Abhängig von der Anwendung, der Konstruktion und dem Layout ergibt sich durch das Blind-Micro-Via-Filling von Leiterplatten die Möglichkeit zur Erhöhung der Integrationsdichte und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit durch:
- Vermeidung von Lufteinschlüssen in BGA-Lötstellen bei Via-in-Pad
- Verbesserung der Wärmeabfuhr
- Erhöhung der Stromtragfähigkeit
Ein wesentliches Annehmbarkeitskriterium für kupfergefüllte Laserbohrungen ist der sogenannte „Dimpel“, dessen Höhe den Füllgrad und damit die Planarität der Laserbohrungen nach dem Füllen beschreibt. Die üblichen Anforderungen hierzu sind ≤25 µm. Beeinflusst wird der Dimple durch das Zusammenspiel der organischen Zusätze des eingesetzten Kupfer-Elektrolyten und den gewählten Anlagenparametern. Die Produktmerkmale zur Auswahl der Parameter wiederum sind der Durchmesser und die Tiefe der Laserbohrungen und somit auch das zu füllende Volumen. Es gilt: je größer das Aspect-Ratio und das Volumen der Laserbohrung ist, desto länger ist die erforderliche Fülldauer. Die Verweilzeit im Kupferbad kann dabei zwischen 120 und 300 Minuten variieren.
Bei der Herstellung einer Leiterplatte mit kupfergefüllten Laserbohrungen gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Herangehensweisen bei der Auswahl der Prozessfolgen. Diese sind in der Tabelle „Technologie-Varianten“ einander gegenübergestellt. Erfolgt das Füllen der Laserbohrungen in einem getrennten Verkupferungsvorgang kann das bestmögliche Resultat bezüglich der Verteilung und Streuung der Kupferschichtdicken erzielt werden. Allerdings erkennt man anhand der aufwändigeren Prozessfolge, dass der Einfluss auf die Durchlaufzeit und die Herstellungskosten gegenüber einer konventionellen Leiterplatte ohne diese Technologie nicht unerheblich sind.
Erfolgt dagegen das Füllen der Laserbohrungen gemeinsam mit der Verkupferung der Durchgangsbohrungen, entfallen diese zusätzlichen Arbeitsgänge und es bleiben im Wesentlichen die erhöhten Kosten der speziellen Prozesschemie. Allerdings ist man bei dieser Methode bei der Prozessführung insofern etwas eingeschränkt, dass man die Anforderungen an die Füllung der Laserbohrungen mit denen der Verkupferung der Durchgangsbohrungen in Einklang bringen muss. Das bedeutet, dass man sowohl beim Füllergebnis der Laserbohrungen als auch bei der erzeugten Kupferschichtdicke in den Durchgangsbohrungen, im Vergleich zur getrennten Verkupferung, eine etwas größere Streuung zu erwarten hat.
Bei der KSG Leiterplatten GmbH können beide Prozessvarianten vollständig in Eigenfertigung angeboten werden. Durch den Entfall der Fremdvergabe entsteht neben dem Kostenvorteil vor allem eine wesentliche Verkürzung der Durchlaufzeit.
Für die hier dargestellte Technologie gelten spezifische Designregeln wie in der Tabelle dargestellt, wobei die grundlegenden Designregeln weiterhin ihre Gültigkeit behalten. Eingesetzt wird das Blind-Micro-Via-Filling vorrangig für komplexe Mehrlagenschaltungen mit hoher Integrationsdichte.
