三大奖项申报表
一. 基本信息：
二．指标达成情况：
备注：
1. 指标（提案价值点及实际成果）的填写可参考三大奖项评价标准，包含但不限于：价值增加额度、质量改进幅度、效率提升幅度、成本降低幅度，相关数据均需相关部门负责人签字确认。
2. 涉及“增加税前利润”的计算过程（计算数据须以财务部核准的数据为基本依据，并经财务经理确认）： （期间：6个月以上；计算公式=增量收入-相关的成本费用支出。）
三. 周边评价
备注：周边评价部门为该提案实施以及应用中相关关联部门。
四. 审核意见（详细内容请参阅总结报告）：
总结报告
1. 背景
为适应半导体芯片导体尺寸从0.1um 的准纳米级正式向0.02um 规格纳米级转变，封装基板的布线密度需要进一步增加。焊点可阵列分布的Flip-chip 结构因单位面积I/O数的大幅提升，近年来受到业界个广泛关注。关于Flip-chip 加工技术及应用的研究在近年都得到了迅速发展。
Wire-bonding 结构 Flip-chip 结构
与传统Wire-bonding 结构不同，Flip-chip 结构封装基板连接焊点由四周分布变为平面阵列分布，其与芯片连接方式也由传统的金线改为小尺寸锡球。这种阵列式分布的锡球直接与芯片连接的技术对封装基板的平整度要求非常高，目前的通孔或VIP 结构都因Dimple 问题难以满足要求。
VIP 结构填充后 Blind-via 填充后
弧率上升，这对于金手指区域有不利影响。
此外，VIP 结构需要使用特殊的填孔药水，填孔药水在提高通孔填充性能的同时，往往导致线路的圆
特殊填孔药水电镀后线路形貌 一般镀孔药水电镀后线路形貌
为满足Flip-chip 产品高平整性焊盘要求，同时克服填孔时对线路圆弧率的影响，有必要在我司现有VIP 技术的基础上，开发一种新型的双面板成孔技术。
VOP 结构示意图
同时，从技术发展角度来看，也需积极开发适合我司生产流程的激光VOP 技术，达到并赶超国际同行，以提升我司产品的技术含量，更好的应对来市场竞争的压力。
2. 目标
1) 激光加工参数评估， 完成60-100μm VOP 激光参数调整；
2) 薄铜VOP 加工参数优化，完成2/3um基铜，60-100μm激光VOP 参数调整； 3) 孔径尺寸精度优化，提升尺寸CPK 到1.67以上； 4) 电镀参数优化，实现60-100μm VOP 结构电镀填充； 5) 完成小批量样品制作，并完成其品质及可靠性分析。 6) 规范化作业流程和作业参数，实现VOP 产品量产导入。
3. 过程实施
3.1 测试流程
开料→减薄铜（12um 减薄到5um ）→机械钻定位孔→蚀刻开窗→激光钻孔→除胶→化学沉铜→电镀填孔→下工序。
3.2 测试方法
3.3 测试结果
3.3.1 激光加工参数评估
3.3.1.1 激光参数的影响分析
Mask 尺寸、能量、脉冲宽度、脉冲次数(包括清理树脂枪数）四个因素是Laser 加工参数四个决定性因素，其中： •
Mask 及能量的影响；
•
脉冲宽度和脉冲次数影响孔型和孔品质。
因此，有必要建立一个加工参数，首先需根据孔径大小来选择Mask 大小，然后根据不同的孔深来计算出所需要的总能量，最后通过调整脉宽和枪数得到良好孔型。 3.3.1.2 DOE 测试及加工参数的选定 （1） 优选Mask
光罩直径是激光孔径的决定因素，开口尺寸随Mask 尺寸变化呈近似线性关系，如图3.1所示。
D=100M-80
其中：
M 表示理论光罩直径, 单位mm ；
D 表示目标开口直径，或上孔径，单位μm。
图3.1 光罩直径与开口孔径关系图
由于使用开等窗工艺，考虑到板材涨缩及对位（20um 以内）的影响，Mask 尺寸选择原则为实际Mask 尺寸：
M 实际=M+0.4mm。
因而，适宜于60/80/100um孔径加工的Mask 尺寸分别为M1.8mm ，M2.0mm 和M2.2mm 。 （2） 优选能量
目前采用Conformal 加工方式，激光所包含的能量并不完全用于烧蚀孔，其中部分能量被铜面反射，且光斑尺寸不同，能量反射量不同，即实际用于加工孔的能量——有效能量与光斑大小密切相关。若在选定Mask 的基础上已经确定了有效能量，则需要考虑如何将此能量分配到若干个激光脉冲中，因不同的脉冲宽度与枪数不仅影响孔型质量还影响加工效率。 ① 光斑尺寸与Mask 关系
光斑尺寸大小取决于Mask 尺寸大小，使用不同尺寸Mask 在亚克力板上打孔，通孔测量该孔得到光斑尺寸与Mask 尺寸的关系如图3.2所示：
图3.2 光罩直径与光斑尺寸关系图
由图2可以看出光斑尺寸与Mask 尺寸基本呈线性关系，关系式为：
D B =0.0210+0.0593*M （1）
其中：
M 表示理论光罩直径, 单位mm ； D B 表示目标光斑尺寸，单位μm。
② 总能量与有效能量
总能量Es 即为激光发振器输出的基准能量，有效能量Ev 为总能量排除反射掉的能量剩余的能量：
Es=第一枪能量+第二枪能量+第三枪能量+……
Ev=B2/A2*Es
其中：
Ev 表示有效能量, 单位mj ； Es 表示总能量，单位mj ； A 表示光束尺寸；
B 表示开口尺寸，如图3所示：
③ 有效能量与孔径及介质层厚度的关系
通过预测试得出的试验数据，进行试验分析，可得出有效能量与孔径及介质层厚度的关系。 1） 预测试结果
2） 有效能量计算
3） 试验分析
以孔径和介质层厚度为因子，分别取两个水平，以有效能量为指标，设计两因子两水平全因子试验： a.
因子水平表：
b. L822:试验运行重复两次
c.
因子分析：
4） 回归方程：
有效能量 = 3.885 – 0.063*孔径 – 0.15525*介质层厚度 + 0.0028875*孔径*介质层厚度 （2） ④ 有效能量参考表
通过有效能量与孔径和介质层厚度的回归方程可得出以下参考表：
⑤ 总能量参考表
根据孔径与Mask 关系优选出Mask 后，再依照有效能量参考表，可得出不同孔径、不同介质层厚度钻孔所需的总能量，详见下表：
（3） 脉宽与枪数的选择
当总能量确定以后，就需要将总能量分配到若干激光脉冲中，脉冲的宽度与次数（一般称作枪数）的选择决定着孔型质量的好坏。
脉冲过长，将导致能量密度下降，此时玻纤突出严重；脉冲较短，将导致能量密度集中，此时对底铜的烧伤情况加剧，严重时将击穿底铜；脉冲若过短，此时能量虽集中，但脉冲持续过短，热效应不够显著，孔可能未钻透。考虑到以上情况，最佳脉冲宽度一般控制在5-14μs为宜(第一枪，不包括清树脂脉冲) 。
在考虑脉宽的同时，需考虑枪数（脉冲次数），适量的枪数，可有效避免击穿、残胶等孔缺陷，同时还可提高孔真圆度，若枪数过多，则又会降低加工效率，因此需综合考虑枪数的多少。VOP 加工时，根据介质层厚度及底铜厚度不同，枪数有所增减，一般介质层越厚，底铜越薄，枪数会有所增加。算上第
一枪，总枪数一般控制在2~8枪以内。 3.3.1.3 模型建立及应用
根据3.3.3.2 DOE测试结果及推导方程：
D B =0.0210+0.0593*M （1） 有效能量 = 3.885 – 0.063*孔径 – 0.15525*介质层厚度 + 0.0028875*孔径*介质层厚度 （2） 推断VOP 加工的Mask 、能量等加工参数，并以此参数加工测试，结果如下所示：
3.3.1.4 小结
• 分析了Mask 尺寸、能量、脉冲宽度、脉冲次数四个关键因素对VOP 加工的影响； • 通过DOE 测试，得到VOP 加工的参数范围，并建立了参数模型；
• 利用该模型推导参数加工0.04T 及0.06T 产品，切片分析可以满足规格要求。
• 问题点：镭射后微蚀过程对底铜影响较大，部分产品在沉铜后发现底铜击穿现象。
3.3.2 薄铜VOP 加工参数优化 3.3.2.1 加工参数优化
根据3.3.1测试结果，底铜越薄，VOP 产品越容易击穿。当基铜减薄到3μm时，激光加工过程中容易击穿基铜导致孔不良，影响后工序加工及孔的可靠性能。为克服底铜击穿问题，需进一步开发适用于2/3um底铜的加工参数。
根据前期测试结果，能量减小，枪数增加，使用小能量多次加工有利于保证底铜的完整性。3um 底铜0.04T/0.06T，孔径60/80/100um激光VOP 加工参数和实例如下所示:
薄铜VOP 加工参数与与普通VOP 加工参数差异（以0.06T 为例）如下所示：
3.3.2.2 孔径尺寸精度优化
根据3.3.1 DOE测试结果及3.3.2 参数调整结果，对比分析使用薄铜加工参数及普通参数时0.06T ，φ60/80/100um孔径CPK 编号情况，结果如下所示：
3.3.2.3 小结
综合3.3.1和3.3.2结果发现，在普通VOP 加工参数的基础上，适当减小首枪能量，增加后续清理树脂的枪数，不但能有效避免底铜击穿问题，也有利用提高底铜孔径尺寸的精度。实测结果表明，使用薄铜加工参数，底铜的尺寸精度CPK 均可达到2.0以上。
不足：目前流程加工2um 底铜VOP 时，即使使用薄铜参数，其底铜击穿也难以避免。
3.3.3 电镀参数评估 3.3.3.1 电镀参数优化
为保证良好填充效果，需要评估电镀参数的影响。电流密度和电镀时间是影响电镀品质的两个重要因素。一般认为小电流密度有利于减小V oid 和Dimple 发生概率。因而实验对比使用小电流长时间和大电流短时间两种方式电镀效果，其结果如下所示：
对比发现，0.04T 产品普通电镀参数与小电流长时间的差异不大，但对于0.06T 产品，使用大电流电镀时，φ60μm有V oid ，φ100μm有Dimple 。小电流长时间加工0.06T 产品时也可以满足品质要求。 3.3.3.2圆弧率测试
如右图所示，电镀圆弧率等于弧顶高度与基铜高度比值。
采用VOP 结构，使用普通电镀时圆弧率可控制在15%以内，优化电镀参数，使用小电流密度电镀可以较好的抑制圆弧率。 3.3.3.3小结
电镀参数对比测试结果表明，使用小电流长时间电镀对改善电镀品质，防止Void 和Dimple 有利，有效地避免了介质层厚度为0.04T 和0.06T ，孔径分别为φ60μm、φ80μm和φ100μm的VOP 产生V oid 和Dimple ，若使用大电流短时间参数电镀，虽然Dimple 大小可以控制在10μm以内，但不能有效避免V oid 的产生。
此外，使用小电流长时间参数电镀，对于圆弧率的改善也有明显的效果。 3.3.4 样品制作 3.3.4.1 样品基本信息
试制产品2V2BD065A0，电镀填孔工艺，产品信息如下所示：
3.3.4.2 盲孔品质检查
跟进盲孔检查机测试结果，结果合格，具体如下：
图3.3为群孔复检图，其中残胶、全黑、全白缺陷均为0；图3.4为实际效果图，可以看出基铜无烧伤痕迹，孔底无残胶，孔品质良好。
图3.3 群孔复检图 图3.4 孔径分布CPK
3.3.4.3 电镀品质确认
跟进填孔电镀后切片测试结果，电镀填孔测试结果合格，具体见下图切片。
镀填孔切片图
3.3.4.4 圆弧率测试
电镀后切片 蚀刻后切片
切片确认，线路无明显圆弧率，满足≤15%规格要求 3.3.4.5 植锡球测试
通过手动植球，切片观察焊盘表面的平整性及其与锡球的结合情况。结果如下所示：
锡球表面 切片观察
结果表明：焊盘表面完成平整，锡球与焊盘结合紧密。 3.3.4.6 可靠性测试
• •
分析项目：高低温冲击测试；
分析方法：-55℃~125℃，高温和低温各保持15min ，升降温时间为2min ，循环次数200；
• •
分析仪器：高温试验箱 型号：PHH201 等 测试结果：
（1）外观
样品测试完成后外观图及层间切片图如下所示，温度冲击实验结束后，样品外观检查，未见有分层爆板、阻焊剥离、白点和气泡等缺陷，切片检查未见有分层等缺陷
（2）过程电阻率变化
最终电阻数据和变化率如下表，电阻变化曲线如下图所示： 所有网络电阻变化率均小于±10%，合格。
电阻变化曲线图
•
结论：
经条件为-65（＋0/-10℃） ～ +150（＋15/-0℃），15min ，2min ，200cycle 的高低温冲击测试后，外观检查未见有分层爆板、阻焊剥离、白点和气泡等缺陷；SAT 及切片检查未见有分层等缺陷，电阻变化率小于10%，符合客户标准。 3.3.4.7 小结
跟进了2V2BD065A0小批量样品制作，并对产品品质，可靠性进行测试，结果表明： • • • •
Laser 加工品质良好，无残胶、底铜击穿等不良； 电镀品质良好，无Dimple 或V oid 等不良； 圆弧率和焊盘平整性满足要求； 可靠性测试合格，可满足客户要求。
3.3.5 小批量试产
实际跟进了3个型号，共计14个批次产品生产，其中CSP 、PCB 、SIP 产品各1款，均未发现因VOP 不良导致报废，品质稳定性良好。
V O P 产品订单清单
20140721_2I[1**********]829_4i006003V O P 产品批次记录20140324_2V2BD065
A2(C52 CCGEN-3 2A)_RA0(UO-130114A-A）_ReA3(457234UD)_Rev02.x
3.3.6 规范化及生产控制要点 （1）生产参数规范化
将VOP 产品加工参数更新至SOP 中，指导现场作业。
4 总结
4.1 创新性
该技术处于国内领先水平。目前该技术主要应用于封装基板领域，韩国、日本一线载板工厂已有少量应用，台湾ASE 等大型封装基板工厂也正在开发过程中，国内该技术未见报道。该技术已申请发明专利一项，针对更薄底铜（2um ）的VOP 技术开发也在进一步测试过程中。
同时，该技术为在原有VIP 技术的基础上不断改善的结果。该技术进一步提升了ICS 的产品能力，可应对客户Flip-chip 产品需求，为市场部和新产品部门开发客户提供了技术支持。 4.2 持续性
通过试验和小批量试产，目前按此流程制作的板已交货5个型号，共14个批次，共224块板，总生产面积44.8㎡，未发现因为通孔不良导致的报废，品质稳定性好，未接到客户相关投诉。 4.3 应用转化情况
相关制作方法、作业标准已更新到CP/SOP等文件中，相关文件已通过会审并下发到工序上，同时员工已熟练掌握VOP 的制作方法，目前已可以使用该方法加工相关产品。 4.4 目标总体达成情况 4.4.1 效益分析
外层VOP 结构为该技术特定产品，其效益分析如下：
从长远考虑，该技术每月可带来200万RMB 新订单收入（按照5000m2/月产能计算，VOP 产品占比5%，参考单价8000RMB/m2），拥有巨大的空间。
内层VOP 结构主要针对前期VIP 产品的品质改善，其效益如下：
4.4.2 项目目标达成
5 经验教训及后续改进计划
5.1 经验教训：
•
测量系统分析的重要性：测量系统如果选择不当，测试结果的准确性和精度不够，对实验结果产生决定性影响。可以通过G&R&R作为测量系统的评价标准，当G&R&R结果≥30%需要优化测量系统后再开展测试。 •
技术开发需全流程规划：VOP 结构最大的问题是底铜击穿问题，部分产品在镭射加工时未穿透，但是电镀后出现穿透。因此镭射参数优化时也需充分考虑后续的沉铜前微蚀，电镀前微蚀等对底铜的影响。
5.2 后续改进计划：
•
流程优化：系统的考虑各流程对VOP 品质的影响，充分利用基板上保护铜箔，开发出目前行业内顶尖的2um 底铜VOP 加工工艺。 •
效率提升和成本优化：应对薄铜VOP 产品，目前加工效率不高，需要进一步优化。此外，为进一步降低成本，韩国、日本等业界同行正在开发DLD-VOP 技术。我司下一阶段也有必要做进一步研究，以期尽快赶上国外同行的技术水平。
6 相关附件及证明材料。
附件1：专利《2014G010-AGP14112651GZ-高密度封装基孔上盘产品及其制备方法》 附件2 《激光钻机作业标准书》
三大奖项申报表
一. 基本信息：
二．指标达成情况：
备注：
1. 指标（提案价值点及实际成果）的填写可参考三大奖项评价标准，包含但不限于：价值增加额度、质量改进幅度、效率提升幅度、成本降低幅度，相关数据均需相关部门负责人签字确认。
2. 涉及“增加税前利润”的计算过程（计算数据须以财务部核准的数据为基本依据，并经财务经理确认）： （期间：6个月以上；计算公式=增量收入-相关的成本费用支出。）
三. 周边评价
备注：周边评价部门为该提案实施以及应用中相关关联部门。
四. 审核意见（详细内容请参阅总结报告）：
总结报告
1. 背景
为适应半导体芯片导体尺寸从0.1um 的准纳米级正式向0.02um 规格纳米级转变，封装基板的布线密度需要进一步增加。焊点可阵列分布的Flip-chip 结构因单位面积I/O数的大幅提升，近年来受到业界个广泛关注。关于Flip-chip 加工技术及应用的研究在近年都得到了迅速发展。
Wire-bonding 结构 Flip-chip 结构
与传统Wire-bonding 结构不同，Flip-chip 结构封装基板连接焊点由四周分布变为平面阵列分布，其与芯片连接方式也由传统的金线改为小尺寸锡球。这种阵列式分布的锡球直接与芯片连接的技术对封装基板的平整度要求非常高，目前的通孔或VIP 结构都因Dimple 问题难以满足要求。
VIP 结构填充后 Blind-via 填充后
弧率上升，这对于金手指区域有不利影响。
此外，VIP 结构需要使用特殊的填孔药水，填孔药水在提高通孔填充性能的同时，往往导致线路的圆
特殊填孔药水电镀后线路形貌 一般镀孔药水电镀后线路形貌
为满足Flip-chip 产品高平整性焊盘要求，同时克服填孔时对线路圆弧率的影响，有必要在我司现有VIP 技术的基础上，开发一种新型的双面板成孔技术。
VOP 结构示意图
同时，从技术发展角度来看，也需积极开发适合我司生产流程的激光VOP 技术，达到并赶超国际同行，以提升我司产品的技术含量，更好的应对来市场竞争的压力。
2. 目标
1) 激光加工参数评估， 完成60-100μm VOP 激光参数调整；
2) 薄铜VOP 加工参数优化，完成2/3um基铜，60-100μm激光VOP 参数调整； 3) 孔径尺寸精度优化，提升尺寸CPK 到1.67以上； 4) 电镀参数优化，实现60-100μm VOP 结构电镀填充； 5) 完成小批量样品制作，并完成其品质及可靠性分析。 6) 规范化作业流程和作业参数，实现VOP 产品量产导入。
3. 过程实施
3.1 测试流程
开料→减薄铜（12um 减薄到5um ）→机械钻定位孔→蚀刻开窗→激光钻孔→除胶→化学沉铜→电镀填孔→下工序。
3.2 测试方法
3.3 测试结果
3.3.1 激光加工参数评估
3.3.1.1 激光参数的影响分析
Mask 尺寸、能量、脉冲宽度、脉冲次数(包括清理树脂枪数）四个因素是Laser 加工参数四个决定性因素，其中： •
Mask 及能量的影响；
•
脉冲宽度和脉冲次数影响孔型和孔品质。
因此，有必要建立一个加工参数，首先需根据孔径大小来选择Mask 大小，然后根据不同的孔深来计算出所需要的总能量，最后通过调整脉宽和枪数得到良好孔型。 3.3.1.2 DOE 测试及加工参数的选定 （1） 优选Mask
光罩直径是激光孔径的决定因素，开口尺寸随Mask 尺寸变化呈近似线性关系，如图3.1所示。
D=100M-80
其中：
M 表示理论光罩直径, 单位mm ；
D 表示目标开口直径，或上孔径，单位μm。
图3.1 光罩直径与开口孔径关系图
由于使用开等窗工艺，考虑到板材涨缩及对位（20um 以内）的影响，Mask 尺寸选择原则为实际Mask 尺寸：
M 实际=M+0.4mm。
因而，适宜于60/80/100um孔径加工的Mask 尺寸分别为M1.8mm ，M2.0mm 和M2.2mm 。 （2） 优选能量
目前采用Conformal 加工方式，激光所包含的能量并不完全用于烧蚀孔，其中部分能量被铜面反射，且光斑尺寸不同，能量反射量不同，即实际用于加工孔的能量——有效能量与光斑大小密切相关。若在选定Mask 的基础上已经确定了有效能量，则需要考虑如何将此能量分配到若干个激光脉冲中，因不同的脉冲宽度与枪数不仅影响孔型质量还影响加工效率。 ① 光斑尺寸与Mask 关系
光斑尺寸大小取决于Mask 尺寸大小，使用不同尺寸Mask 在亚克力板上打孔，通孔测量该孔得到光斑尺寸与Mask 尺寸的关系如图3.2所示：
图3.2 光罩直径与光斑尺寸关系图
由图2可以看出光斑尺寸与Mask 尺寸基本呈线性关系，关系式为：
D B =0.0210+0.0593*M （1）
其中：
M 表示理论光罩直径, 单位mm ； D B 表示目标光斑尺寸，单位μm。
② 总能量与有效能量
总能量Es 即为激光发振器输出的基准能量，有效能量Ev 为总能量排除反射掉的能量剩余的能量：
Es=第一枪能量+第二枪能量+第三枪能量+……
Ev=B2/A2*Es
其中：
Ev 表示有效能量, 单位mj ； Es 表示总能量，单位mj ； A 表示光束尺寸；
B 表示开口尺寸，如图3所示：
③ 有效能量与孔径及介质层厚度的关系
通过预测试得出的试验数据，进行试验分析，可得出有效能量与孔径及介质层厚度的关系。 1） 预测试结果
2） 有效能量计算
3） 试验分析
以孔径和介质层厚度为因子，分别取两个水平，以有效能量为指标，设计两因子两水平全因子试验： a.
因子水平表：
b. L822:试验运行重复两次
c.
因子分析：
4） 回归方程：
有效能量 = 3.885 – 0.063*孔径 – 0.15525*介质层厚度 + 0.0028875*孔径*介质层厚度 （2） ④ 有效能量参考表
通过有效能量与孔径和介质层厚度的回归方程可得出以下参考表：
⑤ 总能量参考表
根据孔径与Mask 关系优选出Mask 后，再依照有效能量参考表，可得出不同孔径、不同介质层厚度钻孔所需的总能量，详见下表：
（3） 脉宽与枪数的选择
当总能量确定以后，就需要将总能量分配到若干激光脉冲中，脉冲的宽度与次数（一般称作枪数）的选择决定着孔型质量的好坏。
脉冲过长，将导致能量密度下降，此时玻纤突出严重；脉冲较短，将导致能量密度集中，此时对底铜的烧伤情况加剧，严重时将击穿底铜；脉冲若过短，此时能量虽集中，但脉冲持续过短，热效应不够显著，孔可能未钻透。考虑到以上情况，最佳脉冲宽度一般控制在5-14μs为宜(第一枪，不包括清树脂脉冲) 。
在考虑脉宽的同时，需考虑枪数（脉冲次数），适量的枪数，可有效避免击穿、残胶等孔缺陷，同时还可提高孔真圆度，若枪数过多，则又会降低加工效率，因此需综合考虑枪数的多少。VOP 加工时，根据介质层厚度及底铜厚度不同，枪数有所增减，一般介质层越厚，底铜越薄，枪数会有所增加。算上第
一枪，总枪数一般控制在2~8枪以内。 3.3.1.3 模型建立及应用
根据3.3.3.2 DOE测试结果及推导方程：
D B =0.0210+0.0593*M （1） 有效能量 = 3.885 – 0.063*孔径 – 0.15525*介质层厚度 + 0.0028875*孔径*介质层厚度 （2） 推断VOP 加工的Mask 、能量等加工参数，并以此参数加工测试，结果如下所示：
3.3.1.4 小结
• 分析了Mask 尺寸、能量、脉冲宽度、脉冲次数四个关键因素对VOP 加工的影响； • 通过DOE 测试，得到VOP 加工的参数范围，并建立了参数模型；
• 利用该模型推导参数加工0.04T 及0.06T 产品，切片分析可以满足规格要求。
• 问题点：镭射后微蚀过程对底铜影响较大，部分产品在沉铜后发现底铜击穿现象。
3.3.2 薄铜VOP 加工参数优化 3.3.2.1 加工参数优化
根据3.3.1测试结果，底铜越薄，VOP 产品越容易击穿。当基铜减薄到3μm时，激光加工过程中容易击穿基铜导致孔不良，影响后工序加工及孔的可靠性能。为克服底铜击穿问题，需进一步开发适用于2/3um底铜的加工参数。
根据前期测试结果，能量减小，枪数增加，使用小能量多次加工有利于保证底铜的完整性。3um 底铜0.04T/0.06T，孔径60/80/100um激光VOP 加工参数和实例如下所示:
薄铜VOP 加工参数与与普通VOP 加工参数差异（以0.06T 为例）如下所示：
3.3.2.2 孔径尺寸精度优化
根据3.3.1 DOE测试结果及3.3.2 参数调整结果，对比分析使用薄铜加工参数及普通参数时0.06T ，φ60/80/100um孔径CPK 编号情况，结果如下所示：
3.3.2.3 小结
综合3.3.1和3.3.2结果发现，在普通VOP 加工参数的基础上，适当减小首枪能量，增加后续清理树脂的枪数，不但能有效避免底铜击穿问题，也有利用提高底铜孔径尺寸的精度。实测结果表明，使用薄铜加工参数，底铜的尺寸精度CPK 均可达到2.0以上。
不足：目前流程加工2um 底铜VOP 时，即使使用薄铜参数，其底铜击穿也难以避免。
3.3.3 电镀参数评估 3.3.3.1 电镀参数优化
为保证良好填充效果，需要评估电镀参数的影响。电流密度和电镀时间是影响电镀品质的两个重要因素。一般认为小电流密度有利于减小V oid 和Dimple 发生概率。因而实验对比使用小电流长时间和大电流短时间两种方式电镀效果，其结果如下所示：
对比发现，0.04T 产品普通电镀参数与小电流长时间的差异不大，但对于0.06T 产品，使用大电流电镀时，φ60μm有V oid ，φ100μm有Dimple 。小电流长时间加工0.06T 产品时也可以满足品质要求。 3.3.3.2圆弧率测试
如右图所示，电镀圆弧率等于弧顶高度与基铜高度比值。
采用VOP 结构，使用普通电镀时圆弧率可控制在15%以内，优化电镀参数，使用小电流密度电镀可以较好的抑制圆弧率。 3.3.3.3小结
电镀参数对比测试结果表明，使用小电流长时间电镀对改善电镀品质，防止Void 和Dimple 有利，有效地避免了介质层厚度为0.04T 和0.06T ，孔径分别为φ60μm、φ80μm和φ100μm的VOP 产生V oid 和Dimple ，若使用大电流短时间参数电镀，虽然Dimple 大小可以控制在10μm以内，但不能有效避免V oid 的产生。
此外，使用小电流长时间参数电镀，对于圆弧率的改善也有明显的效果。 3.3.4 样品制作 3.3.4.1 样品基本信息
试制产品2V2BD065A0，电镀填孔工艺，产品信息如下所示：
3.3.4.2 盲孔品质检查
跟进盲孔检查机测试结果，结果合格，具体如下：
图3.3为群孔复检图，其中残胶、全黑、全白缺陷均为0；图3.4为实际效果图，可以看出基铜无烧伤痕迹，孔底无残胶，孔品质良好。
图3.3 群孔复检图 图3.4 孔径分布CPK
3.3.4.3 电镀品质确认
跟进填孔电镀后切片测试结果，电镀填孔测试结果合格，具体见下图切片。
镀填孔切片图
3.3.4.4 圆弧率测试
电镀后切片 蚀刻后切片
切片确认，线路无明显圆弧率，满足≤15%规格要求 3.3.4.5 植锡球测试
通过手动植球，切片观察焊盘表面的平整性及其与锡球的结合情况。结果如下所示：
锡球表面 切片观察
结果表明：焊盘表面完成平整，锡球与焊盘结合紧密。 3.3.4.6 可靠性测试
• •
分析项目：高低温冲击测试；
分析方法：-55℃~125℃，高温和低温各保持15min ，升降温时间为2min ，循环次数200；
• •
分析仪器：高温试验箱 型号：PHH201 等 测试结果：
（1）外观
样品测试完成后外观图及层间切片图如下所示，温度冲击实验结束后，样品外观检查，未见有分层爆板、阻焊剥离、白点和气泡等缺陷，切片检查未见有分层等缺陷
（2）过程电阻率变化
最终电阻数据和变化率如下表，电阻变化曲线如下图所示： 所有网络电阻变化率均小于±10%，合格。
电阻变化曲线图
•
结论：
经条件为-65（＋0/-10℃） ～ +150（＋15/-0℃），15min ，2min ，200cycle 的高低温冲击测试后，外观检查未见有分层爆板、阻焊剥离、白点和气泡等缺陷；SAT 及切片检查未见有分层等缺陷，电阻变化率小于10%，符合客户标准。 3.3.4.7 小结
跟进了2V2BD065A0小批量样品制作，并对产品品质，可靠性进行测试，结果表明： • • • •
Laser 加工品质良好，无残胶、底铜击穿等不良； 电镀品质良好，无Dimple 或V oid 等不良； 圆弧率和焊盘平整性满足要求； 可靠性测试合格，可满足客户要求。
3.3.5 小批量试产
实际跟进了3个型号，共计14个批次产品生产，其中CSP 、PCB 、SIP 产品各1款，均未发现因VOP 不良导致报废，品质稳定性良好。
V O P 产品订单清单
20140721_2I[1**********]829_4i006003V O P 产品批次记录20140324_2V2BD065
A2(C52 CCGEN-3 2A)_RA0(UO-130114A-A）_ReA3(457234UD)_Rev02.x
3.3.6 规范化及生产控制要点 （1）生产参数规范化
将VOP 产品加工参数更新至SOP 中，指导现场作业。
4 总结
4.1 创新性
该技术处于国内领先水平。目前该技术主要应用于封装基板领域，韩国、日本一线载板工厂已有少量应用，台湾ASE 等大型封装基板工厂也正在开发过程中，国内该技术未见报道。该技术已申请发明专利一项，针对更薄底铜（2um ）的VOP 技术开发也在进一步测试过程中。
同时，该技术为在原有VIP 技术的基础上不断改善的结果。该技术进一步提升了ICS 的产品能力，可应对客户Flip-chip 产品需求，为市场部和新产品部门开发客户提供了技术支持。 4.2 持续性
通过试验和小批量试产，目前按此流程制作的板已交货5个型号，共14个批次，共224块板，总生产面积44.8㎡，未发现因为通孔不良导致的报废，品质稳定性好，未接到客户相关投诉。 4.3 应用转化情况
相关制作方法、作业标准已更新到CP/SOP等文件中，相关文件已通过会审并下发到工序上，同时员工已熟练掌握VOP 的制作方法，目前已可以使用该方法加工相关产品。 4.4 目标总体达成情况 4.4.1 效益分析
外层VOP 结构为该技术特定产品，其效益分析如下：
从长远考虑，该技术每月可带来200万RMB 新订单收入（按照5000m2/月产能计算，VOP 产品占比5%，参考单价8000RMB/m2），拥有巨大的空间。
内层VOP 结构主要针对前期VIP 产品的品质改善，其效益如下：
4.4.2 项目目标达成
5 经验教训及后续改进计划
5.1 经验教训：
•
测量系统分析的重要性：测量系统如果选择不当，测试结果的准确性和精度不够，对实验结果产生决定性影响。可以通过G&R&R作为测量系统的评价标准，当G&R&R结果≥30%需要优化测量系统后再开展测试。 •
技术开发需全流程规划：VOP 结构最大的问题是底铜击穿问题，部分产品在镭射加工时未穿透，但是电镀后出现穿透。因此镭射参数优化时也需充分考虑后续的沉铜前微蚀，电镀前微蚀等对底铜的影响。
5.2 后续改进计划：
•
流程优化：系统的考虑各流程对VOP 品质的影响，充分利用基板上保护铜箔，开发出目前行业内顶尖的2um 底铜VOP 加工工艺。 •
效率提升和成本优化：应对薄铜VOP 产品，目前加工效率不高，需要进一步优化。此外，为进一步降低成本，韩国、日本等业界同行正在开发DLD-VOP 技术。我司下一阶段也有必要做进一步研究，以期尽快赶上国外同行的技术水平。
6 相关附件及证明材料。
附件1：专利《2014G010-AGP14112651GZ-高密度封装基孔上盘产品及其制备方法》 附件2 《激光钻机作业标准书》