高频盲埋孔板填胶能力研究

Paper Code: S-054

汪晓炜 师 博 董浩彬

（广州兴森快捷电路科技有限公司， 广东 广州 510730）

高频盲埋孔板填胶能力研究

Paper Code: S-054

汪晓炜 师 博 董浩彬

（广州兴森快捷电路科技有限公司， 广东 广州 510730）

随着科技的发展，电子设备对信息的快速传递与体积的精简有了更高的要求，高频盲埋孔板需求不断增长。本文通过对高频PP填胶过程进行建模，梳理和研究了板厚、孔径、缓冲材料等因素对填充饱满度的影响，界定了采取高频PP制作盲孔板的能力。

高频；盲孔填充；板厚；孔径；覆型材料

1 前言

随着电子科技信息的不断发展，越来越来越多的电子产品、设备对信息的传递与体积的精巧有了更高的要求，高频盲埋孔产品以其高质量的信号传递、高组装密度下的体积优化在PCB诸多类型产品中占领了一席之地。

高频半固化片以其高Tg、低Dk、低Df而被广泛应用于高频盲埋孔产品的层间连接，并且更多的高频信号传输层采用盲孔互联设计，这就涉及到线路板加工过程中的盲孔填充方式。行业内盲孔填充分为树脂塞孔或者半固化片填胶两种方式，从而决定了不同的工艺流程。

传统的树脂塞孔方式，树脂塞孔后的机械磨板流程（去除孔口凸起的树脂）很容易导致磨板露基材缺陷。而如果考虑采用半固化片填胶的方式填充，此种方式无机械磨板流程，优点是流程短、良率高，可以实现批量生产，但因为高频半固化片树脂流动性差，目前缺少对其填充盲孔能力的研究，面对客户设计不同的产品叠层，必须先样板制作，确保产品可靠性合格后才考虑接入批量订单。为了使此类设计的产品生产更加顺畅，更快更好的满足客户的需求，对高频半固化片填充盲埋孔能力的研究显得尤为重要。

2 技术研究依据

2.1 产品结构设计

此类产品行业内普遍选用Rogers或者Taconic两家公司的高频材料，高频材料做机械盲孔，然后采用高频半固化片填胶，本次研究按照此叠层设计不同盲孔层板厚，示意图如图1。

图1 叠层设计示意图

2.2 高频PP填充盲孔原理

高频半固化片填充盲孔的原理是在高温高压下利用树脂（半固化阶段）的流变行为，完成对内层线路空隙和盲孔的填充，其模型如图2，相关影响因素如表1。

表1 高频PP填充盲孔影响因素

3 技术研究方案

3.1 研究方向

本次研究以采取常见的2张陶瓷粉类的高频半固化片为基础，对板厚、孔径、覆形材料等因素进行单因素研究（如表2）。

3.2 实板及流程设计

表2 高频盲孔填充研究方向

参考业内常见盲埋孔结构，设计含两个子板的测试板，并设计有不同孔径、残铜率的模块（如表3、表4）。

表3 流程设计

表4 试板设计信息

图3 整板模块排布

图4 单个模块

3.3 品质检验方法

每种测试产品完成后，用平面显微镜全测每组模块整体的填孔情况（选出每种孔径中凹陷较大的10个孔），用粗糙度测试仪精确量测孔的凹陷值（粗糙度测试仪可精确测量填胶的凹陷或凸起，见图5～图7，误差±0.75%）。

图5 凹陷

图6 凸起

图7 精确显示凹凸数值

4 制作测试过程

4.1 不同压合程式对填胶能力的影响

测试不同压合程式（图8、图9）对应的升温速率（表5）

图8 压合程式1

图9 压合程式2

表5 不同压合程式对应的升温速率

不同残铜率下两种压合程序填胶情况（盲孔深度1.0 mm），如图10～图12。

图10

图11

图12

如上可知，降低升温速率会对提高填充效果有正向作用。

4.2 不同覆型材料对填胶能力的影响

在测试板相同的条件下，在层压时选用“离型膜”、“离型膜+PE膜+离型膜”、“离型膜+铝片+离型膜”三种不同的缓冲材料，并在压合后对比不同缓冲材料条件下盲孔的填充饱满度，以子板厚度为1.0 mm的盲孔为例，不同孔径的填充饱满度对比如图13～图15。

图13

图14

图15

由上可知，铝片的填充效果最好，PE膜效果最差，主要为在层压过程PE膜在孔内形成覆型阻碍了填充效果（图16、图17）。

图16 “离型膜”层压后效果图

图17 “PE膜+离型膜”层压后效果图

4.3 不同叠板方式对填胶能力的影响

将待填胶盲孔放置在PP之上和之下（图18、图19），对比不同叠板方式对填充效果的影响（图20），由图20可知，两种叠板方式填胶凹陷量相差较小。

图18 盲孔子板朝上

图19 盲孔子板朝下

图20

5 结论

通过试验得出板厚和孔径是影响填充饱满度的主要因素，通过增加覆型材料、降低升温速率可以提高填充效果（表7）。在采取铝片材料覆型，较低升温速率条件下，以凹陷≤75 μm作为判断标准，不同板厚条件下的孔径填充能力如表8。

表7 影响盲孔填胶因素汇总表

表8 不同板厚的孔径填充能力

[1] 林灿荣. HDI板埋孔填胶工艺研究[J]. 印制电路信息, 2012, 4.

[2] 张育猛. 不对称高频板混压技术研究[J]. 印制电路信息, 2010, 12.

[3] 白亚旭. HDI埋孔塞孔新工艺及成本优势研究[J].印制电路信息, 2013, 4.

汪晓炜，计算机科学与技术专业。

Study on the capability of filling blind hole by high frequency prepreg

WANG Xiao-wei SHI Bo DONG Hao-bin

With the development of technology, the higher speed information transferring and smaller volume are required on electronic equipments, and the requirement of high frequency board with blind hole and buried hole is increasing. Though the modeling of filling blind hole by high frequency prepreg, this article sorted out and took research on the influence of board thickness, hole diameter, cushioning material and other factors worked on filling blind hole, and told the capability of filling blind hole by high frequency prepreg.

High Frequency; Filling Blind Hole; Board Thickness; Hole Diameter; Cushioning Material

TN41

A

1009-0096（2014）04-0029-04