黑孔话沧桑

1.12 黑孔话沧桑

\"黑孔制程\"最早是美商Hunt Chemical于1983年以碳粉悬浊液（Toner)，对孔壁试做导电涂布而发明的。1986年开始对PCB做小量产研究，1987年改善配方，1989年Hunt被另一家大公司Olin并购而改称Olin Hunt，并推出小量产之水平连线。1993年后又在连线中将原本单槽之黑孔处理改为两道，特称为Black HoleⅡ，随后又转售于PTH老字号的麦特（MacDermid)公司。

Black Hole制程并不复杂，其操作控制方面亦甚简易。此技术最主要是在Black Bole槽液。其药液是一种以微小碳粉为基础的水溶性\"悬浮液\"（Suspension),其固态碳粉含量约为1.35％-1.45％。其余是水及一些微量的添加剂。槽液中并不含金属成份，更未加入甲醛等有害物质，对操作人员的健康要比传统化学铜好得很多。此槽液的pH值约近10.5，操作中的粘度非常接近水的数值。

Black Bole悬浮物颗粒大小约在150-200nm之间，和其他悬浮物一样，其颗粒也会有凝聚（Aggregate)羽化（Flocculate)的趋势，故不易发生沉淀。因而可使得槽液在延长储存期间，仍能保持应有的效能及活性。一般而言生产中之操作槽液可以连续使用一年左右，而不需更换新液。另外此槽液储存环境之温度范围甚广，可从440F（6.60C）到1400F（600C）都很安全，不至有分解或变质之虞。再者为了使这些悬浮物颗粒能够均匀的在孔壁上沉积涂布起见，必须要将槽液持续循环搅动（约7-10槽次/小时）。另一项重点就是黑孔后的\"烘干\"亦须彻底做到硬化，以免孔壁黑膜又被微蚀液等冲掉。

废水处理方面则更是优点多多，总体成本也不高于传统化学铜，而且完成黑孔后尚可直接进入影像转移与二次铜锡铅，对流程的缩短大有帮助。国内中小型业者目前已量产者达30余线。黑孔制程对一般20mil以上的大孔品质尚可，快速生产速度也可到达2米/分。但对六层以上的小孔板，尤其是纵横比5/1以上的深孔，其量产中较易出现孔破现象，需特别小心甚至加倍多走一次，以减少恼人的后患。

图1 上二图为一种八层的PC周边卡板，系经由黑孔法所完成者。其特点有三：

一，不会产生\"灯芯效应\"（Wicking)，由于没有化学铜对玻织束的渗入，以及孔壁表面都被可导电的黑膜所铺满，连电镀铜也无法渗入，当然就不会出现灯芯效应了。

二，孔壁只由一层厚铜所构成，此乃出于黑孔后随即影像转移，及在孔壁与板面线路上镀满铜层，形式上虽是负片法流程，但却只有一层孔铜而已。

三，内层孔环与孔壁卸接处稍微出现低陷，此乃由于黑孔皮膜盖满板面与孔壁后，又经微蚀而将面铜及各孔环侧面的铜层又咬掉一些，以便露出底铜而再做进一步的流程所致。

图2 左为100X之黑孔直立切片，可见到其孔环与孔铜壁的卸接非常良好，只可惜对位对准度（Registration)不太好，出现孔环截面一边长一边短的现象。右500X放大画面可清楚看到壁与环之卸接良好情形。

图3 再切喷锡后的黑孔板，从左图200X画面上看到卸接处已禁得起高温考验。右为200X之深孔（Dia 13.5mil)，发现环壁之接合尚好，只是孔铜厚度在深孔内部似乎不足。主要原因是电镀铜本身分布力不足

图4 上三图均为400X之良好黑孔PTH，随后即进入干膜影像转移与二次铜锡铅等流程。中右二图可见到黑孔后之微蚀稍为过度，使得反回蚀也较明显。

图5 上左图与上右图均为500X黑孔孔壁全景，可清楚看到由于孔中央之黑膜太薄，致使皮膜之导电不良，造成孔中央全部镀不上电镀铜层而断孔的事实。但因黑孔法只需镀一次厚铜层，故细线蚀刻的品质尚称十分良好，中图所示者即为黑孔法之板面线路，且又再做过化镍金处理之情形。