HDI线路板CO2激光成孔的不同工艺方法

CO2激光成孔的不同的工艺方法

CO2激光成孔的钻孔方法主要有直接成孔法和敷形掩膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与被加工印制电路板上的孔直径相同，在没有铜箔的绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜，采用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径的激光束照射这些孔，切除暴露的介质层树脂。现分别介绍如下：

(1)开大窗口工艺方法：

前一种工艺方法成孔的直径与所开的铜窗口相同，如果操作稍有不慎就会使所开窗口的位置产生偏差，导致成孔的盲孔位置走位致使与底垫中心失准的问题产生。该铜窗口的偏差产生的原因有可能是基板材料涨缩和图像转移所采用的底片变形有关。所以采取开大铜窗口的工艺方法，就是将铜窗口直径扩大到比底垫还大经 0.05mm左右(通常按照孔径的大小来确定，当孔径为0.15mm时，底垫直径应在0．25mm左右，其大窗口直径为0．30mm)然后再进行激光钻孔，即可烧出位置精确对准底垫的微盲孔。其主要特点是选择自由度大，进行激光钻孔时可选择另按内层底垫的程式去成孔。这就有效的避免由于铜窗口直径与成孔直径相同时造成的偏位而使激光点无法对正窗口，使批量大的大拚板面上会出现许多不完整的半孔或残孔的现象。

(2)开铜窗法：

首先在内层板上复压一层RCC(涂树脂铜箔)通过光化学方法制成窗口，然后进行蚀刻露出树脂，再采用激光烧除窗口内基板材料即形成微盲孔：

当光束经增强后通过光圈到达两组电流计式的微动反射扫描镜，并经一次垂直对正(Fθ  透镜)而达到可进行激动的台面的管区，然后再逐一烧成微盲孔。

在一英寸见方的小管区内经电子快束这定位后，对0.15mm的盲孔可连打三枪成孔。其中第一枪的脉冲宽度约为15μs，此时提供能量达到成孔的目的。后再枪则利用来清理孔壁孔底的残渣和修正孔。

激光能量控制良好的0.15mm微盲孔的SEM横断面及45度的全图，此种开窗口的成孔工艺方法，当底垫(靶标盘)不大时又需大排版或二阶盲孔时，其对准度就比较困难。

(3)树脂表面直接成孔工艺方法

采用激光成孔有几种类型的工艺方法进行激光钻孔：

A．基板是采用在内层板上层压涂树脂铜箔，然后将铜箔全部蚀刻去掉，就可采用CO2激光在裸露的树脂表面直接成孔，再继续按照镀覆孔工艺方法进行孔化处理。

B．基板是采用FR-4半固化片和铜箔以代替涂树脂铜箔的相类似制作工艺方法。

C．涂布感光树脂后续层压铜箔的工艺方法制作。

D．采用干膜作介质层与铜箔的压贴工艺方法制作。

E.涂布其它类型的温膜与铜箔覆压的工艺方法来制作。

(4)采用超薄铜箔的直接烧蚀的工艺方法

内层芯板两面压贴涂树脂铜箔后，可采用“半蚀方法”将铜箔厚度17m经蚀刻后减薄到5微米，然后进行黑氧化处理，就可采用CO2激光成孔。

其基本原理就是经氧化处理成黑的表面会强烈吸光，就会在提高CO2激光的光束能量的前提下，就可以直接在超薄铜箔与树脂表面成孔。但最困难的就是如何确保 “半蚀方法”能否获得厚度均匀一致的铜层，所以制作起来要特别注视。当然可采用背铜式可撕性材料(UTC)，铜箔相当簿约5微米。

根据这种类型的板加工，目前在工艺上主要采取以下几个方面：

这主要对材料供应商提出严格的质量和技术指标，要确保介质层的厚度的差异在510μm之间。因为只有确保涂树脂铜箔基材的介质厚度的均匀性，在同样的激光能量的作用下，才能确保孔型的准确性和孔底部的干净。同时还需要在后续工序中，采用最佳的除钻污工艺条件，确保激光成孔后盲孔底部的干净无残留物。对盲孔化学镀和电镀层的质量会产生良好的作用。