印制电路信息２０１４ Ｎｏ．７ Ｈ Ｄ Ｉ埋孔（０．６ ｍ ｍ～１．Ｏ ｍ ｍ厚度） 采用半固化片填充的关键因素浅析 陈志勇 （瀚宇博德科技（江阴）有限公司，江苏江阴２１４４２９） 摘要 ＨＤＩ埋孔用树脂塞孔流程长成本高，文章通过优化生产流程、缩短生产周期、并降低 制作成本的角度出发，对ＨＤＩ板埋孔（０．６ｍｍ～１．Ｏｍｍ厚度）采用半固化片填充的工艺技 术及实务经验提出一些见解。 关键词 高密度互连板；内埋孔；半固化片 中图分类号：ＴＮ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—００９６【２０１４）０７－００３２－０４ Ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒｓ ０ｆ ＨＤＩ ｂｕｒｉｅｄ ｈｏｌｅ （ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ０．６ ｍｍ～１．０ ｍｍ）ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｅｐｒｅｇ ＣＨＥＮＺｈｉ－ｙｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ ＨＤＩ ｂｕｒｉｅｄ ｈｏｌｅ ｗｉｔｈ ｒｅｓｉｎ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｌｏｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｈｉｇｈ．Ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄ，ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｃｏｓｔ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ＨＤＩ ｂｕｒｉｅｄ ｈｏｌｅ ｒ０．６ｍｍｑ．０ｍｍ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｅｐｒｅｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＨＤＩ；Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｏｌｅ；Ｐｒｅｐｒｅｇ １ 前言 中低阶ＨＤＩ ＰＣＢ产品（１Ｎ１／２Ｎ２／３Ｎ３）内层埋 孔（Ｂｕｒｉｅｄ ｈｏｌｅ）是常态性的设计应用，内埋孔的塞 孔工艺常见的有压合半固化片直接半固化片填胶、 电镀后树脂塞孔、线路后压合前树脂塞孔三种。目 ２ ＨＤ Ｉ产品各种内埋孑Ｌ填胶不同工艺 流程的分析与比较 ２．１ 电镀后树脂塞孔工艺，流程如下 前工序一芯层机械钻孔一沉铜、板电一树脂塞 前压合半固化片填胶方式，业界大多数于芯板厚度 较薄的，板厚仅敢控制于０．６ ｍｍ（２４ ｍｉｄ已下，高 厚比例的订单让给树脂塞孔，高成本的制程很难免 除。本文是要提供ＰＣＢ业界一个可以提高ＨＤＩ板芯层 孔一砂带磨板一线路影像一压合一后工序 树脂塞孔是业界比较熟悉工艺流程，以白榕生 老师所介绍的日本野田采山荣化学ＰＨＰ．９００系列树脂 油墨塞孔技术为其代表，推广到整个ＨＤＩ领域；虽近 年来各厂家许多新树脂油墨的推出降低了塞孔油墨 到１．０ ｍｍ（４０ ｍｉｌ）以下，直接压合半固化片填胶， 且可确保高良率高可靠度的量产工艺技术，有效降 低ＨＤＩ工序成本。 成本，但采用印刷机或滚涂机树脂填胶之后，再用 机械重刷磨除表面溢胶的工序，仍让总体树脂塞孔 的工序成本偏高；后续，因为重刷磨制程使量产批 ３２．． ．．印制电路信息２０１４ Ｎｏ．７ 层压Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ 量板，尺寸Ｒ值分布加大问题，以及若不慎发生刷材 ＨＤＩ厂多已成熟的直接采用压合填胶，因为此工艺 掉砂的异常时，会严重影响线路良率也是缺点之一。 流程最短、成本最低。然而ｘ．Ｎ．ｘ结构ＨＤＩ内埋层厚 ２．２形成线路后树脂塞孔工艺，流程如下 度居于０．６ ｍｍ～１．０ ｍｍ却是占比例最大的产品，许 多厂家测试一直无法能整个量产百分百有效的克服 前工序一芯层机械钻孔一沉铜、板电一线路形 压合后凹陷程度，使能突破干膜的贴合能力质量正 成一棕、黑化一树脂塞孔一表面余胶黏除一压合一 常的门坎，加上ＰＮ材料的变迁，使得此低成本流程 后工序 无法扩大使用。图ｌ所列表格是采用０．２ ｍｍ孔径内埋 此为线路前树脂塞孔的变形工艺，可以减少重 孔，由压合半固化片填胶替代树脂塞孔的成本比较。 刷磨的成本，业界有少许ＨＤＩ企业采用。制作完内埋 每平方米都可以至少降低流程成本６４．５９元～７５．３５元， 孔层线路，棕／黑化完成后进行塞孔流程，再用覆盖 假设ＨＤＩ产能为２．８万ｍ 尺／月，可以有每个月降低超 膜设备滚送黏除表面塞孔处凸出过量的树脂油墨， 过成本１５０万人民币的重大效益。因此，即便是购买 之后直接压合制程。此工艺虽可避开刷磨的流程成 高转速机械钻孔机或冷热压机，都可以在很短的时 本，同时降低打磨造成线路开路的报废率，但此流 间内有回收投资。 程对于棕／黑化绒毛地刮伤及压合前环境脏污沾染于 压合ＰＰ填胶有高耐热性的优点，板材ｚ轴膨胀 树脂上，爆板的质量问题有不良影响，牵涉到总体 系数３．５％（５０℃～２６０℃），而铜的膨涨系数１７× 环境清洁管理『人Ｊ的问题，无锡Ｔ厂就曾因为压合 １０ ／℃，树脂油墨１４３ Ｘ １０ ／℃（≥Ｔｇ）。树脂塞孔 车间的重新规划，造成连续３个月的批量性爆板客诉 流程ＰＣＢ层构含三种材料，整个客户ＳＭＴ组装过程 问题，人员及环境的管理，是ＰＣＢ企业不容易克服的 中，ＸＹＺ热膨胀系数变异多。直接压合ＰＰ填胶，除 议题，华通计算机于２０１０年开始已改回电镀后树脂 了减少了塞孔油墨树脂的变因，且ＰＰ胶于埋孔处和 塞孔工艺取代此工艺，金像电子及健鼎电子目前则 层间ＰＰ层同质胶连，就如同建筑过程楼层与柱子中 持续有采用此流程。 整体灌浇混凝土水泥的状况，可以有效增加材料的 ２．３压合ＰＰ直接填胶，流程如下・ 强固性；图２是Ｙ公司量产由树脂塞孔改压合填胶实 际出货爆板ＤＰＰＭ统计经验。初始树脂塞孔工序因为 前工序一核心层机械钻孔一沉铜、板电一线路 有许多机率性的塞孔微瑕疵，压合前没有增加脱机 影像一压合一后工序 烘烤，容易藏匿水气压入板材内造成９４８Ｄ×１０ 的爆 内埋孔芯层厚度０．６ ｍｍ以下中、薄板领域业界 板问题；经工序改善压合前增加立式烤箱烘烤，虽 物料 【格／单位 ＼＼｝元『ｍ２ Ｏ．２５衄自制 Ｏ．２ｍｍ自制 ０．２ｍｍ夕 包 单价ｌ、＼＼ 三片钻 二片钻 三片钻 外包钻孔 盖板铝板 ．２ｍｍ／ｋｇ ２６。８Ｏ ０．４３ Ｏ．６５ ０．４３ ｜ 尿素底橱１０９０ｍｉｎｘ１２４５ｍｍ／￣ ２８．８７ Ｏ．８７ １＿３１ Ｏ．８７ ， 钻头 ， ２．２２ ， ．２ｍｍ／＇￣ 创国（３－台芝（４．０ｍｍＹＪ长） ３．３Ｏ ｜ ．５ｍｍ刃长） ３．９２ ２．６４ ３．９６ ， ， 美纹胶带胶带侗 ， ０．０ｌ Ｏ．Ｏ１ Ｏ．０ｌ ， 修缮费／月 ， ０．１５ ０．１５ Ｏ．１５ ， 电费，月 ， ０－３５ ０＿３５ ０＿３５ ， ＾．工费用（人倜） ３５０ｏ ０．１Ｏ ０．２０ ０．１０ ， ｌ６万转钻孔ｔｒｌ，／￣（月折Ｉ￣８２５０） ７０１０３１ ０．６９ １．０４ ， ， ２０万转钻孔机／台（月折１日ｌ１ｏ４６） ９２７８３５ ， ， Ｏ．９３ ， 机械钻孔单位成本６Ｗｍ２） ５６．５１ ８２．５６ ５４．５７ ９２．ｏ３ 树脂塞孔途程塞孔及刷整总成本（元ｈ １０，０２ 压合ｆ１Ｐ直接填胶流程 途程改为压合填胶预估可减少的单位成本（ＴｒＪｍ￣ 比价基准 ８１．８１ ｌ０９．７９ ７２．４４ 备注： １．产品基准以内埋核心板板巨Ｏ船 ｌｍ∞，平均内埋孔数３ａ瑚孔 ，Ｎ］Ｌ，每支针１８１￣－ｌｉＰ３（研次 准，每ＰＮ呵积ｎ２５５ｍ ，１６万 转钻孔机 纽皿钻径每趟钻孔时问４ｂ（０．３ｍａ钻径每趟钻孔时问强）、２０万转钻孔帆Ｏ．２∞ｍ钻经每趋钻孔时问强。 ２外包猬迭ｔ ０．００３８元吼。 埋孔机械钻孔制程，钻针由０．２５ｍｍ￣ｆｌｇＯ．２０ｍｍ，树脂塞孔途程改为压台 直接填胶：预估可减少的 单位成本至少为（６４．５９￣．；－７５．３５元）／ 。 图１埋孑Ｌ由压合半固化片填胶与树脂塞孑Ｌ的成本比较 ．．３３．． 层压Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ 印制电路信息２０１４ Ｎｏ．７ 有效改善使缺陷降Ｎｏ．０１８％，但更有效的是采用直 接压合ＰＰ填胶的工艺，一个季度内降Ｎｏ．００３２％。 压合前棕化工序，水平传动设备对小孔径埋孔 吹孔效果有限，非常容易藏水未烘干，压入ＰＰ内会 造成信赖度爆孔不良，必须于棕化处理后增加脱机 ㈨ 唧吣咖嘶 吣吣 叫。 烤板去水气的工序，一般采用８０℃、３０ ｍｉｎ条件以 上即能够有效去除埋孔水气。 ３．４压合ＰＰ填胶材料选择建议 业界近年无铅焊料趋势，材料为了提高耐热性 朝含填充材高Ｔｄ材料发展。其实，用一般性无填充 Ｏ ｌ８３％ Ｉ榭鹰塞孑Ｉ．鼷台前 燕烘烤出簧 竺丝 露台ＰＰ堰暖 出货 材的ＦＲ一４材质直接压合ＰＰ填胶ＨＤＩ ＰＣＢ都可以耐受 无铅焊接１２次循环以上的热冲击；如果要采用高Ｔｄ 点含填料的ＰＮ材料，必须选定填料颗粒形状圆润的 ■■■ 榭脂塞孔匿台前 有立式烤箱烘烤 出赁 Ａｌ ０ 填充材质， 一般的ＳｉＯ 填充材因菱角分明会 阻滞真空压合过程中，孔口流胶的速度造成填胶的 图２压合ＰＰ填胶爆板 不良。半固化片胶含率的须选择中含胶率或高含胶 率的型号，才能确保埋孔周边能有足够厚的树脂层 （Ｂｕｔｔｅｒ Ｃｏａｔ），免于玻璃纤维贴附铜面造成的爆板 问题。 ３ ＨＤ Ｉ内埋芯层板厚０．６ ｍｍ～１．Ｏ ｍｍ 压合ＰＰ直接填胶工序的关键条件 这里就不说明太多压合制程ＰＰ半固化片流动 性、黏度等学理的量化分析的数据，直接说明工艺 条件如何才能完满压合ＰＰ填胶的关键要点，符合 『量产技术Ｊ的直接应用性，只有ＰＣＢ量产上可控的 工法、参数或条件，才可以很快地进行实质应用与 逐步验证，产生实质性的利润。 以下即为０．６ ｍｍ～１．０ ｍｍ厚内埋孔压合ＰＰ直接 填胶的制作的控制重点要项。 ３．５压合机选择及压合参数 ３．５．１ 连续铜箔缠绕式的电热压合机 例￣ＨＡｄａｒａ电热压机是采用连续铜箔导电发热， 如图３。压机与ＰＣＢ间的热传递是以上下铜箔发热 直接对接触的材料加热，迭板的每工作片受热时间 和温度完全均匀一致，是压合ＰＰ填胶的最佳设备选 择。但是，由于铝板耗材硬度低于ＰＣＢ，因此铝板的 ３．１ ０．２ ｍｍ（８ ｍｉ Ｉ）埋孔钻子Ｌ １０８０ＰＰ的玻璃纤维经纬纱束直径约０．０５ ｍｍ， ０．２ ｒｎｍ钻孔经过电镀后埋孔直径约剩０．１７８ ｒｎｌＴｌ（７ ｍｉｄ 以下，此埋孔横面截面积规格是０．３ ｍｍ钻孔的４０％， ０．２５ ｍｍ钻孔的６０％，如此小的横截面才有足够的支 撑力道，让压合填胶流胶过程玻璃纤维不会向下沉 限，造成孔面凹陷效应不良的质量问题。 使用管理控制是一大议题，全厂固定排版尺寸是一 个有效方向，但基材成本高又常受诟病，是否选用 此类型电热压机就见人见智了。欧系、韩系ＰＣＢ多采 电热压机系统，原芬￣Ａｓｐｏｃｏｍｐ和敬鹏合资的 苏州公司，就是完全以Ａｄａｒａ电热压机百分百用压合 ＰＰ填胶工艺生产用于Ｎｏｋｉａ手机的ＨＤＩ板，造就出高 高可靠的手机主板。 ３．２埋孔塞孔改善 异物的孔塞会造成ＰＰ流胶的阻滞，钻孔后须先 ３．５．２传统钢板迭合热压机 ＰＰ固化片有效流胶温度约介于８０℃～１ ３０℃之 用高压吹孔机或者高压水刀去除大部分粉尘，去毛 刺线的超音波震荡也是必要工序，电镀线产生的铜 渣问题也需加以改善控制。 间，要让传统压机内上、中、下层所有工作片，压 合填胶质量均匀优化，必须将真空压合的有效流胶 时间使用到最大化，需要设定让热盘启始温度低于 １００℃以下。多数ＰＣＢ为了压合产能最大化问题，热 ３．３棕化后压合前埋孔孔内水气去除 ．．３４．．
