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雷射成孔技术介绍(二)
2.二氧化碳CO2雷射成孔的不同制程
2.1开铜窗法Conformal Mask
是在内层Core板上先压RCC然后开铜窗,再以雷射光烧除窗内的基材即可完成微盲孔。详情是先做FR-4的内层核心板,使其两面具有已黑化的线路与底垫(Target Pad),然后再各压贴一张“背胶铜箔”(RCC)。此种RCC(Resin Coated Copper Foil)中之铜箔为0.5 OZ,胶层厚约80~100um(3~4mil)。可全做成B-stage,也可分别做成B-stage与C-stage等两层。后者于压贴时其底垫上(Garget Pad)的介质层厚度较易控制,但成本却较贵。然后利用CO2雷射光,根据蚀铜底片的座标程式去烧掉窗内的要树脂,即可挖空到底垫而成微盲孔。此法原为“日立制作所”的专利,一般业者若要出货到日本市场时,可能要小心法律问题。
2.2开大铜窗法Large Conformal mask
上述之成孔孔径与铜窗口径相同,故一旦窗口位置有所偏差时,即将带领盲孔走位而对底垫造成失准(Misregistration)的问题。此等铜窗的偏差可能来自板材涨缩与影像转移之底片问题,大板面上不太容易彻底解决。
所谓“开大窗法”是将口径扩大到比底垫还大约2mil左右。一般若孔径为6mil时,底垫应在10miL左右,其大窗口可开到12mil。然后将内层板底垫的座标资料交给雷射使用,即可烧出位置精确对准底垫的微盲孔。也就是在大窗口备有余地下,让孔位获得较多的弹性空间。于是雷射光是得以另按内层底垫的程式去成孔,而不必完全追随窗位去烧制明知已走位的孔。
2.3树脂表面直接成孔法
本法又可细分为几种不同的途径,现简述如下:
2.3.1按前述RCC+Core的做法进行,但却不开铜窗而将全部铜箔咬光,若就制程本身而言此法反倒便宜。之后可用CO2雷射在裸露的树脂表面直接烧孔,再做PTH与化铜电铜以完孔与成线。由于树脂上已有铜箔积而所踩出的众多微坑,故其后续成垫成线之铜层抗撕强度(Peel Strength),应该比感光成孔(Photo Via)板类靠高锰酸钾对树脂的粗化要好得很多。但此种牺牲铜皮而粗麻树脂表面的做法,仍不知真正铜箔来得更为抓地牢靠。
本法优点虽可避开影像转移的成本与工程问题,但却必须在高锰酸钾“除胶渣”方面解决更多的难题,最大的危机仍是在焊垫附著可靠度的不足。
2.3.2其他尚有采用:① FR-4胶片与铜箔代替RCC的类似做法;②感光树脂涂布后压著牺牲性铜箔的做法;③干膜介质层与牺牲性铜箔的压贴法;④其他湿膜树脂涂布与牺牲性铜箔法等,皆可全部蚀铜得到坑面后再直接烧孔。
2.4超薄铜皮直接烧穿法
内层核心板的两面压贴背胶铜箔后,可采“半蚀法”(Half Etching)将其原来0.5OZ(17um)的铜皮咬薄到只剩5um左右,然后再去做黑氧化层与直接成孔。
因在黑面强烈吸光与超薄铜层,以及提高CO2雷射的光束能量下,将可如YAG雷射般直接穿铜与基材而成孔,不过要做到良好的“半蚀”并不容易。于是已有铜箔业者在此可观的商机下,提供特殊的“背铜式超薄铜皮”(如日本三井之可撕性UTC)。其做法是将UTC棱面压贴在核心板外的两面胶层上,再撕掉厚支持用的“背铜层‘,即可得到具有超薄铜皮(UTC)的HDI半成品。随即在续做黑化的铜面上完成雷射盲孔,并还可洗耳恭听掉黑化层进行PTH化铜与电铜。此法不但可直接完成微孔,而且在细线制作方面,也因基铜之超薄而大幅提升其良率,当然这种背铜式可撕性的UTC,其价格一定不会便宜。
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