HDI板內層塞孔工藝三

文章來源：PCB time作者：龔愛清查看手機網址

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人氣：6390發布日期：2016-12-14 12:06【大中小】

四塞孔油墨特性簡介

　　IPC-6012A 在3.6.2.15 HDI板盲孔及埋孔之填膠規范中規定：盲孔并無填膠的要求，Class2 專業性電子產品及Class3 高可靠度電子產品板類必須在壓合時填入膠片之膠量至60%程度。Class1 一般性電子產品則可允許到完全空洞的程度。若產品需應用到特殊之結構如Stack Via 時，如圖四所示，內層塞孔除被要求需100%填滿外，還需具備容易研磨的特性，且在研磨后孔口凹陷必須小于5um以下，以避免高頻時訊號的完整性受損。

　　
圖四：Stack Via 結構

　　內層塞孔油墨依硬化方式可大致區分成三種：

　　1. 一段熱烘烤硬化型塞孔油墨。
　　2. 二段熱烘烤硬化型塞孔油墨。
　　3. UV曝光加熱烘烤硬化型塞孔油墨。

　　一段熱烘烤硬化型塞孔油墨之烘烤條件大約為150℃、30~45 分鐘，最佳之烘烤條件則需視個別塞孔孔徑之Aspect Ratio 而做不同程度之調整，一段熱烘烤硬化型塞孔油墨雖具有較高的烘烤效率但因其烘烤后即達8-9H 之鉛筆硬度，相對的也將造成研磨的困難，既要求需研磨干凈與平整，又要達到幾乎不可有任何研磨凹陷的產生，若無良好穩定之研磨設備，較難達成上述之要求。

　　二段熱烘烤硬化型塞孔油墨，其硬化過程可區分為兩個階段，第一段硬化為預烤(Pre -curing) ，預烤后之油墨硬化程度通常為4-5H，特點是便于研磨亦可降低研磨成本，待研磨完成后再執行第二段硬化，稱為后烘烤（Post-curing），第二段烘烤后油墨硬化即可達8-9H。二段烘烤雖然花費較多之烘烤時間，但其整體所獲得之效率（尤指塞孔質量與刷磨效益）均較一段熱烘烤硬化型塞孔油墨來的優良。UV 曝光加熱烘烤硬化型塞孔油墨之使用者以野田塞孔制程最為著名，其制程與二段熱烘烤硬化型塞孔油墨相似，不同之處在于其第一段硬化Pre-Curing是使用野田公司自行開發成功之低溫液中曝光機，在低溫液中的環境中曝光硬化，硬化后之硬度約為2-3H，然后再執行刷磨與后烘烤作業，此低溫液中曝光機為該公司之獨家技術，所公開之資料有限在此無法多做敘述。

　　目前市面上的內層塞孔用油墨，無論是何種硬化型態大都已改為不含溶劑（Solvent）性質之配方，溶劑在烘烤過程中將因受熱而揮發，但若塞孔孔徑為高Aspect Ratio 時，溶劑亦將相對較難完全排出而有部份殘留于孔內，而殘留之溶劑在

　　再次的受熱過程中仍會再度膨脹，此時即有可能在油墨內部形成Crack 的現象，特別是高溫短時間的烘烤方式與高Aspect Ratio 孔徑的組合時，容易發生孔口處油墨已硬化而孔徑內部油墨卻仍未完全硬化之皮膜效應(Skinning over)產生，因此更易使溶劑殘留孔內造成塞孔不良；低溫長時間的烘烤方式可避免上述情形的發生也有助于油墨中揮發成分的排出， 100%固含量及無溶劑成分之塞孔油墨，可將殘留溶劑的膨脹與硬化后油墨的收縮減至最低的程度。

五研磨方式簡介

　　為確保內層塞孔研磨質量，避免因不當的研磨設備與研磨條件造成研磨質量的異常，因此在研磨時必須針對孔口凹陷、孔角受損、板材漲縮、研磨粗糙度、研磨量、研磨成本、薄板能力及研磨輪匹配性等等各項特性予以要求并嚴格管制，方可提升整體制程良率，常用于內層塞孔研磨制程之設備有：

　　(1) Belt Sander 研磨機。
　　(2) 自動調壓式研磨機。

　　本公司并無太多經驗在Belt Sander 研磨機方面，因此僅就自動調壓式研磨機做說明，用于自動調壓式研磨機的研磨輪有陶瓷研磨輪與不織布研磨輪；整體而言陶瓷研磨輪擁有較佳的切削能力，研磨后孔口表面不會留下凹陷，但價格昂貴、使用壽命較短為其缺點。不織布研磨輪同樣具備優良之切削能力，但因其構造因素研磨后較容易留下孔口凹陷，若單就成本方面來做考慮其價格遠遠低于陶瓷研磨輪；業者可依個別塞孔特性之需求選擇最適合實際作業情形之研磨輪組合。在板材的漲縮控制方面，經測試以四軸研磨后；將內層板轉90°再經后四軸研磨，可得到最佳的研磨粗糙度及漲縮控制；對于孔口的損傷也可分配承受，避免集中單一方向。

　　六結論

　　現階段內層塞孔制程無論在設備、原物料與研磨方式等，均有各種不同屬性的供貨商可提供選擇，業者可依實際需求尋找最適合之設備、物料與優化之生產條件以進行內層塞孔作業。

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