HDI制作工艺.doc

HDI制作工艺 导读：二阶盲孔制板在我司从实验至今，已一年有余，作为一种新工艺，从HDI的发展趋势来看，将会继续向高密度互连发展。而且二阶盲孔制板过程繁杂，多次往返内、外层。 随着该类板市场前景越来越好，我部在样品制作及设备引入方面都做了一些准备工作，我们将从样板制作方面归纳一些经验，希望在此与大家互相交流，以做进一步提高，希望在批量推广过程中能起到借鉴作用。二阶盲孔比例分析统计该类定单的产品结构(如附图)，可看出Staggered via的二阶盲孔即将成为主流产品。二阶盲孔的分类二阶盲孔常用材料镭射的开窗形式制作流程设计Staggered via 单次盲孔制作流程同一阶盲孔采用X-ray + 板边孔+ Conformal Mask+CO2(UV)的钻孔工艺优点：工艺成熟、通孔与盲孔配套好缺点：孔易鼓形 采用X-ray + Large window+CO2(UV)的钻孔工艺优点：对位好，孔形好，简化流程。降低电镀难度缺点：增加X-ray的产能，镭射要求高、不适合Pad size小的板采用X-ray+Conformal mask工艺 优点：对位好，提高与Capture Pad的对位 缺点：孔型控制难采用UV开窗+CO2的钻孔工艺 优点：实现微小孔化，避免漏开窗、孔径均一缺点：产能低采用UV 直接钻孔优点：微小孔化，避免漏开窗，刮内层靶标，与Target Pad 对位极好、孔径均一缺点：产能极低，易伤底铜 Staggered via按照工艺的优缺点选择方法孔径D：当 D2mil时只能选择UV直接钻孔 当 2 <> 当 D>4mil时采用Conformal Mask或Large window工艺锡圈：如果锡圈小于4mil时最好用X-ray+Conformal mask工艺Stack via (Telescopicvia)采用UV+CO2的钻孔工艺适用于RCC材料采用Conformal Mask+CO2+UV+CO2的钻孔工艺适用于FR4材料及外层表铜为镀铜的板Skip via（可以融合到Staggered via或Stack via的设计中）制作流程1（以含IVH八层板，负片流程为例）适用二阶盲孔范围：交错盲孔和叠加盲孔中的plating filling的制板生产控制重点：镭射钻孔：正常的开窗+CO2的钻孔电镀：采用正常的直流电镀或填平电镀线制作制作流程2（以含IVH八层板，负片流程为例）适用二阶盲孔范围：常规的Stacked via的制板生产控制重点：镭射钻孔：1、镭射钻孔的流程指定 2、不同孔径的钻孔参数及FA电镀：采用三合一（沉铜两次）+脉冲电镀特别提示（样板制作中的教训）同一制板中孔的种类以最少为原则Staggered via和Stack via(Telescopic via)尽量不能设计于同一个板中，若非允许时则一定采用Plating filling工艺介电材料的选择（LUHB020）4mil Core的钻孔电镀改为HDI板（4+4）对位设计对位设计原则：以盲孔为主，先盲孔再通孔X-Ray靶标的设计：盲孔Target Pad所在层必须设计靶标，以八层板三次压板为例盲孔孔径大小及对应Pad的设计二阶盲孔的制作难点对位不正可能原因：1、干菲林曝光对位偏解决方法：1、坚控菲林的涨缩在+/-1mil范围内，首板曝光后和显影后分别检查对位情况，保证至少1mil的锡圈；2、完善不同板厚经过前处理磨板后的菲林预补偿情况；3、二阶盲孔板采用自动曝光机制作各层图形及Conformal Mask开窗线路对位不正可能原因：1、Conformal Mask曝光对位偏解决方法：1、坚控菲林的涨缩在+/-1mil范围内，及设置自动曝光机的 涨缩控制范围在50um Conformal Mask开窗偏孔对位问题特别控制方面物料的选择-建议不选用尺寸稳定性较差的物料锔板周期条件:105x4Hrs 热应力周期条件:150 2Hrs干菲林Conformal Mask：控制蚀刻后的盲孔孔径线路的制作：埋孔线路及次外层图形一定用自动机曝光CO2 镭射钻孔可能原因：1、镭射钻孔参数能量大 2、 被重复钻孔 3、板边孔钻偏解决方法：1、FA参数的选择 2、调整镭射钻孔参数 3、钻孔后用30倍和200倍放大镜结合检查，出货前全检可能原因：1、镭射钻孔参数能量小 2、UV开窗后的板漏钻 3、镭射机本身能量低解决方法：1、FA参数的选择 2、调整镭射钻孔参数 3、UV开窗后和修孔后的板做不同标记4、每四小时监控一次钻机能量 5、钻孔后用30倍和200倍放大镜结合检查，出货前全检可能原因：1、Large Window钻孔参数设置不合理，能量集中，伤底铜 2、镭射机波形的影响解决方法：1、FA参数的选择 2、调整镭射参数，选择合适的Aperture来避免 3、需要供应商调整设备UV镭射钻孔可能原因：1、UV参数能量大 2、底铜薄解决方法：1、UV镭射参数的调整及选择 2、采用UV+CO2的工艺3、底铜厚度小于1/2oz时不可以采用UV直接钻孔 4、每四小时监控一次钻机能量 5、钻孔后用30倍和200倍放大镜结合检查可能原因：1、UV参数设置不合理，能量偏大 2、锡圈小，Pad松动 3、铜厚度及均匀性的影响解决方法：1、UV镭射参数的调整及选择，采用两步以上钻孔时需设置不同的能量 2、对于次外层铜需要UV镭射钻孔时，要求最小锡圈为4mil 3、经过镀铜的板不能选择UV钻孔镭射钻孔设备的优点利用设备的利用尤其发挥UV Laser钻机的优点，可以钻大于或等于1mil的盲孔，可以利用UV开窗而且不会漏孔，孔越小速度越快等特点；设备的搭配，根据不同孔类型选择不同的设备，例如Sumitomo可以钻10mil以上的大孔，速度相对较快盲孔电镀可能原因：1、沉铜不良 2、镭射伤底铜，影响药水交换解决方法：1、由于盲孔纵横比大，药水在孔内交换困难，采用沉铜两次+脉冲电镀或者三合一+脉冲电镀的方法 2、定期分析药水，按时添加和保养 3、调整镭射钻孔参数或流程，保证钻孔不能伤底铜，保证孔型良好，孔壁有一定的斜度，一般要求孔底直径为空口直径的70%可能原因：1、三合一微蚀缸停留时间长造成微蚀过度 2、镭射钻孔及通孔后过SUEP解决方法：1、加强设备的检修、培训员工的操作和上、下板的方法 2、缩短工序之间的停留时间，减小环境的影响 3、Conformal Mask、Laser、通孔后绝对不允许再做SUEP可能原因：1、磨板造成孔内杂物 2、药水缸内杂物解决方法：1、试验X-Ray 钻板边孔Conformal Mask 机械钻孔磨板镭射钻孔三合一的工艺流程，减小磨板的影响 2、缩短工序之间的停留时间，减小环境的影响，而且三合一后的不能进行磨板等处理 3、加强电镀线的保养线路的制作-开、短路及蚀刻不清Q原因：板凹，铜粗，进入干菲林的板磨板质量不佳，贴膜不紧菲林松，曝光垃圾，走光等等改进：定期检查压板钢板质量改善板凹，压板拆板后的板及运输过程中都需要隔胶片，防止擦伤，电镀前磨板及加强电镀缸的过滤和保养改善铜粗，非Conformal Mask板进入干菲林前用氧化铝磨板，贴膜时预热和后压，尤其埋孔未塞树脂的板减缓贴膜速度及贴膜后放置一小时以上，优先使用自动机进行曝光防止走光。实验杜邦湿法贴膜工艺,减少板面问题带来的开、短路绿油问题可能原因：1、绿油手动对位 2、菲林涨缩影响解决方法：1、欲购置绿油自动曝光机提高对位，当前采用十倍镜对位 2、少量认证板可采用UV镭射修理，保证完美交货 3、控制菲林的涨缩在+/-1mil范围内及严格控制绿油洁净房的温湿度 绿油对歪上Pad可能原因：1、曝光不良解决方法：1、需要调整蓝油的曝光参数，降低曝光能量 2、做板前先做曝光尺加以检验 可能原因：1、丝印的局限 2、孔上绿油薄解决方法：1、若采用Curtain coating或者Spray coating的方法，结果绿油颜色均匀 2、按照现在的丝印方法则只能通过返印绿油加以改善盲孔不过油、发红正常图片可能原因：1、丝印的局限解决方法：1、采用Curtain coating或者Spray coating的方法，结果绿油颜色均匀绿油高于Pad正常图片