PCB基板的高密度化取決於層間連接的微小孔和線路之間,而且直接結(jié)合電子產(chǎn)品的性能,所以PCB基板的鉆孔技術(shù)即成為制造PC8基板的主要關(guān)鍵技術(shù)之一。筆記型電腦及行動(dòng)電話等攜帶式產(chǎn)品是最先采用高密度增層(BUILD Up)基板為基礎(chǔ)的高科技消費(fèi)性屋品。越來(lái)越要求低成本、高成品良率及高度能的需要,直接銅箔加工法可以補(bǔ)足現(xiàn)今雷射加工法之缺點(diǎn),而開(kāi)始被重視。
1.雷射鉆孔的現(xiàn)狀及課題
低成本、高成品良率、高產(chǎn)能
在初期階段所采用的雷射加工法大多是目前為大家所泛用的conformal mask方法(在RCC基材的表面銅箔上,利用化學(xué)蝕刻出需要的加工孔徑(開(kāi)銅窗),再以約大於開(kāi)銅窗孔徑的50~100μm的雷射光束來(lái)加工),而且也是較適用現(xiàn)有制程上;然而burst(continue Pulse)加工為孔壁很容易變成圓弧狀,所以一般都采用cycle(cycle Pulse)加工較適宜。
因?yàn)檫@樣的因素使得加工速度變的較慢。Large window法(在RCC基材的表面銅箔上,利用化學(xué)蝕刻出約大於加工孔徑100μm的銅窗),此工法的目的是為了解決conformal mask方法的高速化所開(kāi)發(fā)出來(lái)的。
因?yàn)榭蛇m用高速的burst加工,故現(xiàn)在已經(jīng)成為生產(chǎn)的主流,而被廣泛的應(yīng)用。封裝用基板則是利用高速burst加工,直接在純樹(shù)脂材料上加工,所以電鍍前的表面處理等的高度技術(shù)及管理是必要的,因此也限定在一些特有的基板制造商。
幾乎所有build up基板的BH(blind hole)鉆孔都是使用CO2雷射來(lái)作成的,使用RCC材質(zhì)的泛用build up基板,其孔徑的主要尺寸約在100~125μm之間,封裝相關(guān)的基板,其孔徑約在100μm以下,最近也有要求在60μm左右的水準(zhǔn)。最近FR-4材質(zhì)的適用性也在繼續(xù)的增加中。通孔TH(through hole)加工等新的應(yīng)用要求也有增加中。
根據(jù)CO2雷射試驗(yàn)水準(zhǔn)可以鉆孔到孔徑30μm,而實(shí)用的界限約在4O~50um之間。build up基板在壓合制程時(shí),固有變形漲縮等現(xiàn)象,etching window和內(nèi)層Pad的位置偏移會(huì)變大。因此,只要內(nèi)層Pad徑一變小,成品率就會(huì)下降,所以就會(huì)被極小的線寬/線距所限制。
上述的window etching是同樣和線路作成需要光阻涂布、曝光、顯影、蝕刻而形成線路之制程,所以制程成本也是另一項(xiàng)課題。
2.Cu direct加工法的特點(diǎn)
Cu direct加工法是利用5~9μm薄銅箔表面處理之后,提高雷射吸收率,用CO雷射直接加工形成BH。 首先以CO雷射去除表面銅箔,露出內(nèi)層上的對(duì)位點(diǎn),再用CCD CAMERA來(lái)確認(rèn)位置及自動(dòng)補(bǔ)正。因?yàn)橛脙?nèi)層對(duì)位基準(zhǔn)來(lái)鉆孔,孔位置的偏差較小而能擁有更高的精度。因此較小的Pad及fine Pitch是有可能做成的。作成銅窗的裂程也不必要,可省略蝕刻制程,所以可以降低制程的成本。電鍍、線路的形成也適用CONFORMAL MASK法及LARGE WlNDOW法的制程。又因?yàn)榭梢? PULSE加工,所以加工速度可以很快速。另外日立也開(kāi)發(fā)出高PEAK power、短 PULSE的MODULATION STEPPULSE及TOP HAT BEAM,可得到和目前加工法一樣的孔品質(zhì)等特點(diǎn)。
3.Cu direct如工法的課題
在光澤面的銅表面有低的CO雷射吸收率(2~3%),所以在12~18m的表面銅箔導(dǎo)體層的增層上,很難形成實(shí)用的盲孔。也就是如此,必須要用大約10倍的絕緣層能量才有辦法把表面銅箔分解去除。表面銅箔貫通后多余的能量會(huì)被絕緣層所吸收而在孔入口的銅箔表面下,形成undercut。另外因?yàn)橐岣邇?nèi)層銅箔導(dǎo)體層Peeling的強(qiáng)度,內(nèi)層銅箔表面被粗化,進(jìn)而雷射吸收率變高、溫度大大的上升而造成會(huì)貫通內(nèi)層銅箔導(dǎo)體層。
薄化表面銅箔及表面處理以提高雷射吸收率,利用接近絕緣層約分解能量,使用CO2雷射也可以在表面銅箔和絕緣層上順利的作成盲孔。
另外為了確保加工的信賴(lài)性,日立更是開(kāi)發(fā)出適用的TOP HAT BEAM、MODULATIO