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通孔填孔技术简化电路板制程提升散热效能

  • 李佳玲台北

台湾杰希优(JCU Taiwan)总经理陆伯埙。
台湾杰希优(JCU Taiwan)总经理陆伯埙。

智能手机与平板电脑,为了能更节省电池的功耗,于搭载的印刷电路板上,已有微型化及薄型化的需求趋势。并且在中心层的通孔上,从使用Conformal plating,渐渐演变成具散热效能并可减化制程之通孔填孔电镀。

但是,因绝缘特性上中心层的厚度,必须要有一定厚度的基板时,通孔的纵横比变高后,即出现包孔发生率也会随着增加的问题。为了减低包孔发生率,专精于硫酸铜电镀处理的台湾杰希优(JCU Taiwan),目前已经拥有超越业界的优异填孔性能的新制程「CU-BRITE TF3」技术。

优异填孔性能「CU-BRITE TF3」技术

台湾杰希优(JCU Taiwan)总经理陆伯埙表示,与已经广泛被使用的盲孔填孔制程相比,在通孔填孔下无法获得的bottom up长成的部分,需要透过添加剂的分极化(抑制铜析出)效果。比较起以往制程除了有较高的极化效果,发挥优异的填孔性能之外,在高纵横比的通孔下,也可抑制包孔的发生机率。

即便对于板厚超过的200μm的中心材,在新开发的CU-BRITE TF3下,除可拥有无包孔的填孔,甚至有优异的填孔性能的制程。并且,与以往药品相较之下,为了在高硫酸浓度时可发挥良好的填孔性能,提升氧化铜等的基本组成溶解性,并可使用在槽浴容易管理的不溶性阳极上。然而,伴随着硫酸浓度的上升,在电镀厚度不均匀的细微配线图形电镀下,也能够提升电镀厚度均匀性。

陆伯埙指出,通孔填孔技术与填盲孔相同,可提升印刷线路板的导电性,在细微线路化上是个重要的技术。CU-BRITE TF3与以往的制程相较之下,可改善包孔问题、阳极选择更具弹性(可溶性?不溶性阳极皆可适用)、对电镀厚度均匀性有很大的提升。并且因为填孔性良好的关系,在一个制程下可构筑多层板整层的叠孔构造,是一个泛用性很高的制程。

高耐腐蚀性镀Ni/Au制程

过去,为了提升镀镍?金制程的耐腐蚀性,通常于镀金制程中使用无硫的镀镍来当作底层。但发现镀膜本身的耐腐蚀性虽然可以提升,可是插拔后的耐磨耗以及耐腐蚀性反而变得低劣。

有监于此,台湾杰希优在技术上成功改良了以往药品,有着耐腐蚀性、耐刮伤性的「New STARK BARRIER」制程,其特徵包括:1.优异的耐腐蚀性光泽镀镍皮膜。2.形成优异阻隔层(镀Sn-Ni/镀Pd:2层),有效的提升插拔后的耐腐蚀性。陆伯埙补充,New SB制程与一般的Ni/Au制程相比,在透过镀镍、镀钯的多层化下,镀金厚度在0.1μm,也可获得与金0.5μm匹敌之优异的耐腐蚀性。

以往的STARK BARRIER制程因为镀镍表面粗糙,造成镀金表面也随之粗糙,因此对于插拔性能上造成极大的损伤。「New STARK BARRIER」制程因镀镍、镀金表面平滑的缘故,不会因为插拔而造成损伤,使得耐腐蚀性及耐刮伤性能提升,更能实现镀金的薄膜化(减金化)。

基板用电镀镍?钯?金-钴制程

镀金制程除了导电性及耐腐蚀性之外,耐磨耗性也是信赖性评测项目之一。而为配合耐磨性能,其制程基本金层膜厚都较高,但由于黄金价格昂贵,因此在反应成本需要下,就必须以薄膜化来对应市场需求。以往的经验发现,金?钴镀膜之后常会有细微的孔隙存在,因此如果将其薄膜化后,相对会降低耐腐蚀性能。

陆伯埙指出,镀金及合金的薄膜化从高性价比来看将是未来的趋势,不能无视金薄膜化所带来的问题。为了改善在薄膜化下耐腐蚀性能,台湾杰希优提出以增加镀钯层作为保护,来有效抑制金层往镍层的扩散并提升耐腐蚀性。

经过耐腐蚀性测试以SST(盐水喷雾试验)24小时及1小时的硝酸曝气评测。SST测试24小时后,不论镍种类为何,以0.1μm厚度之金-钴合金,整体皆会发生腐蚀现象。但在镀有保护层钯层之后,其耐腐蚀性能几乎与0.3μm金-钴合金相当。而以硝酸曝气1小时后,发现无光泽镍有局部变色,但同样在镀上钯层后其耐腐蚀性能明显提升。而光泽镍部分,无论电镀金-钴的镀厚、或有无钯层,皆无发现腐蚀。

专精表面处理、硫酸铜电镀处理的台湾杰希优JCU Taiwan,在台耕耘已超过12年,目前主要以提供载板(Substrate)、电路板(PCB)、半导体(Semicon)、汽车工业、塑胶工业、元件端子等表面处理电镀技术产品及设备。在全球PCB镀铜填孔技术领域拥有六成以上市占率。

陆伯埙表示,台湾杰希优是日本上市公司株式会社JCU百分之百投资的企业,而日本是个非常重视团队合作的国家,藉由完善的制程管理制度,并整合产业上中下游供应链能量,才能够不断精进提升技术能量。

陆伯埙说,观察台湾半导体及PCB产业,在国际间已扮演举足轻重角色,JCU集团也积极布局这两块市场商机,因此特别成立台湾技术开发中心,持续专注于亚洲市场开拓及技术开发,一方面为精进镀铜及表面处理技术,以延伸至更多元领域的应用。另一方面,更运用日本产、官、学合作模式,来扩充台湾技术开发中心的能量,以快速协助客户解决技术上难题疑惑,创造产品最大价值化。

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