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填孔电镀Dimple对高阶高密度互联产品的影响

2009-10-22作者:陈文德、陈臣

摘要：文章主要介绍填孔电镀的发展与填孔电镀Dimple对高阶高密度互联产品的影响及其

相关检测设备的应用对填孔电镀品质的作用。

关键词：盲孔；填孔电镀；Dimple；Smear；IC；BGA；BallPitch；BallArray；

一、引言：

HDI板市场的迅速发展，主要来自于手机、IC封装以及笔记本电脑的应用。目前，国内HDI

的主要用途是手机、笔记本电脑和其他数码产品，三者比例为90%、5%、5%。

根据高阶HDI板件的用途3G板或IC载板，它的未来增长非常迅速：未来几年全球3G手

机增长将超过30%，我国发放3G牌照；它代表PCB的技术发展方向，3G手机的高速传输、

多功能、高集成，必须具有提供强大的传输运行载体。为解决高速传输、多功能、高集成发

展带来的高密度布线与高频传输，开创了盲孔填铜工艺，以增强传输信号的高保真与增大

BGA区BallArray的排列密度（BallPitch减小）。

二、HDI高密度的发展趋势：

电子产品的小型化给元器件制造和印制板加工业带来了一系列的挑战：产品越小，元器件集

成程度就越大，对于元器件生产商来说，解决办法就是大幅度增加单位面积上的引脚数，IC

元器件封装由QFP、TCP(tapecarrierpackage)向BGA、CSP转变，同时朝向更高阶的FC发

展（其线宽/间距达到60nm/60nm）。与之相适应，HDI线宽/间距也由4mil/4mil(100um/

100um)大小变为3mil/3mil(75um/75um)，乃至于目前的60um/60um；其内部结构与加

工技术也在不断变化以满足其更薄、更密、更小的要求。

HDI发展为实现表面BGA区BallArray的高密度排列，进而采用了积层的方式来将表面走

线引入内层，HDI孔的加工经历着从简单的盲埋孔板到目前的高阶填孔板，在小孔加工与

处理技术上，先后产生了VOP（ViaOnPad）、StaggerVia、StepVia、SkipVia、StackVia、

ELIC（EveryLayerInterconnection）等设计，以用来解决HDI中BGA区域BallArray的高密

度排列，部分设计叠构参见图2。

以下为部分高端HDI微孔的叠构图：

StaggerVia、StepVia、SkipVia、StackVia在四种设计上BallPitch依次递减，而StackVia在

设计所占空间要比StaggerVia小一半，如下图3。在高端电子产品向微型化发展的今天，

StackVia叠构的设计已是发展的方向，同时StackVia中的盲孔填铜，为3G产品的高频信号

传输提供了更高的可靠性。

各种微孔的制作设计，为解决IC高速发展带来的HDI板表面贴装BGA区域BallArray的高

密度排列与高频信号传输之难题；填孔电镀工艺的开发为高密度布线、高频传输向多积层化

发展提供了有利条件。

三、Dimple对填孔电镀的重要性

为解决电子产品微型化给HDI板制造带来的高密度、高集成，HDI制造业开创了盲孔填铜

工艺。盲孔填孔的关键品质点在于填孔的Dimple值，Dimple指的就是填孔后的凹陷值，如

下图3所示。

在盲孔填铜（FilledVia简称FV）系列产品制作中，Dimple越小越好（一般以小于15um为

标准），当Dimple过大时，在进行第二次盲孔加工时，因Dimple位置在外层压合时被树

脂填充，Dimple位置的介质厚度要比其它位置大15um以上，在盲孔加工时盲孔位置激光

无法完全烧蚀掉盲孔底部的树脂，进而造成Smear，影响填孔的可靠性；如图4

Stack盲孔底部殘留的Smear是填孔HDI板制造的最可怕的隐形杀手，在叠孔连接位置殘

留的Smear在进行电性测试时很难测出，但经过锡炉的高温焊接后受内应力影响会出现开

裂，导电性急剧下降，影响手机成品电信号传输。

珠海方正科技多层电路板公司富山分公司在盲孔填铜工艺上，现已实现了可以将Dimple

控制在10um内。我们生产的二阶填孔HDI板品