCB技术资料，但关于树脂塞孔的东西不多其中有两篇不可不看对于工艺研发有相当的指导意义，一篇是PCB业界泰斗白蓉生先生发表于中国台湾寻智书屋网站的 PCB业界动态2000年7月野田的全平塞孔制程简介其中对日本的Noda Screen Co.,Ltd.的塞孔作了简要介绍，包括为什么要塞孔树脂塞孔流程和工艺要点等，现在在SME做到一定水平的时候回头再看走过的路，重读文章仍然可以获得很多有用的信息，另外一篇在TPCA专业杂志电路板会刊2000年10月中刊载，华通电脑公司研发部许国经所写《树脂塞孔后之研磨制程》对于塞孔后板面树脂残留的去除从流程、树脂油墨的选择到研磨材料的比较、检验标准有详细的描述。

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地域的同行。在日本五年前由San-ei三荣化学， Noda Screen野田，Ibiden三家公司合作强强联手进行树脂塞孔原料的生产改进、工艺的研发以及在产品中的应用。大家都知道这三家公司在相应方面都是顶尖高手，所以现在的采用树脂塞孔工艺的PCB厂家大多选用三荣化学的树脂，在三年前，中国台湾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。目前中国台湾的华通，韩国的三星均是国际上赫赫有名的PCB厂家，都是San-ei树脂的使用厂家，SME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&E，昆山耀宁台资与日本JVC技术合作等。目前全世界使用三荣化学的树脂来塞孔的PCB厂有60多家，其中中国台湾有22家之多，而日本则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，更高级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6mil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。

现有专利ZL201610295699.8公开了《一种含POFV树脂塞孔且激光盲孔不填平的电路板制作方法》，包括如下步骤：(a)前工序，对内层电路板做预处理；(b)压合；(c)棕化；(d)激光钻孔；(e)第一次切片分析；(f)退棕化；(g) 钻树脂塞孔；(h)除胶沉铜；(i)整板填孔电镀；(j)第二次切片分析；(k)外层镀孔图形；(l)镀孔；进一步，所述步骤(l)后还包括步骤第三次切片分析→退膜→树脂塞孔→砂带磨板→外层钻孔→除胶沉铜→外层板电→外层图形→图形电镀→外层蚀刻→外层AOI→后工序。

上述工艺通过对树脂塞孔形成的盲孔进行填补操作，该方式具体操作中不易对孔位控制，成型工艺较为复杂，但是对树脂塞孔形成的饱满度及热应力造成的凹陷无法进行修复，影响PCB板生产的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，通过一次电镀和二次电镀，有效地对树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂Z轴膨胀值的控制，避免在树脂塞孔饱满度及热应力下出现膨胀，解决了现有的树脂塞孔形成的饱满度及热应力造成的凹陷无法进行修复问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，包括如下过程：SS01钻孔；SS02PTH；SS03一次电镀；SS04POFV树脂塞孔；SS05树脂研磨；SS06PTH；SS07二次电镀；SS08图形转移。

进一步地，所述SS03一次电镀的镀层厚度在20-40μm。

进一步地，所述SS07二次电镀的镀层厚度在20-40μm。

进一步地，所述SS01钻孔通过机械钻孔的方式。

进一步地，所述SS05树脂研磨通过陶瓷刷磨板机研磨。

进一步地，所述图形转移包括网印图像转移和光化学图像转移。

进一步地，所述SS04POFV树脂塞孔空口覆盖镀铜层，孔内充满POFV 树脂塞，孔口凹陷深度在0-25μm的范围。

进一步地，所述SS02PTH和SS06PTH中PTH英文缩写为PLATING Through Hole孔金属化。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过一次电镀和二次电镀，有效地对树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂Z轴膨胀值的控制，避免在树脂塞孔饱满度及热应力下出现膨胀，在室温下出现树脂塞孔孔口凹陷的问题，孔口凹陷造成PCB产品失效。

2、本发明降低了加工工艺工序，有效地提高产品品质，间接提高产品生产率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，包括如下过程：SS01钻孔；SS02PTH；SS03一次电镀； SS04POFV树脂塞孔；SS05树脂研磨；SS06PTH；SS07二次电镀；SS08图形转移。

其中，SS03一次电镀的镀层厚度在20-40μm。

其中，SS07二次电镀的镀层厚度在20-40μm。

其中，SS01钻孔通过机械钻孔的方式。

其中，SS05树脂研磨通过陶瓷刷磨板机研磨。

其中，图形转移包括网印图像转移、光化学图像转移、干膜图形转移技术、液态光致抗蚀剂图形转移技术、电沉积光致抗蚀剂制作技术和激光直接成像技术。

图形转移工序包括内层制作影像工序、外层制作影像工序、外层丝印工序。其中，内层制作影像工序包括PCB板面处理、贴干膜/涂湿膜、曝光、显影、蚀刻、退模；外层制作影像工序包括板面处理、贴干膜、曝光、显影、图形电镀、退模、退锡；外层丝印工序包括板面处理、丝印、低温锔、曝光、显影、UV紫外、高温锔、字符。

其中，SS04POFV树脂塞孔空口覆盖镀铜层，孔内充满POFV树脂塞，孔口凹陷深度在0-25μm的范围。

其中，SS02PTH和SS06PTH中PTH英文缩写为PLATING Through Hole孔金属化。孔金属化是指各层印制导线在孔中用化学镀和电镀方法使绝缘的孔壁上镀上一层导电金属使之互相可靠连通的工艺。金属化孔双面印制板制造工艺的核心问题是孔金属化过程。金属化孔的要求是严格的，要求有良好的机械韧性和导电性，金属化铜层均匀完整，厚度在5-10μm之间，镀层不允许有严重氧化现象，孔内不分层、无气泡、无钻屑、无裂纹，孔电阻在1000μΩ以下。工艺过程包括碱性除油→二或三级逆流漂洗→粗化(微蚀)→二级逆流漂洗→预浸→活化→二级逆流漂洗→解胶→二级逆流漂洗→沉铜→二级逆流漂洗→浸酸→碱性除油。

实施例一

SS01钻孔；SS02PTH；SS03一次电镀；SS04POFV树脂塞孔；SS05树脂研磨；SS06PTH；SS07二次电镀；SS08图形转移。

在SS01钻孔前序部分进行开料操作，然后进行SS02PTH孔金属化，之后进行SS03一次电镀，进而进行SS04POFV树脂塞孔，对POFV树脂塞孔后的工序进行SS05树脂研磨，研磨后进行SS06PTH孔金属化，之后进行SS07 二次电镀；最后进行SS08图形转移的工序，该方式有效地对树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂Z轴膨胀值的控制，避免在树脂塞孔饱满度及热应力下出现膨胀，在室温下出现树脂塞孔孔口凹陷的问题，孔口凹陷造成PCB产品失效。

现有的技术公开了一种通过开料→钻孔→去毛刺→烘板→等离子体→沉铜/加厚铜→检板→外层干膜→真空塞孔→陶瓷磨板→退膜→陶瓷磨板→去钻污→沉铜/加厚铜→外层干膜→图形电镀→外层蚀刻→阻焊→沉金→铣外形，进行加工的工艺操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，包括如下过程：

SS01钻孔；

SS02PTH；

SS03一次电镀；

SS04POFV树脂塞孔；

SS05树脂研磨；

SS06PTH；

SS07二次电镀；

SS08图形转移。

2.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述SS03一次电镀的镀层厚度在20-40μm。

3.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述SS07二次电镀的镀层厚度在20-40μm。

4.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述SS01钻孔通过机械钻孔的方式。

5.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述SS05树脂研磨通过陶瓷刷磨板机研磨。

6.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述图形转移包括网印图像转移和光化学图像转移。

7.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述SS04POFV树脂塞孔空口覆盖镀铜层，孔内充满POFV树脂塞，孔口凹陷深度在0-25μm的范围。

8.根据权利要求1所述的基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺，其特征在于，所述SS02PTH和SS06PTH中PTH英文缩写为PLATING Through Hole孔金属化。