一種單邊無連接盤孔制作簡析

周定忠 陳光宏 劉更新 李偉保（ 勝華電子（惠陽）有限公司，廣東 惠州 516211）

一種單邊無連接盤孔制作簡析

周定忠 陳光宏 劉更新 李偉保
（ 勝華電子（惠陽）有限公司，廣東 惠州 516211）

文章主要簡述了PCB的 BGA位置一種無連接盤（孔環(huán)）孔生產(chǎn)制作方法，通過調(diào)整照片的補償，制作出一種單邊無孔環(huán)的孔，使得在BGA的設(shè)計上孔到孔，線到孔，連接盤到孔的距離越來越小，實現(xiàn)一種密集度更高，同時可以保證可靠性的BGA設(shè)計。

孔環(huán) ；球柵陣列；可靠性

1 前言

電子產(chǎn)品向多功能，輕型化方向發(fā)展，為了實現(xiàn)這一目標，集成芯片的尺寸要求越來越小，封裝的I/O的數(shù)量就越來越密集，對于PCB的BGA要求連接盤（PAD）越來越密集，PAD與PAD的間距就越來越小。隨著BGA PAD密集度越來越高，設(shè)計往往已達到生產(chǎn)的PCB生產(chǎn)極限，從而阻礙了芯片的發(fā)展。本文主要是從制作一種單邊無PAD（RING）的孔，將其在設(shè)置BGA封裝面從而節(jié)約BGA空間的方向，制作出一種更加密集的BGA設(shè)計（如圖1），符合現(xiàn)代芯片技術(shù)的發(fā)展。

圖1

2 工藝生產(chǎn)試板方案及試驗對比設(shè)置

2.1 試板跟進流程

鉆孔→沉銅→板電鍍→外層干膜→圖電→外層蝕板→可靠性測試

2.2 試板制作要求

2.3 實驗對比設(shè)置

（1）單面做出無RING孔的六種制作方案的對比，選擇可能方案

（2）可行性方案中無RING孔口處蝕刻長度對比，確定最佳方案

（3）最佳方案中孔徑大小與孔口處蝕刻長度對比，優(yōu)化方案。

表1

（4）最佳方案做熱沖擊后的實驗結(jié)果，確認可靠性。

2.4 試驗結(jié)果預(yù)想

本實驗主要需要通過對工藝技術(shù)的完善，制作出符合要求的BGA位置的無RING孔，實現(xiàn)BGA的更高的密集要求。具體的技術(shù)要求（表2）。

表2

3 試驗過程

（1）能夠做出無RING孔可能性的六種制作方案對比（表3）

表3

小結(jié)：方案1，由于無RING采用的設(shè)計為無擋光PAD設(shè)計及孔口被照片封住，在電鍍的時候孔內(nèi)藥水無法貫穿使得銅離子的交換不充分導(dǎo)致孔內(nèi)無銅或銅厚不足，此方案失敗。

方案6采用的擋光PAD單邊比孔大0.05 mm，及孔邊有0.05 mm的RING環(huán)，孔環(huán)在蝕刻的時候大于蝕刻的側(cè)蝕量從而出現(xiàn)有孔環(huán)沒有蝕刻干凈，不符合我們預(yù)期的試驗效果，此方案失敗。

（2）可行性方案中無RING孔口處蝕刻長度對比，確定最佳方案（表4）

小結(jié)：通過方案2-方案5方案對比：方案2與方案3由于擋光PAD設(shè)計比孔徑小，在蝕刻時由于測試的影響，無RING處孔口的的銅對比基材會低0.05 mm左右，在干膜對位不精準的時孔口的孔銅會出現(xiàn)左右不平衡。因此方案2，方案3效果不理想。

方案5由于擋光PAD設(shè)計比孔徑單邊大0.025 mm，在蝕刻時孔口出現(xiàn)銅皮超出孔口，在對位不精準時孔口銅皮伸出更嚴重。因此方案5效果不理想。

方案4的蝕刻出來的效果孔口銅與基材基本平齊，如果不出現(xiàn)嚴重的對位偏差，此方案可以確定為最佳方案。

表4

（3）最佳方案4條件下孔徑大小與孔口蝕刻長度的對比。小結(jié)：方案4在對位偏差不超過0.025 mm的情況下，孔口的銅皮與基材基本平齊，而孔銅的厚度可以達到要求，可以確認為最佳方案。

4 總結(jié)

通過本次試驗分析此種BGA位置的Via孔可以完全制作成單邊無RING環(huán)的設(shè)計，并且在工藝制作中菲林設(shè)計無孔環(huán)孔面擋光PAD的大小與鉆孔的孔徑大小相等為最佳的方案，同時要注意的生產(chǎn)過程中菲林的對位精度問題。此種單邊無RING環(huán)的設(shè)計在BGA日益密集的今天必將發(fā)揮重要的作用。隨著時間推移PCB BGA技術(shù)的改進會越來越受到重視，我們應(yīng)該精益求精開創(chuàng)PCB技術(shù)開發(fā)的新時代。

周定忠，制造工藝工程師，主要從事PCB工藝技術(shù)研發(fā)，生產(chǎn)管理工作，有近十二年大型臺資企業(yè)工作經(jīng)驗。

Location hole without ring production method

ZHOU Ding-zhong CHEN Guang-hong LIU Geng-xin LI Wei-bao

This article mainly describes the PCB BGA location a hole without a RING production method, by adjusting the compensation film to produce a kind of unilateral no grommet holes. It is made on the design of the BGA hole to hole, line to the hole, with PAD to the hole distance is smaller and smaller. This can achieve a higher intensity, at the same time it can guarantee the reliability of the design of BGA.

RING; BGA; RELIABILITY

TN41

A

1009-0096（2014）03-0040-03