摘要

    随着技术的进步和新型电镀光剂的开发，HDI板的盲孔填孔技术有了新的发展，即：点镀填孔电镀优化为整板填孔电镀。本文主要介绍了依据现有的工艺能力以及客户要求，对不同类型HDI板选取不同的工艺流程，从而达到缩短工艺流程、节约生产成本、确保生产品质、提高生产效率的目的。

    随着HDI板市场需求量的增大，未来HDI市场占有量的竞争，又将会是HDI板品质、技术、成本控制的竞争。而由于HDI板原来的生产工艺不仅流程复杂、生产成本高，而且生产周期长、准时交货率低。为了能够降低HDI板的生产成本、减少工艺流程、缩短生产周期，HDI板的盲孔电镀技术有了新的发展，即：盲孔填平技术由原来的点镀填孔电镀优化为目前的整板填孔电镀。新的盲孔电镀技术不仅能够降低生产成本，而且还可以有效的改善HDI板的生产品质，更能够提升HDI板的准时交货率。

    但是，由于不同的HDI板客户的设计要求不尽相同，为了成本控制，以及品质保证，必须要设计合理的生产工艺流程。本文通过对不同类型的HDI板进行分析，再根据客户的要求，设计出不同种类的HDI板所需的合适生产工艺流程。

    2.点镀填孔电镀与整板填孔电镀流程对比

    2.1名词解释

    点镀填孔电镀：沉铜、全板电镀后，使用干膜将板面覆盖，然后制作盲孔镀孔图形，并通过曝光显影，将盲孔位置开窗，其他地方全部被干膜覆盖，最后进行电镀，将盲孔填平。

    整板填孔电镀：沉铜后，使用专用的填孔药水进行填孔电镀，将盲孔填平。

    2.2两种流程盲孔填孔结果对比

    由切片图1及图2两种填孔流程分析可知，旧流程填孔后，由于盲孔的铜厚高出一部分，使用砂带磨板将其磨平时，砂带磨板对盲孔孔口的铜帽具有较强的拉扯力，将会造成盲孔底部脱垫开路报废（图3）。而新流程填孔后，盲孔的上面铜厚相同的，不仅可以减少盲孔镀孔图形、褪膜、砂带磨板三个流程，缩短了生产流程、降低了生产成本；而且能够有效的改善砂带磨板造成的开路报废现象。

    3.整板填孔电镀反应原理介绍

    整板填孔电镀主要作用原理是超等角电沉积模式。电镀铜在盲孔底部的电沉积速率大于表面的沉积速率。三种光剂在盲孔底部、表面的分布如图4。

图4  整板填孔电镀反应原理

    根据电镀光剂的特性及电化学原理，三种光剂的作用原理为：

    （1）由于整平剂带正电，最易吸附在孔口电位最负的位置，并且其扩散速率较慢因此在孔底位置整平剂浓度逐渐降低； 

    （2）加速剂的作用为减小极化，促进铜的沉积、细化晶粒，主要在在低电流密度区域富集，并且其扩散速率快，因此孔底加速剂浓度逐渐升高； 

    （3）在孔口电位最负，同时对流最强烈，整平剂将逐渐替代抑制剂加强对孔口的抑制。

    4.不同类型的新型盲孔填孔HDI板工艺流程研究

    新型整板填孔电镀被广泛应用于HDI板的盲孔填孔。但是不同类型的HDI板所选择的工艺流程也不相同；应当根据不同的客户要求，设计合适的HDI板工艺流程。

    4.1HDI板内层整板填孔电镀流程研究

    根据HDI板阶数的定义，每制作一次盲孔算作HDI板的一阶，以现有的技术HDI板每制作一阶需要进行一次压合。因此，非最后一次压合的制作，均称为内层整板填孔电镀。

    4.1.1内层只有盲孔的HDI板

    内层只有盲孔的HDI板，是指第一次压合后，内层不需要制作埋孔，只需制作盲孔，通过盲孔与其他层的线路相连接。压合结构图如图5、图6。

    对于内层只有盲孔，且为非叠孔设计的HDI板，内层盲孔可以无需完全填平，只需镀够盲孔孔铜要求即可；而对于有叠孔设计的HDI板，必须将内层盲孔完全填平。

    盲孔不需填平时，使用的电镀参数可以保证盲孔孔铜满足要求，且保证内层表铜大于等于17.1μm，小于34.3μm；盲孔需要填平时，使用的电镀参数不仅可以保证盲孔填平，而且可以保证内层表铜厚度大于等于34.3 μm。由于非叠孔设计时，盲孔不需填平，不能走减铜流程，因此当内层盲孔为非叠设计，且内层完成铜厚要求为34.3 μm时，内层盲孔也按填平制作。针对以上两种不同类型的内层HDI板，根据内层完成铜厚的不同，设计的工艺流程如下。

    （1）当盲孔非叠孔设计，且内层完成铜厚为17.1 mm时：

    内层图形制作→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→沉铜→整板填孔电镀→切片分析→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→后工序

    （2）盲孔叠孔设计：且内层完成铜厚为17.1 mm时：

    内层图形制作→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→沉铜→整板填孔电镀→切片分析→减铜→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→后工序

    （3）内层完成铜厚为17.1 mm时，内层叠孔和非叠孔设计，盲孔均按填平制作

    内层图形制作→棕化→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→沉铜→整板填孔电镀→切片分析→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→后工序

    由以上分析可知，当内层盲孔为叠孔设计时，为了保证盲孔填平必须使用较大的填孔参数将盲孔填平，然后，再将表铜减到要求的厚度。因此，以上是三种流程中，根据调整填孔参数的不同，从而控制完成表铜的厚度。

    4.1.2内层同时具有盲孔和埋孔工艺流程研究

    此种类型的内层HDI板共有四种类型分别为：埋孔和盲孔均为非叠孔（图7）、盲孔叠孔和埋孔非叠孔（图8）、埋孔叠孔和盲孔非叠孔（图9）、盲孔和埋孔均为叠孔（图10）。 

    仅要考虑盲孔的填平度，而且更重要的是满足埋孔的孔铜要求，而此种类型的内层表铜厚度要求通常情况下为34.3μm。

    整板填孔电镀流程只能生产埋孔厚径比≤6:1的板，对于埋孔厚径比＞6:1的板，必须使用镀孔流程才能保证埋孔孔铜满足要求。而对于埋孔厚径比＞6:1的板，必须使用镀孔流程才能保证埋孔孔铜满足要求。因此，需要将盲孔与埋孔分开制作，即：先将盲孔填平，然后再使用镀孔将埋孔孔铜镀够。

    由于盲孔均按填平制作，因此盲孔为叠孔或是非叠孔对流程设计没有影响。只考虑埋孔为叠孔或是非叠孔的两种类型，其具体的工艺流程如下。

    （1）埋孔厚径比≤6:1时，埋孔非叠孔。

    内层图形制作→棕化→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→内层钻孔→沉铜→整板填孔电镀→切片分析→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→棕化（2）→压合→后工序

    （2）埋孔厚径比≤6:1时，埋孔叠孔。

    内层图形制作→棕化→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→内层钻孔→沉铜→整板填孔电镀→切片分析→树脂塞孔→砂带磨板→减铜→不织布抛光→沉铜→全板电镀→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→棕化（2）→压合→后工序

    （3）埋孔厚径比＞6:1时，埋孔非叠孔。

    内层图形制作→棕化→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→内层钻孔→沉铜→整板填孔电镀→全板电镀→切片分析→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→棕化（2）→压合→后工序

    （4）埋孔厚径比＞6:1时，埋孔叠孔。

    内层图形制作→棕化→压合→棕化→激光钻孔→退棕化→沉铜→整板填孔电镀→切片分析→减铜→内层钻孔→沉铜→全板电镀→镀孔图形→镀孔→切片分析→褪膜→树脂塞孔→砂带磨板→沉铜（2）→全板电镀（2）→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→棕化（2）→压合→后工序

    由以上流程分析可知，埋孔非叠孔的设计，可以使用压合填胶的方式代替树脂塞孔的方式， 压合填胶技术需要使用高含胶量的PP。虽然此种高含胶量的PP单价比一般的PP要高出2倍左右，但是使用压合填胶技术可以节省生产流程，减少树脂的使用，综合考虑成本因素后，使用此技术可以有效的节约成本，缩短HDI板的生产周期。