HDI板内层塞孔工艺三

文章来源：PCB time作者：龚爱清查看手机网址

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人气：5851发布日期：2016-12-14 12:06【大中小】

四塞孔油墨特性简介

　　IPC-6012A 在3.6.2.15 HDI板盲孔及埋孔之填胶规范中规定：盲孔并无填胶的要求，Class2 专业性电子产品及Class3 高可靠度电子产品板类必须在压合时填入胶片之胶量至60%程度。Class1 一般性电子产品则可允许到完全空洞的程度。若产品需应用到特殊之结构如Stack Via 时，如图四所示，内层塞孔除被要求需100%填满外，还需具备容易研磨的特性，且在研磨后孔口凹陷必须小于5um以下，以避免高频时讯号的完整性受损。

　　
图四：Stack Via 结构

　　内层塞孔油墨依硬化方式可大致区分成三种：

　　1. 一段热烘烤硬化型塞孔油墨。
　　2. 二段热烘烤硬化型塞孔油墨。
　　3. UV曝光加热烘烤硬化型塞孔油墨。

　　一段热烘烤硬化型塞孔油墨之烘烤条件大约为150℃、30~45 分钟，最佳之烘烤条件则需视个别塞孔孔径之Aspect Ratio 而做不同程度之调整，一段热烘烤硬化型塞孔油墨虽具有较高的烘烤效率但因其烘烤后即达8-9H 之铅笔硬度，相对的也将造成研磨的困难，既要求需研磨干净与平整，又要达到几乎不可有任何研磨凹陷的产生，若无良好稳定之研磨设备，较难达成上述之要求。

　　二段热烘烤硬化型塞孔油墨，其硬化过程可区分为两个阶段，第一段硬化为预烤(Pre -curing) ，预烤后之油墨硬化程度通常为4-5H，特点是便于研磨亦可降低研磨成本，待研磨完成后再执行第二段硬化，称为后烘烤（Post-curing），第二段烘烤后油墨硬化即可达8-9H。二段烘烤虽然花费较多之烘烤时间，但其整体所获得之效率（尤指塞孔质量与刷磨效益）均较一段热烘烤硬化型塞孔油墨来的优良。UV 曝光加热烘烤硬化型塞孔油墨之使用者以野田塞孔制程最为著名，其制程与二段热烘烤硬化型塞孔油墨相似，不同之处在于其第一段硬化Pre-Curing是使用野田公司自行开发成功之低温液中曝光机，在低温液中的环境中曝光硬化，硬化后之硬度约为2-3H，然后再执行刷磨与后烘烤作业，此低温液中曝光机为该公司之独家技术，所公开之资料有限在此无法多做叙述。

　　目前市面上的内层塞孔用油墨，无论是何种硬化型态大都已改为不含溶剂（Solvent）性质之配方，溶剂在烘烤过程中将因受热而挥发，但若塞孔孔径为高Aspect Ratio 时，溶剂亦将相对较难完全排出而有部份残留于孔内，而残留之溶剂在

　　再次的受热过程中仍会再度膨胀，此时即有可能在油墨内部形成Crack 的现象，特别是高温短时间的烘烤方式与高Aspect Ratio 孔径的组合时，容易发生孔口处油墨已硬化而孔径内部油墨却仍未完全硬化之皮膜效应(Skinning over)产生，因此更易使溶剂残留孔内造成塞孔不良；低温长时间的烘烤方式可避免上述情形的发生也有助于油墨中挥发成分的排出， 100%固含量及无溶剂成分之塞孔油墨，可将残留溶剂的膨胀与硬化后油墨的收缩减至最低的程度。

五研磨方式简介

　　为确保内层塞孔研磨质量，避免因不当的研磨设备与研磨条件造成研磨质量的异常，因此在研磨时必须针对孔口凹陷、孔角受损、板材涨缩、研磨粗糙度、研磨量、研磨成本、薄板能力及研磨轮匹配性等等各项特性予以要求并严格管制，方可提升整体制程良率，常用于内层塞孔研磨制程之设备有：

　　(1) Belt Sander 研磨机。
　　(2) 自动调压式研磨机。

　　本公司并无太多经验在Belt Sander 研磨机方面，因此仅就自动调压式研磨机做说明，用于自动调压式研磨机的研磨轮有陶瓷研磨轮与不织布研磨轮；整体而言陶瓷研磨轮拥有较佳的切削能力，研磨后孔口表面不会留下凹陷，但价格昂贵、使用寿命较短为其缺点。不织布研磨轮同样具备优良之切削能力，但因其构造因素研磨后较容易留下孔口凹陷，若单就成本方面来做考虑其价格远远低于陶瓷研磨轮；业者可依个别塞孔特性之需求选择最适合实际作业情形之研磨轮组合。在板材的涨缩控制方面，经测试以四轴研磨后；将内层板转90°再经后四轴研磨，可得到最佳的研磨粗糙度及涨缩控制；对于孔口的损伤也可分配承受，避免集中单一方向。

　　六结论

　　现阶段内层塞孔制程无论在设备、原物料与研磨方式等，均有各种不同属性的供货商可提供选择，业者可依实际需求寻找最适合之设备、物料与优化之生产条件以进行内层塞孔作业。

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