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  • 电路板SAP3™工艺技术难点及解决方法
     
    发布时间:2010-7-16

        在SAP3 ™的工艺路线中,与常规的半加成法最大的差别在于可以实现迭孔设计。为实现该工艺目的,采用传统的RCC 或FR4 材料进行层压,然后进行激光直接钻孔,电镀填孔完成后,将板面铜层去除,仅保留铜柱的部分。去除整板面铜层,形成铜柱既可以采用化学蚀刻的方法或者物理研磨的方法,但是都有一定的局限性。我们采用物理研磨和化学蚀刻两者相结合的方法,制作出了理想的铜柱结构。


    (1) 化学蚀刻
    用化学蚀刻方法将板面的铜层去除,这种方法简单,但控制比较困难,主要的原因是:铜层不均匀性和Dimple 的存在。现有的电镀填孔(copper filling)设备,用填孔药水将盲孔填平。在填充过程中,常出现两个问题:1,板面的铜厚不均匀,电镀30um,极差在10um 左右;2,在填孔过程中,dimple 在10um 左右。在化学蚀刻过程中,使用的药水通常没有选择性,板面铜和盲孔中的铜一起蚀刻。如何保证整板面的铜被完全去除干净,而不影响盲孔铜柱是本步骤的重点。下面三张图片为电镀填孔后,进行蚀刻后dimple 过大的铜柱形态,进行蚀刻后理想的铜柱形态示意图。

    PCB 铜柱

     

    为了获得如图2c的理想状态,我们进行以下三方面的研究:1,考虑盲孔与板面蚀刻速率的差异,我们需要板面的速度比较大,而盲孔的蚀刻速率小,因此考虑形成差分蚀刻。;2,蚀刻设备的选择。化学蚀刻可以通过不同生产线进行,包括DES、HE 等。不同的设备其蚀刻的特点也不尽相同。喷淋设备可以得到较大的蚀刻速率而浸没式蚀刻的均匀性比较好,可根据需要进行选择。3,蚀刻参数的控制,蚀刻要求:整板面铜去除干净,盲孔不受影响。


    (2) 物理研磨
    选用物理研磨去除板面铜,需要在研磨的过程中控制切削量。同时,树脂层被研磨后表面的粗糙度有所降低,在后续Desmear 中很难形成需要的表面粗糙度,有可能导致树脂与化学铜的结合力低下,无法通过耐热性测试。


    (3)物理研磨和化学蚀刻相结合的方法
    采用物理研磨和化学蚀刻相结合的方法,利用它们彼此的优势达到最终的要求。下图是试验得到的铜柱照片。

     

    电路板 铜柱

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