[發明專利]一種減少或去除孔口懸銅的方法

無效

• 申請號: 201210533697.X
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103014825A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 傅本友
• 申請（專利權）人: 傅本友
• 主分類號: C25F3/02
• 分類號: C25F3/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

技術領域

本發明涉及電路板加工工藝技術領域，尤其是涉及一種減小或去除印制電路板和封裝基板制作中在鉆孔后孔口懸銅的方法。

背景技術

現有技術中，在印制電路板和封裝基板的制作工藝中，為了實現層間的互聯，一般先進行鉆孔，然后去膠渣，再進行化學鍍和電鍍。通常鉆孔包括機械鉆孔和激光鉆孔。

激光鉆孔通常采用以下幾種方法進行：

方法一：開大銅窗+二氧化碳激光鉆孔，一般稱為large?window方法。開大銅窗是用化學蝕刻的方法將需要進行激光鉆孔的區域的表層的銅層蝕刻掉，蝕刻掉的區域的直徑比需要鉆孔的孔徑大，然后在露出的基材上用激光進行鉆孔，激光鉆孔的光斑直徑與需要鉆孔的孔徑一樣大。其一般步驟為：芯板制作——層壓介質層和銅箔——貼干膜——曝光——顯影——蝕刻開大銅窗——激光鉆孔——去膠渣——電鍍。

這種方法由于激光不接觸到表層的銅，因此沒有孔口懸銅的問題，但是由于激光鉆孔之前需要進行圖形轉移和蝕刻等，有層間對位的問題，而且由于開銅窗區域和未開銅窗區域的銅層的高度差，孔的焊盤必須做到比銅窗大，限制了布線密度的提高。而隨著電子產品的功能不斷增強，電子產品向輕薄短小的方向發展，對產品精細化程度的要求也越來越高，孔的直徑和焊盤的直徑越來越小，因此，此方法在高端精細線路產品上應用很少。另外該工藝工序復雜，增加了加工時間和成本。

方法二：開等大銅窗+二氧化碳激光鉆孔，一般稱為conformal?mask方法，是用化學蝕刻的方法將需要進行激光鉆孔的區域的表層的銅層蝕刻掉，蝕刻掉的區域的直徑與需要鉆孔的孔徑一樣大，然后再露出的基材上用激光進行鉆孔，但是激光鉆孔的光斑直徑比銅窗直徑大，其一般步驟為：芯板制作——層壓介質層和銅箔——貼干膜——曝光——顯影——蝕刻開等大銅窗——激光鉆孔——去膠渣——電鍍。

這種方法可以避免焊盤必須做得很大的缺陷，但是由于激光鉆孔的光圈直徑比銅窗直徑大，在孔口會產生孔口懸銅問題。在采用conformal?mask進行盲孔加工時，盲孔孔徑主要取決于銅窗開口制作，因為干膜價格、DES蝕刻條件以及激光能力的限制，采用conformal?mask進行加工時，可加工最小盲孔孔徑一般為3mil是符合競爭成本的，若盲孔的孔徑再小，則conformal?mask成本將大幅提升，且產品良率不高。

方法三：二氧化碳激光直接鉆孔。二氧化碳激光直接鉆孔過程與conformal?mask盲孔加工工藝不同，首先對層壓后的銅箔進行減薄以及棕化或粗化處理，以增加銅箔對激光的吸收，然后用二氧化碳激光進行燒蝕，在銅面形成一定的孔徑的銅窗，然后繼續對介質層進行燒蝕。激光直接鉆孔的能量一般比conformal?mask的盲孔加工工藝高。二氧化碳激光直接鉆孔一般步驟為：芯板制作——層壓介質層和銅箔——銅表面處理——激光直接鉆孔——去膠渣——電鍍。

這種方法不需要進行干膜和蝕刻開銅窗處理，簡化了工藝并節省了成本，但是激光直接鉆孔中對介質層進行燒蝕時，激光鉆孔的光圈直徑比預先燒蝕出的銅窗直徑大，在孔口也會產生孔口懸銅問題。

方法四：UV激光鉆孔。UV激光直接打孔一般步驟為：芯板制作——層壓介質層和銅箔——銅表面處理——UV激光鉆孔——去膠渣——電鍍。

UV激光直接鉆孔中對外層銅進行燒蝕時，內層基材也會受熱，因此也可能會在孔口產生孔口懸銅問題。

孔口懸銅的定義為：孔口懸銅1是外層銅箔2在孔口處，下方沒有基材3支撐而懸空的部分。參見圖1和圖2。

對機械鉆孔而言，機械鉆孔后通常需要對通孔進行去膠渣處理，去膠渣處理后孔內孔徑變大，而孔口銅箔直徑不變，導致銅箔懸于孔口形成孔口懸銅。另外不當的機械鉆孔參數也會導致銅箔懸于孔口形成孔口懸銅。對激光鉆孔而言，除方法一外，方法二，方法三，方法四中激光都會接觸到表層的銅層，由于激光光圈邊緣處由于能量偏低，其接觸的銅層不一定能被完全燒蝕掉，而這些位置銅層下方的基材卻由于受熱會燒蝕掉，從而使得這些位置的銅層變成孔口懸銅。此外鉆孔工序后的去膠渣清除孔內的樹脂時，銅的腐蝕是很小的，因此孔口懸銅的尺寸將增加。已經出現孔口懸銅的孔經過去膠渣后，孔口懸銅會更加嚴重。另外不當的激光鉆孔也會導致孔口過量的樹脂缺失而形成孔口懸銅。

孔口懸銅的出現，將使得孔口的直徑和面積減小，去膠渣，化學鍍銅，電鍍等工序的藥水在孔內部不能充分交換，從而出現以下問題。

在去膠渣工序中，孔內部藥水不能充分交換，將導致孔內膠渣去除不干凈，通孔出現樹脂殘留導致的內層互聯面分離14，參見圖3，盲孔出現孔底樹脂殘留導致的孔底裂縫12,，參見圖4。