高頻混壓HDI板制作工藝研究

鄭曉蓉 曾祥福 周 剛

（廣東科翔電子科技有限公司，廣東 惠州 516081）

0 前言

高頻混壓PCB產(chǎn)品伴隨通訊技術(shù)、電信行業(yè)的發(fā)展應運而生，能夠突破傳統(tǒng)工藝PCB數(shù)據(jù)高速、高信息量傳輸?shù)钠款i，故高頻混壓技術(shù)倍受設計者青睞。為了推動公司技術(shù)進步，掌握高頻混壓技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)基礎之上，根據(jù)客戶要求展開高頻混壓HDI板工藝技術(shù)研究。

1 產(chǎn)品特性及制作要求

1.1 產(chǎn)品信息

本產(chǎn)品由Rogers 4350高頻層壓板材料與FR4半固化片（PP）材料混壓而成，產(chǎn)品孔徑小，內(nèi)層芯板較薄，采用高頻材料制作兩種互連盲孔的新類型產(chǎn)品，產(chǎn)品信息（見表1）。

1.2 產(chǎn)品設計和疊構(gòu)

根據(jù)客戶產(chǎn)品技術(shù)資料結(jié)合公司現(xiàn)有制程情況（如圖1）。此種疊構(gòu)生產(chǎn)L1-2層和L1-3層電鍍填孔難度較大，盲孔與通孔同時電鍍的深度能力差異影響鍍銅效果。

1.3 生產(chǎn)控制難點

（1）L1-3層0.18 mm（7 mil）陶瓷盲孔laser加工和填孔不飽滿；（2）L1和L6層電鍍填孔后，面銅較難控制，不方便制作外層線路；（3）盲孔BGA（球柵陣列）位阻焊開窗大于216 μm；（4）三張芯板鉚釘壓合，層與層間容易偏孔、錯位；（5）鉆孔需用全新鉆頭，同時上下需用酚醛底板夾板鉆孔；（6）只能做一次不織布磨板，多次磨板后會影響銅基材結(jié)合力；（7）無plasma需用高Tg除膠參數(shù)做兩次除膠。

表1 高頻混壓HDI板產(chǎn)品信息

圖1 客供疊構(gòu)方案

2 試驗流程和方案

2.1 主流程（L1-L6）流程

開料→內(nèi)層→蝕刻→檢查→棕化→壓合→減銅→Laser鉆孔→除膠→沉銅→填孔→減銅→填孔→減銅→鉆孔→除膠→板電→外層圖轉(zhuǎn)→蝕刻→AOI→綠油→字符→鑼板→飛針測試→沉銀→FQC→包裝

2.2 過程控制及生產(chǎn)參數(shù)

過程控制及生產(chǎn)參數(shù)見表2。

2.3 關鍵控制項目圖片及數(shù)據(jù)

關鍵控制項目圖片及數(shù)據(jù)詳見表3和圖2。

2.4 壓合漲縮數(shù)據(jù)

壓合漲縮數(shù)據(jù)見表4。

2.5 不良問題、難點改善方案

生產(chǎn)過程出現(xiàn)的不良問題、難點改善方案見表5。

3 跟進結(jié)果

后期跟進結(jié)果如下。

3.1 成品合格率

成品合格率見表6。

3.2 線寬測量結(jié)果

線寬測量結(jié)果見表7。

3.3 銅厚測量結(jié)果

取兩種盲孔和機械通孔的樣板做切片測量銅厚，結(jié)果見表8。

表2 高頻混壓HDI板過程控制及生產(chǎn)參數(shù)

（續(xù)表2）

表3 關鍵控制項目數(shù)據(jù)

圖2 關鍵控制項目圖片

表4 壓合后漲縮數(shù)據(jù)

表5 不良問題、難點改善方案

表6 成品合格率

表7 線寬/線距測量結(jié)果

表8 銅厚測量結(jié)果（單位：μm）

3.4 產(chǎn)品可靠性測試

產(chǎn)品可靠性測試見表9。

4 總結(jié)及結(jié)論

（1）成品的合格率為80%，品質(zhì)良率屬中等水平，壞點主要是開路和短路。

造成原因：AOI時，高頻材料板面白色與銅面同時出現(xiàn)反光，對比度不明顯，出貨是通過人工目檢出貨，出現(xiàn)漏失情況。因此，在AOI工序需優(yōu)化機器性能，使該類型板料同樣能使用AOI機檢測，確保品質(zhì)。

改善對策：調(diào)整AOI參數(shù)

表9 可靠性測試結(jié)果

（2）L1-L2層和L1-L3層盲孔填孔出現(xiàn)不飽滿現(xiàn)象，需要對填孔工藝進行優(yōu)化和改良，以滿足客戶的要求和后續(xù)產(chǎn)品的能力提升。

造成原因：測試用壓合PP樹脂填盲孔，但實際制作中，因第一次盲孔電鍍后，凹陷較小，樹脂磨刷后容易脫落。

后續(xù)對策：①測試用網(wǎng)版樹脂塞孔；②外包野田測試盲孔樹脂塞孔效果；③廠內(nèi)測試電鍍填孔效果，直接填平（樣品制作時參數(shù)未優(yōu)化，面銅過厚）

（3）首次激光打高頻板料，通過參數(shù)優(yōu)化，盲孔品質(zhì)檢查，各項指標均符合要求，因此，激光鉆孔工序有能力加工此類Rogers 4350板料。

（4）本次在填孔后的面銅較厚，均勻性偏差也較大。需采用多次減銅，對批量生產(chǎn)的品質(zhì)難以得到保障，同時增加人力、物料成本，對填孔工藝進行優(yōu)化和改進。

（5）在壓合鉚合時，發(fā)現(xiàn)L1-L2與L3-L4兩張芯板的同心圓有相切。

造成原因：初次提供的兩張芯板的膨漲系數(shù)不同（相差1/萬），但Rogers實際的漲縮較小，因此造成鉚板同心圓問題。

后續(xù)對策：L1-L2&L5-L6的預漲系數(shù)相對為L3-L4層縮小0.5/萬（X、Y同時縮小）。

5 進一步改善方向以及建議

（1）對填孔不飽滿的問題，后續(xù)批量生產(chǎn)時建議客戶取消L1-L2層和L1-L3層填孔要求。或者尋找其他的填孔工藝（單獨對盲孔填孔）；

（2）優(yōu)化目前填孔與面銅比例填孔參數(shù)，改善目前面銅偏厚和均勻性差品質(zhì)問題，減少人力物料成本投入；

（3）試驗用120T網(wǎng)版樹脂塞L1-L2和L1-L3盲孔的工藝方案，以達到客戶需求；

（4）BGA盲孔位阻焊開窗要求嚴格，開窗尺寸加大40 μm，生產(chǎn)前測量底片；

（5）生產(chǎn)此類材質(zhì)硬脆和厚銅板，鉆孔工序需用到硬度較高的底板，建議用酚醛底板。