劉 冬 王予州 葉漢雄

（惠州中京電子科技股份有限公司，廣東 惠州 516008）

1 前言

由于表面安裝用多層板的導(dǎo)通孔僅起電子元件的電氣通路（互連）作用，而不承受支撐電子元件的義務(wù)，因而不需要電氣互連的內(nèi)層上就不必有隔離孔和導(dǎo)通孔的存在，僅在需要電氣互連的相關(guān)的內(nèi)層之間才有導(dǎo)通孔的出現(xiàn)，因而誕生了埋/盲孔結(jié)構(gòu)的多層板；其積層（a+n+b，n為芯板的層數(shù)，a和b為積層的層數(shù)）的層數(shù)越來越多，因而盲孔鍍將越來越多。采用盲孔結(jié)構(gòu)和盲孔電鍍方式是常規(guī)PCB向更高密度的HDI/BUM板的必由之路；由于盲孔結(jié)構(gòu)和盲孔鍍銅不同于通孔電鍍，盲孔口僅一面與鍍液接觸，鍍液很難在盲孔中流動與交換，傳統(tǒng)電鍍很難勝任盲孔電鍍。

2 目的

對于設(shè)備仍然停留在傳統(tǒng)電鍍階段的制造廠家來說，只有嘗試通過工藝改良，但很多公司遇到了或多或少的問題，甚至產(chǎn)生了重大的報廢損失。我公司在使用垂直電鍍生產(chǎn)線生產(chǎn)HDI板做了大量的測試和探索，在慢慢的實踐與總結(jié)中現(xiàn)基本掌握了盲孔垂直電鍍的相關(guān)技術(shù)，最終形成了量產(chǎn)，并保證了良好的生產(chǎn)品質(zhì)；而且也開發(fā)了對其設(shè)備改良和測試方法，在此僅提供參考。

3 實驗方案

（1）由于當(dāng)溶液進(jìn)入小孔時，一開始是呈絮流狀態(tài)，接著便出現(xiàn)了“層流”方式，從而降低了溶液的流速。溶液流速的降低，不僅會阻止孔壁上H2氣泡的排走，而且也會仰止孔壁處新舊溶液的交換，這對于從清潔處理到化學(xué)鍍銅加工過程都是極為不利的，因此，必須很好消弱和消除溶液鍍層流現(xiàn)象；現(xiàn)有垂直電鍍按此設(shè)計及定義：

①連接掛架軌道來回移（擺）動的幅度及頻率；

②掛架上設(shè)置震動馬達(dá)；

③設(shè)置能定時上、下提升和下降“在制板”（跳動）裝置；

④使“在制板”傾斜一個角度掛板；

⑤降低溶液的表面張力或黏度。

（2）以上各種措施來消弱孔內(nèi)溶液層流現(xiàn)象，經(jīng)實驗和應(yīng)用表明是有效的。但由于埋/盲孔結(jié)構(gòu)小孔，其孔的深度小，僅一面與鍍液接觸，因而溶液在孔內(nèi)通過時間較長，易于形成層流，如何更好的改善層流現(xiàn)象：

①在鍍缸內(nèi)設(shè)置射流裝置，可以充分?jǐn)噭诱w溶液都處于絮流狀態(tài)流入孔內(nèi)，消弱或消除層流發(fā)生；

②在鍍缸內(nèi)設(shè)置超聲波震動裝置，使整個溶液處于很強(qiáng)的絮流或波動狀態(tài)，從而使溶液以強(qiáng)烈的波動流入孔內(nèi)，沖擊和改變孔內(nèi)液流狀態(tài)，起到消弱或消除“層流”現(xiàn)象；

（3）性能測試設(shè)計：

為了對此流程設(shè)計改裝后進(jìn)行全面客觀的評估，特別設(shè)計了試驗板，具體圖形設(shè)計為一個通孔一個盲孔交叉排列，1 pcs中通孔4756個（孔徑0.25 mm），盲孔4640個（孔徑0.15 mm），共84564個/PNL（1 pnl共9 pcs），板長465 mm×620 mm，板厚1.2 cm 。

4 評估試驗板生產(chǎn)流程（試板數(shù)量20 PNL）

圖1 試驗板單pcs圖

（1）開料——內(nèi)層D/F——內(nèi)層蝕刻——內(nèi)層AOI——棕化——壓板——盲孔激光鉆孔——沉銅線除膠——機(jī)械鉆孔——沉金水平微蝕——除鉆污＋PTH——鍍一銅——外層D/F——圖形電鍍——蝕刻——后工序

（2）相關(guān)可靠性測試項目及方法、判定標(biāo)準(zhǔn)：

（3）測試結(jié)果：

①除鉆污一次的測試

圖2

圖2是AOI掃描圖片，可看到孔內(nèi)有陰影存在，表明并未除膠干凈。圖3是二銅后切片觀察除膠不凈的圖片，黃色圓圈內(nèi)除膠不凈的位置；

圖3

②除鉆污二次測試

表1 相關(guān)可靠性測試

圖4是AOI掃描圖片，從AOI圖片可以很清楚的看出孔內(nèi)清晰漏出底銅，無陰影；圖11～圖13二銅后切片觀察也看不到除鉆污不凈的現(xiàn)象：

圖4

使用低電流長時間生產(chǎn)，電流密度10ASF，時間120 min，二銅后觀察錫厚和銅厚，計算錐度是否符合要求：

圖5是二銅后錫厚和銅厚的切片圖，切片顯示盲孔錫厚最小3.98μm，最大8.9μm；銅厚最小13.9μm，最大43.2μm；錐度最小72%，最大90%。錫厚﹑銅厚﹑錐度均符合要求；同時可以看到錐度完全合格。

圖5

③熱油測試

熱油測試是在260 ℃的熱油中浸泡5 s后取出，放在空氣中10 s，然后再放入熱油中，如此循環(huán)100次，要求測試前后阻值變化不得超過10%，對測試板而言是嚴(yán)酷的考驗；備注：編號的第一個數(shù)字代表整塊板的編號，后一個數(shù)字代表本塊板中切片的序號。

嚴(yán)酷的考驗,數(shù)據(jù)顯示阻值變化率最大的為8.82%，最小的為3.08%，測試前后電阻變化率小于10% 測試數(shù)據(jù)均合格。

表2 測試前后阻值變化（因數(shù)據(jù)太多，在此只展示一部分?jǐn)?shù)據(jù)）

測試結(jié)論見表3。

從表3看出各項測試均符合品質(zhì)要求；

5 結(jié)論

通過在鍍缸內(nèi)增設(shè)射流裝置及在鍍缸內(nèi)設(shè)置超聲波震動裝置，以及參數(shù)優(yōu)化，性能測試，證明“層流”現(xiàn)象得到消弱或消除，運用垂直電鍍生產(chǎn)線生產(chǎn)HDI板，各項測試結(jié)果均符合品質(zhì)要求；

此種垂直電鍍設(shè)計方式而得以生產(chǎn)HDI板的事實，目前我公司已在量產(chǎn)中獲得證實。從以上的贅述及筆者幾年的經(jīng)驗來看，我們雖知其原因所在，但在導(dǎo)入前還要做細(xì)做精，明確定義相關(guān)準(zhǔn)確參數(shù)，做到通過相關(guān)參數(shù)的控制；而在生產(chǎn)過程做到按規(guī)作業(yè)才可避免不必要的品質(zhì)隱患。這要制程的工藝人員下苦功，不可因為僅講求現(xiàn)狀而誤了產(chǎn)品提升。期望本文能給同行業(yè)者有所幫助，同時難免有不盡或謬誤，歡迎專家同行批評探討，繼續(xù)推進(jìn)我們行業(yè)的發(fā)展。

表3