1、前言:

樹(shù)脂塞孔的工藝流程近年來(lái)在PCB產(chǎn)業(yè)里面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在一些層數(shù)高，板子厚度較大的產(chǎn)品上面更是備受青睞。人們希望使用樹(shù)脂塞孔來(lái)解決一系列使用綠油塞孔或者壓合填樹(shù)脂所不能解決的問(wèn)題。然而，因?yàn)檫@種工藝所使用的樹(shù)脂本身的特性的緣故，在制作上需要克服許多的困難，方能取得良好的樹(shù)脂塞孔產(chǎn)品的品質(zhì)。

2、樹(shù)脂塞孔的由來(lái)：

2. 1電子芯片的發(fā)展

隨著電子產(chǎn)品技術(shù)的不斷更新，電子芯片的結(jié)構(gòu)和安裝方式也在不斷的改善和變革。其發(fā)展基本上是從具有插件腳的零部件發(fā)展到了采用球型矩陣排布焊點(diǎn)的高度密集集成電路模塊。從下圖可以看到零部件的發(fā)展歷程：

最早的CPU

286CPU(插件腳)

奔騰系列CPU(插件腳)

球型排列的雙核CPU

服務(wù)器CPU

2. 2 兩個(gè)人的相遇成就了樹(shù)脂塞孔技術(shù)

在PCB產(chǎn)業(yè)里邊，許多的工藝方法都已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)被廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)于某一些工藝方法的由來(lái)基本上都已經(jīng)不太關(guān)心。其實(shí)早在球型矩陣排列的電子芯片剛上市的時(shí)候，人們一直在為這種小型的芯片貼裝元器件出謀劃策，期望能從構(gòu)造上縮小其成品的尺寸。

20世紀(jì)90年代，日本某公司開(kāi)發(fā)了一種樹(shù)脂，直接將孔塞住，然后在表面鍍銅，主要是為了解決綠油塞孔容易出現(xiàn)的空內(nèi)吹氣的問(wèn)題。因特爾將此種工藝應(yīng)用到因特爾的電子產(chǎn)品中，誕生了所謂的POFV (部分廠也叫Via on pad)工藝。

3. 樹(shù)脂塞孔的應(yīng)用：

當(dāng)前，樹(shù)脂塞孔的工藝主要應(yīng)用于下列的幾種產(chǎn)品中：

3. 1 POFV技術(shù)的樹(shù)脂塞孔

3.1.1技術(shù)原理

A. 利用樹(shù)脂將導(dǎo)通孔塞住，然后在孔表面進(jìn)行鍍銅。

如下圖：

B. 切片實(shí)例：

3.1.2 POFV技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

縮小孔與孔間距，減小板的面積，

解決導(dǎo)線與布線的問(wèn)題，提高布線密度。

3．2 內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔

3.2.1技術(shù)原理

使用樹(shù)脂將內(nèi)層HDI的埋孔塞住，然后在進(jìn)行壓合。這種工藝平衡了壓合的介質(zhì)層厚度控制與內(nèi)層HDI埋孔填膠設(shè)計(jì)之間的矛盾。

如果內(nèi)層HDI埋孔沒(méi)有被樹(shù)脂填滿，在過(guò)熱沖擊時(shí)板子會(huì)出現(xiàn)爆板的問(wèn)題而直接報(bào)廢；

如果不采用樹(shù)脂塞孔，則需要多張PP進(jìn)行壓合以滿足填膠的需求，可是如此一來(lái)，層與層之間的介質(zhì)層厚度會(huì)因?yàn)镻P片的增加而導(dǎo)致厚度偏厚。

3.2.2例圖

3.2.3內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔的應(yīng)用

? 內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔廣泛的被應(yīng)用于HDI的產(chǎn)品中，以滿足HDI產(chǎn)品薄介質(zhì)層需求的設(shè)計(jì)要求； ? 對(duì)于內(nèi)層HDI有埋孔設(shè)計(jì)的盲埋孔產(chǎn)品，因?yàn)橹虚g結(jié)合的介質(zhì)設(shè)計(jì)偏薄，往往也需要增加內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔的流程。 ? 部分盲孔產(chǎn)品因?yàn)槊た讓拥暮穸却笥?.5mm，壓合填膠不能把盲孔填滿，也需要進(jìn)行樹(shù)脂塞孔將盲孔填滿，避免后續(xù)流程中盲孔出現(xiàn)孔無(wú)銅的問(wèn)題。

3.3 通孔樹(shù)脂塞孔

在部分的3G產(chǎn)品中，因?yàn)榘遄拥暮穸冗_(dá)到3.2mm以上，人們?yōu)榱嘶蛘咛岣弋a(chǎn)品的可靠性問(wèn)題，或者為了改善綠油塞孔帶來(lái)的可靠性問(wèn)題，在成本的允許下，也采用樹(shù)脂將通孔塞住。這是近段時(shí)間以來(lái)樹(shù)脂塞孔工藝得以推廣的一大產(chǎn)品類別。

4. 樹(shù)脂塞孔的工藝制作方法：

4.1 制作流程

以上介紹的3種類型的樹(shù)脂塞孔具有不同的流程，分別如下：

4.1.1 POFV類型的產(chǎn)品（不同工廠的設(shè)備不一樣走的流程也不一樣）

1、開(kāi)料à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→PTH/電鍍→外層線路→防焊→表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

2、開(kāi)料à鉆孔à沉銅à板電à板電（加厚銅）à樹(shù)脂塞孔à打磨à鉆通孔à沉銅à板電à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

4.1.2內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔類型產(chǎn)品(兩種流程：研磨與不研磨兩種)

研磨流程：

1、開(kāi)料à埋孔內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→內(nèi)層線路→棕化→壓合→鉆孔（激光鉆孔/機(jī)械鉆孔）→PTH/電鍍→外層線路à防焊à表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

2、開(kāi)料à埋孔內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆孔à沉銅à板電à板電（加厚銅）à樹(shù)脂塞孔à打磨à內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆通孔à沉銅à板電à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

不需研磨：開(kāi)料à埋孔內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆孔→PTH/電鍍→內(nèi)層線路→棕化→塞孔→壓平→烘烤→壓合→鉆孔（激光鉆孔/機(jī)械鉆孔）→PTH/電鍍→外層線路→à阻焊à表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

4.1.3外層通孔樹(shù)脂塞孔類型

1、開(kāi)料à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→烘烤→外層線路→防焊→表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

2、開(kāi)料à鉆孔à沉銅à板電à板電（加厚銅）à樹(shù)脂塞孔à烘烤→研磨→烘烤à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測(cè)àFQCà出貨

4.2 流程中特別的地方

從以上流程中，我們明顯發(fā)現(xiàn)流程有所不同。一般我們的理解是，“樹(shù)脂塞孔”以后緊接著就是“鉆通孔和沉銅板電”流程的產(chǎn)品，我們都認(rèn)為是POFV的產(chǎn)品；如果“樹(shù)脂塞孔”以后緊接著的流程是“內(nèi)層圖形”，則我們認(rèn)為是內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔產(chǎn)品；如果“樹(shù)脂塞孔”以后緊接著的流程是“外層圖形”；

以上不同種類的產(chǎn)品在流程上是有嚴(yán)格界定的，不能走錯(cuò)流程；科鼎化工針對(duì)以上三種流程的特性研發(fā)出三種不同的油墨，TP-2900STP-2900TP-2900C這三款油墨對(duì)應(yīng)以上三種流程。

4.3 流程的改進(jìn)

對(duì)于采用樹(shù)脂塞孔的產(chǎn)品，為了改善產(chǎn)品的品質(zhì)，人們也在不斷的進(jìn)行流程的調(diào)整來(lái)簡(jiǎn)化他的生產(chǎn)流程，提高其生產(chǎn)的良率；

尤其是對(duì)于內(nèi)層HDI塞孔的產(chǎn)品，為了降低打磨之后內(nèi)層線路開(kāi)路的報(bào)廢率，人們采用了線路之后再塞孔的工藝流程進(jìn)行制作，先完成內(nèi)層線路制作，樹(shù)脂塞孔后對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)固化，然后利用壓合階段的高溫對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行固化。

在最開(kāi)始的時(shí)候，對(duì)于內(nèi)層HDI塞孔，人們使用的是UV預(yù)固+熱固型的油墨，目前更多的時(shí)候直接選用了熱固性的樹(shù)脂，比較有效的提高了內(nèi)層HDI樹(shù)脂塞孔的熱性能。

4.4 樹(shù)脂塞孔的工藝方法

4.4.1 樹(shù)脂塞孔使用的油墨

目前市場(chǎng)上使用于樹(shù)脂塞孔工藝的油墨的種類也有很多。常見(jiàn)常用的有山榮（San-Ei ）,科鼎化工（kotti）等供應(yīng)商的品牌。

4.4.2 樹(shù)脂塞孔的工藝條件

樹(shù)脂塞孔的孔動(dòng)則上萬(wàn)個(gè)，而且要保證不能有一個(gè)孔不飽滿。這種萬(wàn)分之一的缺陷就會(huì)導(dǎo)致報(bào)廢的幾率，必然要求在工藝上進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己鸵?guī)范。

良好的塞孔設(shè)備是必然的要求。目前使用于樹(shù)脂塞孔的絲印機(jī)可以分為兩大類，即真空塞孔機(jī)和非真空塞孔機(jī)。

圖例：

4.4.3 普通絲印機(jī)的塞孔工藝

絲印機(jī)的選擇著重要考慮最大的氣缸壓力，抬網(wǎng)方式，刀架的平穩(wěn)性以及水平度等；

絲印的刮刀需要使用2CM厚度，70-80度硬度的刮刀，當(dāng)然，一定要具備耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的特性；

絲印的網(wǎng)版選擇可以選擇絲網(wǎng)，也可以選擇鋁片；所要控制的是根據(jù)塞孔工藝條件的要求，選擇合適的絲網(wǎng)目數(shù)以及針對(duì)孔徑的開(kāi)窗大小；

樹(shù)脂塞孔所用的墊板有多種講究，但是往往被工程師所忽略。墊板不僅起到導(dǎo)氣的作用，還起著支撐的作用。對(duì)于密集孔的區(qū)域，我們把墊板鉆完了以后，整個(gè)區(qū)域都是空的，在這一位置，墊板出現(xiàn)弓起或形變，對(duì)于板的支撐力最差，這樣會(huì)造成該位置塞孔的飽滿度很差。所以在墊板制作的時(shí)候，要想辦法克服大面積的空位的問(wèn)題，目前最好的做法是使用2mm厚的墊板，只鉆墊板的2/3深度。

在印刷的過(guò)程中，最重要的是控制好印刷的壓力與速度，一般來(lái)說(shuō)，縱橫比越大，孔徑越小的板，要求的速度越慢，壓力要求越大?？刂戚^慢的速度對(duì)于塞孔氣泡的改善而言效果最好。

4.4.4 真空樹(shù)脂塞孔機(jī)的塞孔工藝

由于真空樹(shù)脂塞孔機(jī)昂貴的價(jià)格，以及其設(shè)備使用和維護(hù)技術(shù)的保密性，目前能夠使用這種技術(shù)的PCB廠家屈指可數(shù)。

VCP真空樹(shù)脂塞孔機(jī)的塞孔技術(shù)主要是它有一個(gè)油墨夾和兩個(gè)可以橫動(dòng)的塞控頭，塞孔頭里有許多的小孔。在設(shè)備抽好真空后，用活塞將油墨夾里的油墨推至塞孔頭里的小孔，兩個(gè)橫動(dòng)塞孔頭先夾緊板子，然后通過(guò)塞孔頭里許多小孔把油墨填入板子上的通孔或盲孔。板子垂直掛在真空廂內(nèi)，橫動(dòng)的塞孔頭可以向下移動(dòng)，直到把板里面的孔填滿樹(shù)脂為止。可以調(diào)節(jié)塞孔頭與油墨的壓力來(lái)滿足塞孔飽滿度的要求，不同的板子尺寸可以使用不同大小的塞孔頭來(lái)塞孔。塞孔完成后，可以用刮刀漿塞孔油墨刮下再添加入塞孔油墨夾，重復(fù)利用。

目前還有一類真空塞孔機(jī)是借助于絲網(wǎng)進(jìn)行印刷，采用CCD對(duì)位系統(tǒng)對(duì)位，其操作類似于普通絲印，但是多了一道真空塞孔的流程。此類塞孔機(jī)塞孔的效果最好，但是因?yàn)榘嘿F的設(shè)備投資，目前還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。

使用真空塞孔機(jī)對(duì)于解決樹(shù)脂的氣泡問(wèn)題無(wú)疑是最好的方法，塞孔油墨的選擇基本上也不會(huì)受工藝所限制。但是因?yàn)檎迕娑加袠?shù)脂，給樹(shù)脂的清除造成了很大的困難。需要借助良好的打磨機(jī)共同使用。

4.4.5 樹(shù)脂塞孔后的打磨

A. 不織布磨板機(jī)或者砂帶研磨機(jī)是做樹(shù)脂塞孔的必不可少的設(shè)備，一方面要求設(shè)備要能有效的除掉板面的樹(shù)脂，另一方面也要求銅面的粗糙度不能有擦花、刮痕等問(wèn)題。

5．樹(shù)脂塞孔常見(jiàn)的品質(zhì)問(wèn)題及其改進(jìn)方法

5．1 對(duì)于POFV產(chǎn)品

5.1.1 常見(jiàn)的問(wèn)題

A、孔口氣泡B、塞孔不飽滿C、樹(shù)脂與銅分層

5.1.2 導(dǎo)致的后果

孔口上面沒(méi)有辦法做出焊盤(pán)；孔口藏氣，芯片貼裝吹氣，也叫out-gassing

孔內(nèi)無(wú)銅

焊盤(pán)突起，導(dǎo)致貼不上元器件或元器件脫落

5.1.3 預(yù)防改善措施

選用合適的塞孔油墨，控制油墨的存放條件和保質(zhì)期，

規(guī)范的檢查流程，避免貼片位孔口有空洞的出現(xiàn)。即便能倚靠過(guò)硬的塞孔技術(shù)和良好的絲印條件來(lái)提高塞孔的良率，但是萬(wàn)分之一的幾率也能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，有時(shí)僅僅因?yàn)橐粋€(gè)孔的空洞造成孔上沒(méi)有焊盤(pán)而報(bào)廢實(shí)在可惜。這就只能通過(guò)檢查來(lái)找出空洞的位置并進(jìn)行修理的動(dòng)作。當(dāng)然，檢查樹(shù)脂塞孔的空洞問(wèn)題歷來(lái)也被人們所探討，但似乎目前還沒(méi)有什么好的設(shè)備能解決這一問(wèn)題。而如何能讓人工檢查判斷的準(zhǔn)確性更高，也有許多不同的做法。

選擇合適的樹(shù)脂，尤其是材料Tg和膨脹系數(shù)的選擇，合適的生產(chǎn)流程以及合適的除膠參數(shù)，方能避免焊盤(pán)與樹(shù)脂受熱后脫離的問(wèn)題。

對(duì)于樹(shù)脂與銅分層的問(wèn)題，我們發(fā)現(xiàn)孔表面的銅厚厚度大于15um時(shí)，此類樹(shù)脂與銅分層的問(wèn)題可以得到極大的改善。（如下圖）

5.2 內(nèi)層HDI埋孔,盲孔塞孔樹(shù)脂塞孔

5.2.1 常見(jiàn)的問(wèn)題

爆板

盲孔樹(shù)脂突起

孔無(wú)銅

5.2.2 導(dǎo)致的后果

不用說(shuō)，以上的幾個(gè)問(wèn)題都直接導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。樹(shù)脂的突起往往造成線路不平而導(dǎo)致開(kāi)短路問(wèn)題。

5.2.3 預(yù)防改善措施

控制內(nèi)層HDI塞孔的飽滿度是預(yù)防爆板的必要條件；如果選用在線路以后進(jìn)行塞孔，則要控制好塞孔到壓合之間的時(shí)間和板面的清潔性。

樹(shù)脂的突起控制需要控制好樹(shù)脂的打磨和壓平；

5.3 對(duì)于通孔的塞孔，問(wèn)題相對(duì)少一些，在此不做特別討論。

6、樹(shù)脂塞孔技術(shù)的推廣

隨著樹(shù)脂塞孔技術(shù)應(yīng)用的熟練度不斷的提高，以及類似于氣泡等頑固問(wèn)題的有效解決，樹(shù)脂塞孔技術(shù)在不斷的被推廣。例如HDI盲孔進(jìn)行樹(shù)脂塞孔填膠，疊層HDI結(jié)構(gòu)的內(nèi)層HDI埋孔VIP工藝等等。

目前在行業(yè)通行的標(biāo)準(zhǔn)（IPC-650）里面，似乎還沒(méi)有給出對(duì)于樹(shù)脂塞孔的孔上面銅厚的要求，潛在的風(fēng)險(xiǎn)是，一旦樹(shù)脂塞孔的孔上面電鍍的銅厚偏薄，經(jīng)過(guò)內(nèi)層HDI線路的表面處理，棕化處理以后，孔口上面的薄薄的銅會(huì)有被激光鉆孔鉆穿的可能，而且在電測(cè)試時(shí)是無(wú)法判定其有問(wèn)題的。但這層薄薄的銅在耐高壓等方面的品質(zhì)著實(shí)讓人擔(dān)憂。

在此問(wèn)題上，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如能保證埋孔上面的銅厚大于15um，符合Hoz的完成銅厚要求，一般不會(huì)出現(xiàn)品質(zhì)異常。當(dāng)然，如果客戶有更高的導(dǎo)通要求，則另當(dāng)別論。

結(jié)論

樹(shù)脂塞孔的技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)逐漸的被許多用戶所接受，并不斷的在一些高端產(chǎn)品上發(fā)揮其不可或缺的作用。尤其是在盲埋孔、HDI、厚銅等產(chǎn)品上已經(jīng)在廣泛的應(yīng)用，這些產(chǎn)品涉及到了通訊、軍事、航空、電源、網(wǎng)絡(luò)等等行業(yè)。作為PCB產(chǎn)品的制造者，了解了樹(shù)脂塞孔工藝的工藝特點(diǎn)，應(yīng)用方法，我們還需要不斷的提高樹(shù)脂塞孔產(chǎn)品的工藝能力，提升產(chǎn)品的品質(zhì)，解決此類產(chǎn)品的相關(guān)工藝問(wèn)題，真正用好并推廣此類技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高技術(shù)難度PCB產(chǎn)品的制作。