印制电路信息２０１０ Ｎｏ．２ 孑Ｌ化与电镀Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ＆Ｐｌａｔｉｎｇ
树脂塞孔工艺技术的研发
赵志平周刚 （惠州中京电子科技股份有限公司，广东惠州５１６００８）
摘要 文章概述了树脂塞孔后直接进行压合的工艺流程和主要工艺参数，通过实验对树脂塞 孔范围进行评估与界定。通过研究开发树脂塞－￣ＬｍＧ，拓展了公司的产品范围和结构， 提升了工艺制造水平。 关键词 树脂塞子Ｌ；饱满度；气泡控制ｊ范围界定 中图分类号：ＴＮ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—００９６（２０１０）２－００３１一Ｏ４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｒｅｓｉｎ Ｐｌｕｇ—－Ｈｏｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＺＨＡ０ Ｚｈｉ－ｐｉｎｇ ＺＨＯＵ Ｇａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｐｏｓｔ—ｒｅｓｉｎ ｐｌｕｇ ｈｏｌｅｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｏ ｄｅｆｉｎｅ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｒｅｓｉｎ ｐｌｕｇ ｈｏｌｅｓ（ｏｎｌｙ ａ ｆｉｒｓｔ—ｏｒｄｅｒ ｌａｓｅｒ－ｂｌｉｎｄ ｂｕｒｉｅｄ ｈｏｌｅｓ）．Ｒｅｓｉｎ ｐｌｕｇ ｈｏｌｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ’Ｓ ｐｒｏｄｕｃｔ ｒａｎｇｅ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｒｅｓｉｎ ｐｌｕｇ ｈｏｌｅ；ｐｌｕｍｐｎｅｓｓ；ｂｕｂｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｃｏｐｉｎｇ
随着电子信息技术的发展，电子产品朝轻量 化、微型化、高速化方向发展，对印制线路板提出
了更高的要求，商密度连接（ＨＤＩ）技术的时代， 线宽与线距等将无可避免往愈小愈密的趋势发展，
也因而衍生出不同以往形态的ＰＣＢ结构，￣１］Ｖｉａ ｏｎ
Ｐａｄ、Ｓｔａｃｋ Ｖｉａ等等（图１），在此前提下内层埋孔
通常被要求完全填满并研磨平整以增加外层的布线 面积，ＨＤＩ树脂塞孔工艺技术应运而生。树脂塞孔作
为ＨＤＩ中比较新，并决定未来ＨＤＩ趋势走向的～一种新 工艺，其发展程度反映了一个公司ＨＤＩ的整体制作水
平，同时也是各厂家极为保密的一项工艺技术。
图１ ＰＣＢ结构图
一３１． １树脂塞子Ｌ缘由
树脂塞孔是积层法ＨＤＩ板制程中不可缺少的一部 分。在外层加工前，次外层的埋孔需要靠压合时的
半固化片或ＲＣＣ来填充。由于半固化片或ＲＣＣ中的
树脂含量有限，当遇到内层芯板较厚、孔径较大、 埋孔较多的情况时，半固化片或ＲＣＣ在填充的同时
会在板面上留下凹痕（图２）。这种情况会对后工 序加工产生较大的影响，一方面是对外层线路的影
响，外层走线若恰好经过凹陷处，会造成线路缺口
短路等缺陷；另一方面是板面不平整，介质层厚度
■■Ｍ如
图２有凹痕的板结构图 孔化与电镀Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ＆Ｐｌａｔｉｎｇ 印制电路信息２０１０ Ｎｏ．２
不均匀会对阻抗值产生影响，并且影响了传输讯号
的完整性。
由此可见，积层法ＨＤＩ板的树脂塞孔工艺是决定 ＨＤＩ板质量水平的重要因素之一。
２研发目的及意义
通过实验研发找到树脂塞孔后直接进行压合的
树脂塞孔工艺流程及参数，对ＨＤＩ板树脂塞孔的内层
芯板厚度进行界定。在公司现有的机器设备情况下，
采用树脂塞孔后直接进行压合的生产工艺进行实验研
发，避免了昂贵的设备投入和复杂的工艺要求、拓展 了我司ＨＤＩ类产品范围、提升了工艺制造水平、对公 司的产业升级和战略转移有着重要的推动作用。
３实验准备
３．１ 板材准备
三星ＨＤＩ手机板４０ＰＮＬ，其中３０ＰＮＬ做树脂塞 孔，１０ＰＮＬ未做树脂塞孔（压合后检查其对埋孔的
填充情况，以界定树脂塞孔范围），结构如图３。
３．２工具准备 图３ ＨＤＩ板结构图
３．２．１ 铝片网
使用０．２ ｍｌＴｌ厚的铝片网进行塞孔，在所有的塞
孔位钻孔（注意不能有披锋和毛刺），孔径略放大 ０．０５ ｍｌＴｌ，粘贴在丝网上进行塞孔。铝片网具有使用
大的压力而不会产生较大变形的特征。
３．２．２导气板
在普通的ＦＲ４基板（蚀刻掉两面铜箔）上对应塞
孔位钻孔，只是孔径加大到２ ｍｍ。由于导气板与板内
的孔一一对应，使得孔内原有空气顺利排出，而不会阻 碍树脂的进入，一定程度上避免树脂内的气泡残留。
３．２．３机器与刮刀
采用双台面网印机进行塞孑Ｌ，机器具有稳定性
．．３２．． 高、对位精度高、压力大等特点。采用厚度为２０ ｍｍ 的刮刀（图４），硬度为７０。一８０。的特殊材质刀片，
刀片伸出刀柄长度为３０ ｌ砌，磨成８。角去推印。
ｌ， 至Ｑ －－
图４刮刀图
３．２．４消泡设备
塞孔后要使孔内树脂没有气泡，单从工艺上的 调整和现场操作管理是无法满足要求的，所以塞孔
前树脂内的气泡控制是相当重要的，目前业界多使
用真空脱泡机，其价格昂贵，我们现使用普通的油
墨震荡机进行消泡处理。
３．３物料准备
树脂塞孔材料由于要掩埋于内层，所以需要满
足各项性能测试及后续工艺的要求，主要有：
（Ｉ）填塞树脂与孔壁、层压树脂之问要有足够 的结合力； （２）树脂在ｚ轴较低的热膨胀系数，与层压的 ＦＲ．４树脂，孔壁铜的一致性，在热冲击实验后无爆
裂、分层等缺陷；
（３）足够的强度以保证塞孔时残留的气泡在热
冲击时不会造成缺陷； （４）树脂内的有机溶剂的含量决定塞孔固化 后的树脂凹陷状况，所以无溶剂型树脂油墨有杰
出表现。
目前业界普遍使用的树脂油墨是日本ＳＡＮ．Ｅｌ公 司的ＰＨＰ．９００ＩＲ／ＤＣ系列，它们的树脂油墨无论从品
质，还是加工性能都首屈一指，占据绝对的市场份
额，当然价格自然不菲。
此次实验使用日本ＳＡＮ．Ｅ１公司ＰＨＰ．９００ＩＲ．１０ＦＥ
热固化型树脂油墨。
４工艺流程及参数
塞孔段的具体流程为：
印制电路信息２０１０ Ｎｏ．２ 子Ｌ化与电镀Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ＆Ｐｌａｔｉ，
棕化（孔壁粗化）一塞孔一热固化（高温烘 烤）一压合一后工序
４．１ 棕化
增加孔壁与树脂的结合力。采用棕化处理，结合
力经测试没有任何不良，符合热冲击测试（表１）。
表１棕化线参数
４．２塞孑Ｌ
把板子棕化处理后，采用双台面网印机进行塞 孔。板下垫上对应的导气板，铝片网置于板上方，
调整导气板、待塞板、铝片网等相关项目的对准度
和机器相关参数（表２）。
表２塞孑Ｌ机参数
项目 最佳范围 控制范围 刮印速度／（ｍｍ／ｓ） 刮刀压力Ｍｐａ ｎ２） 刮刀角度／ｍｍ 网版距离／ｍｍ 墨刀压力 伽（１（ ｌＴ１２） 抬版高度／ｍｍ １ ００－６００ ８０～６２５ ０．９８￣６ ８６（１０￣７０）Ｏ．７８～７．８（８￣８ｏ） ｌ～２Ｏ ０～２５ ３～１Ｏ ２～１５ ０．９８～６．８６（１０￣７０）０．７８～７．８（８－８ｏ） ０￣１５ ｏ＾２０
由于塞孔是在棕化后进行的，塞孔后直接进行压
合，如果板面氧化、刮花或有异物进入会导致压合后爆 板问题，所以塞孔过程中的清洁问题显的尤为重要。 ４．３热固化
高温烘烤１２０℃×３０ ｍｉｎ。
微切片检查其塞孔情况，如图５。
从切片检查结果看，热固化后孔口树脂凹陷最 大为３ ｒａｉｌ，孔内未见明显气泡残留。
４．４压合
采用专用的ＨＤＩ压合程式，对其做树脂塞孔和未
做树脂塞孔的板进行层压。
从图６、图７可明显看出未做树脂塞孔的板， 压合后埋孔位出现气泡且压合后埋孔位有明显的凹
陷，很显然是半固化片中的树脂不足以填充埋孔而
造成的凹陷和气泡，这对品质产生了极大的隐患。
图６未做树脂塞子Ｌ的板
。图７未做树脂塞孔的板
进行树脂塞孔的板（图８、图９）压合后未见明 显的气泡和板面凹陷，符合品质检验标准。
通过上述的实验对比，对树脂塞孔的范围（只针对 阶盲埋孔板）定义为：内层芯板厚度不小于０．７ ｍｍ、
ｌ 固化后 蛩 ｔ 判定 一 ≈
露 圈 ｝国 暖 ｝０Ｋ ｌ
暖 ｌ ｝ 鲴 ｛｛ ０Ｋ
ｆ
图ｆｉ微切片检查情况图
．．３３．．
光一电印制板Ｏｐｔｏ—ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＰｒｉｎｔｅｄＢｏａｒｄ 印制电路信息２０１０ Ｎｏ．２
图１３单轴平台移动式打标机
图１ ４双头双板带自动上下料台面移动式打标机
３ 裸ＰＣＢ电测与激光打标有机结合的 优势
传统的工艺方法是电测线与打标线分离，电测 线的结果通过人工从电测线电脑中读出，人工提取
后输入打标设备。电测与打标的无缝对接，实现了
ＰＣＢ与数据的自动传输。通过减少人工干预，保证了 打标的准确性，提高生产效率，极大的降低了人工
成本及客户投诉、索赔成本。其流程是：电测完成
测试后，记录测试结果，激光打标设备根据测试结 果对ＰＣＢ进行打标。 深圳麦逊电子有限公司作为深圳大族数控有限
公司下属控股子公司，双方公司在设备上为互补关
系；在设备需求、技术开发上都可以完全配合完成 设备的改善、功能增加、电测数据接口等需求。其
优势如下： （１）在进行多单元ＰＣＢ￣］ＩＪ试时，电测设备进行 了对ＰＣＢ上板边的序列号的自动识别，在进行完成电
测后，记录了此片ＰＣＢ的测试情况，客户可以根据
ＰＣＢ的开短路情况判断是否需要进行报废。 （２）激光打标设备上配有ＣＣＤ光学自动对位系
统，同时打标设备读入ＰＣＢ资料，对资料进行分析后 进行打标。
（３）打标设备会读入电测结果，根据读入的 ＰＣＢ资料与电测结果的合并后，生成打标资料。进行
打标前，首先读入ＰＣＢ标号，然后进行打标。所以对
单元进行打标时，不会打错报废标识。 （４）对于要求双面打标的ＰＣＢ，系统会进行自
动镜像，确保ＰＣＢ双面打标正确。
（５）可以对打标ＰＣＢ单元数据记录，根据ＰＣＢ 标号进行查询等功能。
（６）打标操作简单、直观，操作界面可以直接
显示图形，操作人员可以非常直观的观察到设备操
作情况。 （７）通过ＣＣＤ光学技术，可以对完成打标后的
ＰＣＢ进行重新检测，确认打标效果。
（８）在完成终检后才进行报废打标，也可以最 大限度地保证夹具的安全及稳定性，不会因板上有 大片的报废孔在测试时，造成对夹具的破坏。团
（上接第３４页）
包括覆油刀的速度都要求很慢以避免混入气泡；刀
塞好，避免重复网印。刮刀的往复运动必然会使气 泡混杂在树脂里。
树脂油墨的存放管理对控制气泡也非常重要， 树脂油墨存放在１０℃以下，温度越低，油墨越不容 易变质。提前６ ｈ以上将油墨放到印刷室，使油墨温 度在使用前与室温（２２℃～２５℃）平衡。
７结语
树脂塞孔作为一种新工艺，其在ＰＣＢ中应用日 益广泛，是ＨＤＩ板的核心技术之一，其发展速度之快 难以想象。中京电子在ＨＤＩ树脂塞孔工艺上的研发，
．．５２．． 到目前已经取得了一定的成果，具有批量性生产塞 后直接层压工艺ＨＤＩ板的能力。 在全球经济危机的大环境下，技术的更新将更 加迅速，稍有迟疑，将会落后于同行。每一次大的 经济危机后都会出现技术革命，在机会与挑战并存 的时代，谁掌握了技术、谁勇于创新谁就掌控了市
场，而一个企业的生存、发展、壮大，技术创新始 终扮演了重要的角色。团
作者简介 赵志平，工程师，主要从事ＨＤＩ、铝基板的研究 和开发工作。 ， 周刚，工程技术开发中心主任，长期致力于ＨＤＩ 板及铝基板技术研究和产品开发工作。