南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

PCB 微孔填裝導電膠的問題

出處： Science Direct

研 究 生 : 甘 晏 璇

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

目錄

• 前　言• 樣品測試和測量方法• 導電膠和充填過程• 收縮和最小化充填阻力問題• 盲孔填充電阻穩定性測試• 結論

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

前言

•傳統技術上印刷電路板（ PCB）層與層之間的連接需要鑽洞貫穿整個板。最後要電鍍銅和其他金屬。電鍍通孔板面加工的高消耗對環境有害。其中一個解決方法，是使用較小的孔、盲孔或埋孔以節省 PCB面積。這樣的加工可以應用導電膠。也有新的高密度印刷電路板製程引進，其中包括： ALIVH基板。 ALIVH基板是一種樹脂多層基板。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

•ALIVH是每一層間隙都有孔通過的多層有機基板。在製作過程須先做準備。首先，透過孔形成鐳射光束，接著，將鍍銅膠填充到孔內。然後，銅箔和放在兩側的預料熱壓在一起。在這個過程中，半固化的樹脂和導電膠會固化。這時，頂部和底部的銅箔因為導電膠而相通。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

•其他導電膠的應用是多層印刷電路板填充鍍通孔，以改善導熱性能，特別是 BGA（球柵陣列，它是集成电路採用有機載板的一種封裝法）封裝。其它應用能做內層電鍍孔充填加工，而多層印刷電路板外層盲孔則用連續堆積技術。連接雙面印

刷 電路板兩端最簡單的方式，可透過鑽通孔的導電 膠應用。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

導電膠充填主要要求如下：

•黏度必須夠低，以滿足通孔的高寬比。•品質必須穩定，能保存一段時間。•電阻不得高於十毫毆母。•必須塗滿孔壁。•要能承受焊接衝擊試驗。•須承受 - 40至 +12°C 的熱循環和 85°C85％相對濕度的傾倒熱試驗。

•和非貴重金屬要有穩定連接組力。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

樣品測試和測量方法

•實驗中使用兩個測試樣本。樣品為機械鑽孔直徑0.3mm（ 40孔）， 0.5mm（ 40孔）， 0.8mm（ 40孔）（高寬比分別為 3.3:1， 2:1和1.25:1）透過孔充填雙面的 FR - 4層壓板（ 1 mm厚，鎳 / 金電鍍 18μm 的銅層）。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

•測試樣品的設計，引用文獻 [8]。

•透過通孔導電膏填補了鎳 / 金片頂部和底部間洞內的壓板層阻抗。填充電阻可以低於 100 MΩ。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

導電膠和充填過程

•實驗使用 Amepox微電子有限公司生產的導電膠。

•配方是特別設計和準備進行實驗。•導電膠以模板印刷方法填入孔或盲孔。•詳細印刷技術（刮刀速度和壓力）在文獻 [7]中說明。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

收縮和最小化充填阻力問題

•介紹中提到，在 PCB製造應用導電膠是為了填補電阻範圍為數十 mΩ不同直徑的孔。可以預期的，透過低電阻率導電膠降低充填阻力（例如增加銀填充物）或應用壓板稀釋劑層（如果可能的話）。但增加填料的黏稠度後，它的填充阻力顯著提高，更難以填補 0.3mm直徑的孔。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

層壓板的厚度為 1.0mm，孔的直徑 0.8mm，銀填充物含量 62％時，電阻的

標準差高於層壓板厚度 0.6mm 和 0.8mm。

導電膠的收縮是在孔邊較厚的部分（左）。透過減少厚度可以消除裂痕（右）。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

盲孔填充電阻穩定性測試

•填補 0.3和 0.45mm盲孔的優點是良好的電阻穩定性。

•但在填充 0.15mm盲孔的效率並不理想，充填電阻不穩定，標準差較大。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

以熱循環試驗進行了盲孔的電阻阻穩定性。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

結論

•這實驗以導電膠對 PCB製造在機械鑽孔和鐳射鑽孔的盲孔進行了研究。

•在 FR - 4層壓板內直徑 0.5-0.8mm範圍內的通孔填充導電膠對模板印刷加工是有益的。通孔直徑為 0.3mm在充填過程中顯得相當困難。

•0.15mm的盲孔充填過程需要改進。充填過程及充填電阻的效率良好。小直徑盲孔填充方法，將在進一步分析研究。

南台科技大學 精密製造實驗室， 100 年 5 月 23 日

Thanks for your attention