HDI填孔技术.doc

TO：黎钦源先生FR：万普臣/夏群康CC：陈炯辉先生/何丹照小姐ME工程试验报告 主题:盲孔填孔电镀试验计划编号： A-PTH-05-004类别：新物料 新工艺 新设备 制程改善 制程能力评估或提升 编制初审审核日期2005/03/30一 试验目的1.评估电镀填平技术在盲孔填平方面的效果；2.调试并总结适用于批量生产板使用的电镀填平生产参数；3.研究并总结对电镀填平效果影响较大的主要因素及条件。二 试验所需物料、设备、仪器试验物料：罗门哈斯盲孔填孔电镀药水试验设备：罗门哈斯（ROHM&HAAS）盲孔填平电镀设备；试验仪器：切片研磨机、金相显微镜、锡炉、铜厚测试仪。试验试板设计： 1）RCC、1080、106*2材料试板各24PCS，其中12PCS采用MASKII方法，12PCS采用LargeWindow方法；2）板内均匀分布由3miL、4miL、5miL、6miL盲孔组成的单元；3）每个单元内的盲孔之间用Daisy Chain连接，以便热应力后测试盲孔可靠性。三 试验前准备工作及工艺控制参数1. 开缸：用35的NaOH泡缸12小时，将药水排净，用35的硫酸泡缸8小时，用清水将缸壁清洗干净。加入缸体积一半的水，（按缸体积1100L）加入98的浓硫酸110L，加水至缸体积2/3处，加入220公斤CP级硫酸铜，开启循环搅拌均匀，按化验室分析添加稀HCL，加入光亮剂VF-A 1L, VF-B 20L,按CVS分析结果添加光亮剂。阳极用1寸的小铜球，每边钛篮挂68个。（填孔电镀试验前HDI板必须打切片看孔形是否符合要求）2.工艺控制参数：项目控制条件项目控制条件CuSO4*H2SO4190210g/l喷嘴紊流率45LPMH2SO490110g/l过滤棉芯5umCl-3080g/l搅拌频率1030Cycle/minMicroFill VF-A0.81.5m/l拖缸电流510ASFMicroFill VF-B1525m/l阳极电流密度1020ASF温度2025阴极电流密度1020ASF电镀时间6090min再生缸阳极电流密度57ASF3.药水添加及分析频率：项目添加方法分析频率CuSO4*5H2O按分析添加每周两次H2SO4 （98%）按分析添加每周两次HCl （37%）按分析添加每周两次MicroFill VF-A Addtive按分析添加每次做板前分析MicroFill VF-B Carrier按分析添加每次做板前分析注：因硫酸铜浓度高，缸中的附产物很多，ROHM&HAAS建议每次试板后进行拖缸，将缸中的光亮剂全部拖掉以避免缸中附产物的累积。故每次进行试板前添加光亮剂即可。四 试验方案及计划第一阶段（初步确认盲孔电镀填平的效果）实验一：评估试用罗门哈斯（ROHM&HAAS）盲孔填平电镀设备时生产板在不同位置及不同面对HDI板的电镀效果。试验目的：由于该设备能同时生产两块板，本试验评估不同位置电镀效果是否一致试验方案：1.RCC材料（开大窗）试板两块使用A流程（PTH后直接填孔）生产，对比左边的板与右边的板的填孔差异2. 1824板两块PTH后同时在该设备生产，电流密度16ASF，镀铜时间80分钟。测COV对比不同位置及正反面的差异，并评估高硫酸铜浓度电流效率是否降低。实验二：评估两个不同流程的填孔方案并同时对比不同板材的填孔效果。试验目的：由于PTH后易氧化，必须泡在酸槽里，且储存时间不能超出6小时，故ROHM&HAAS提出了两套填孔流程并结合不同板材的HDI板综合进行评估试验方案：流程A（沉铜（5小时内）-水洗浸酸电镀填孔测试）流程B（沉铜加厚铜水洗烘干电镀填孔测试）开大窗HDI试板（RCC板材 2块、FR41080 2块、FR4106 2块）实验三：用ROHM&HAAS建议的电镀参数进行试板以评估盲孔填平效果试验目的：根据供应商的经验及建议，我们在工艺参数内寻求一最佳参数（由ROHM&HAAS提供最优参数）进行试板进行试板，期间可对比不同板材及不同激光钻做法（开大窗与Mask）的填孔差异。试验方案：为使试验方便且利于操作，本次试验填孔采用流程B所需板材 开大窗HDI试板（RCC板材 2块、FR41080 2块、FR4106 2块） MaskHDI试板（RCC板材 2块、FR41080 2块、FR4106 2块）第二阶段（参考前阶段试验结果及我们将通过调整药水、电流、温度等参数从中获取经验及规律）为获得良好的HDI孔形，本阶段试验激光钻可只用开大窗的做法，且只试用RCC板材。试验一：不同电流密度对填孔电镀的影响试验方案：分别评估电流密度在10ASF、15 ASF、20ASF、25 ASF的情况下填孔电镀的效果。试验二：不同光剂含量对填孔电镀的影响（以VFA浓度调整）试验方案：分别评估VFA浓度在0.5ml/l、1.0ml/l、1.5ml/l、2.0ml/l的情况下填孔电镀的效果试验三：不同温度对填孔电镀的影响试验方案：分别评估镀铜缸温度在22、25、28下填孔电镀的效果试验四：填孔电镀前的前处理对填孔电镀的影响试验方案：本试验考虑如增加填孔电镀线时，有哪些前处理会使填孔效果达到最佳。我们将试以下几个前处理。1）除油浸酸（浓度10） 2）除油微蚀浸酸（浓度10） 3）只浸酸（浓度10） 4）不过前处理其中方案2）只适合与填孔电镀流程B试验五：填孔电镀的镀铜溶液对通孔深镀能力的影响试验方案：选取两块板厚为1.2mm1.6mm的试板，用ME深镀能力钻带钻孔，分别在填孔电镀的镀液中与我司目前DC镀液做板并进行对比通孔的深镀能力（电流密度14ASF，镀铜时间72分钟）试验五：填孔电镀镀液延展性及铜纯度分析试验方案：按我司内部标准执行，取样送供应商分析五 测试评估方法及标准1.盲孔填平效果评估方法板面至次外层厚度（A） 填平电镀铜Largewindow方法孔深MASKII方法孔深 底铜 基材 MASKII LARGEWINDOW孔面至次外层厚度（A）电镀填平系数=B/A x 100%盲孔电镀填平效果会评估CS/SS面四角及中心位置的填平系数。2.通孔深镀能力测试方法 C1 C2 A D B E C F S2 S2深镀能力TP1=average(A+B+C+D+E+F)/average(C1+C2+S1+S2) x 100%3、板面均镀能力测试方法：测试板尺寸18”（W）x 24”（L）电流密度16ASF电镀时间80min预计电镀厚度26umCOV124.填孔镀液生产的盲孔及通孔热应力测试根据IPC-TM-650标准，热应力测试方法：锡温288、浮锡时间10s、浮锡次数1x，3x， 6x。测试是否有盲、通孔翘起、开路等缺陷。六.试验计划日程安排序号项目完成日期1水、电、气排水的配置2005/03/012盲孔填孔电镀设备的到位2005/03/013盲孔填孔电镀试板工具准备2005/03/014盲孔填孔电镀设备安装2005/03/03盲孔填孔电镀试验方案确立2005/03/125盲孔填孔电镀药水准备、资料收集2005/03/156盲孔填孔电镀试板准备2005/03/157盲孔填孔电镀试板第一阶段2005/03/308盲孔填孔电镀试板第二阶段2005/04/1010盲孔填孔电镀试验总结2005/05/1011盲孔填孔电镀的总结报告2005/05/2012盲孔填孔电镀方法的确立2005/05/301、罗门哈斯（ROHM&HAAS）提供盲孔填孔电镀设备及盲孔填孔电镀药水