[发明专利]基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，特别是涉及基于POFV树脂塞孔饱满度及热应力后塞孔树脂膨胀控制工艺。

背景技术

随着电子产品技术的发展，元器件的表贴化、小型化趋势越来越明显，产品的密度也不断增加另外芯片主频不断提高，功能日益增强，单个芯片的功耗逐渐增大，导致热流密度的急剧提高。而研究表明，超过55％的电子设备的失效形式是由温度过高引起的，因此电子器件关键功能区域的散热性能是否优异决定电子设备的使用寿命，这也为现代传热技术在电子冷却领域的应用提出了新的课题。

目前为了达到良好散热的目的，通常采用底部热增强的封装形式，其散热途径主要通过Die-Die attach材料-Thermal焊盘(或Thermal ball)-焊锡 (导热填充材料)、焊盘-线路板-散热过孔-散热铜箔、焊盘-线路板-金属基- 散热铜箔等。影响线路板散热的因素较多，例如线路板材料、局部的散热铜箔设计(面积、层数、厚度)、散热过孔设计(孔径、间距、数量)、过孔处理方式(塞孔材料等)等等，因此埋入金属块、高密散热孔、大铜皮设计及 POFV孔设计越来越多地应用在高频高功率线路板的散热功能中。

树脂塞孔作为HDI中比较新，决定未来HDI趋势走向的的一种工艺，其发展程度反映了一个公司HDI的整体制作水平，同时也是各厂家极为保密的东西，SME从2000年10月对树脂塞孔正式立项，经过半年多的研发SME克服树脂塞孔中的三大难题：厚板小孔难以一刀塞实以及树脂固化收缩而难以实现孔塞得饱满；树脂内气泡难以消除；板面树脂残留难以去除等开启了一条美维特色的工艺路线，迅速实现工艺能力的提升，保证大批量的HDI板的生产并很快完成VIA ON HOLE工艺HDI板的塞孔工艺。对常规HDI内层埋孔工艺勿需埋孔上直接盲孔的塞孔工艺相当完善，加工板厚0.4-3.2mm，埋孔孔径 0.25-0.40mm，成品率达99％以上；对上有盲孔的埋孔树脂塞孔工艺加工板厚 0.4-2.0mm孔径0.25-0.35mm孔口凹陷5um树脂研磨后成品率达95以上工艺，水平达到国内同行先进水平。

由于HDI技术的发展在国内只是近两三年的事，而树脂塞孔在日本以外地方的发展更是要晚一些，时至今日也就一年多的时间。查阅相当多的PCB技术资料，但关于树脂塞孔的东西不多其中有两篇不可不看对于工艺研发有相当的指导意义，一篇是PCB业界泰斗白蓉生先生发表于中国台湾寻智书屋网站的 PCB业界动态2000年7月野田的全平塞孔制程简介其中对日本的Noda Screen Co.,Ltd.的塞孔作了简要介绍，包括为什么要塞孔树脂塞孔流程和工艺要点等，现在在SME做到一定水平的时候回头再看走过的路，重读文章仍然可以获得很多有用的信息，另外一篇在TPCA专业杂志电路板会刊2000年10月中刊载，华通电脑公司研发部许国经所写《树脂塞孔后之研磨制程》对于塞孔后板面树脂残留的去除从流程、树脂油墨的选择到研磨材料的比较、检验标准有详细的描述。

与其他HDI相关技术一样，树脂塞孔工艺也兴起于日本，在技术的使用及研发方面也遥遥领先于其他地域的同行。在日本五年前由San-ei三荣化学， Noda Screen野田，Ibiden三家公司合作强强联手进行树脂塞孔原料的生产改进、工艺的研发以及在产品中的应用。大家都知道这三家公司在相应方面都是顶尖高手，所以现在的采用树脂塞孔工艺的PCB厂家大多选用三荣化学的树脂，在三年前，中国台湾PCB厂家开始对树脂塞孔工艺研发应用，第一家是台茂。两年半前开始在韩国试用。目前中国台湾的华通，韩国的三星均是国际上赫赫有名的PCB厂家，都是San-ei树脂的使用厂家，SME自然就晚了许多，其实当今亚洲涉及HDI的大PCB厂都有应用树脂塞孔工艺，国内就有很多厂家能够批量生产，如SME，广东E&E，昆山耀宁台资与日本JVC技术合作等。目前全世界使用三荣化学的树脂来塞孔的PCB厂有60多家，其中中国台湾有22家之多，而日本则有相当多的代加工厂，鼎鼎大名的野田公司就是其一。

当大家都在塞孔的时候，日本同行仍然保持着绝对的技术优势，目前日本普遍应用埋孔上做盲孔的工艺，盲孔上堆叠盲孔的做法也不难见到，更高级的要数新近推出的完成图形后应用树脂填塞线路间隙的工艺，从而精确控制介质层厚度阻焊厚度阻抗精度使得线路更细所谓的二阶盲孔，现在一般采用大孔套小孔的做法，外层的盲孔至少得6mil以上，无法做到更小，并且对对位精度的要求非常苛刻；而采用树脂塞盲孔后电镀类似于埋孔的制作在流程及工艺上会麻烦许多，但这样才能使得外层盲孔不受限制，真正做到高密度。