PCB線路板加工導(dǎo)致孔中空洞三大因素
印制電路板從單層發(fā)展到雙面板、多層板和撓性板,并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展。不斷縮小體積、減少成本、提高性能,使得印制電路板在未來電子產(chǎn)品的發(fā)展過程中,仍然保持強大的生命力。
未來印制電路板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢是在性能上向高密度、高精度、細(xì)孔徑、細(xì)導(dǎo)線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展。
PCB線路板金屬化以前步驟可能導(dǎo)致孔中空洞的因素: PCB線路板加工導(dǎo)致孔中空洞三大因素
第一因素:鉆孔
磨損的鉆頭或其它不恰當(dāng)鉆孔參數(shù)都可能撕裂銅箔與介電層,形成裂縫。玻璃纖維也可能是被撕裂而非切斷。銅箔是否會從樹脂上撕裂,不僅僅取決于鉆孔的質(zhì)量,也取決于銅箔與樹脂的粘結(jié)強度。典型的例子是:多層板中氧化層與半固化片的結(jié)合往往較介電基材與銅箔的結(jié)合力更弱,故多數(shù)撕裂都發(fā)生在多層板氧化層表面。在金板中,撕裂都發(fā)生在銅箔較為光滑的一面,除非采用”反轉(zhuǎn)處理的銅箔“(revers treated foil)。氧化面與半固化片不牢固結(jié)合,還可能導(dǎo)致更糟的“粉紅圈”,即銅的氧化層在酸中溶解。鉆孔孔壁粗糙或孔壁粗糙且有粉紅圈都會導(dǎo)致多層結(jié)合處的空洞,稱之為楔形空洞或吹氣孔,"楔形空洞”最初處于結(jié)合交界面,它的名稱也暗示:形狀如“楔”,回縮形成空洞,通??梢员浑婂儗痈采w。若銅層覆蓋這些溝,銅層后面常常會有水分,在以后的PCB加工工序中,如熱風(fēng)整平等高溫處理,水分(濕氣)蒸發(fā)和楔形空洞通常一起出現(xiàn)。根據(jù)出現(xiàn)的位置與形狀,很容易確認(rèn)并與其它類型的空洞區(qū)分開。
第二因素:去沾污/凹蝕
去沾污步驟是用化學(xué)方法去掉內(nèi)層銅上的樹脂膩污。這種膩污最初是由鉆孔造成的。凹蝕是去沾污的進(jìn)一步深化,即將去掉更多的樹脂,使銅從樹脂中“突出”,與鍍銅層形成“三點結(jié)合”或“三面結(jié)合”,提高互聯(lián)可靠性。高錳酸鹽用于氧化樹脂,并“蝕刻”之。首先需要將樹脂溶脹,以便于高錳酸鹽處理,中和步驟可以去掉錳酸鹽殘渣,玻璃纖維蝕刻采用不同的化學(xué)方法,通常是氫氟酸。若去沾污不當(dāng),可造成兩種類型的空洞:在孔壁粗糙的樹脂粘污可能藏有液體,可導(dǎo)致“吹氣孔”。在內(nèi)層銅上殘留的粘污會防礙銅/鍍銅層的良好結(jié)合,導(dǎo)致“孔壁拉脫”(hole wall pullaway)等,如在高溫處理中,或相關(guān)的測試中,鍍銅層與孔壁分離。樹脂分離可能導(dǎo)致孔壁拉脫和裂紋以及鍍銅層上的空洞。若在中和步驟中(準(zhǔn)確講5,當(dāng)是還原反應(yīng)中)錳酸鉀鹽殘渣未完全去掉,也可能導(dǎo)致空洞,還原反應(yīng)常常用到還原劑,如肼或羥胺等。
第三因素:化學(xué)沉銅前的催化步驟
去沾污/凹蝕/化學(xué)沉銅之間的不匹配和各獨立步驟不夠優(yōu)化,也是值得考慮的問題。那些研究過孔中空洞的人員都極力贊同化學(xué)處理的統(tǒng)一的整體性。傳統(tǒng)的沉銅前處理順序為清潔,調(diào)整,活化(催化〕,加速(后活化〕,并進(jìn)入清(淋)洗,預(yù)浸,完全適于Murpiy原理。例如,調(diào)整劑,一種陽離子聚酯電解質(zhì)用于中和玻璃纖維上的負(fù)電荷,往往須正確應(yīng)用才能得到所需的正電荷:調(diào)整劑太少,活化層及附著不好;調(diào)整劑太多,會形成一層膜導(dǎo)致沉銅附著不好;以致孔壁拉脫。調(diào)整劑覆蓋不充分,最容易在玻璃頭上出現(xiàn)。在金相中,空洞開口表現(xiàn)在玻璃纖維處銅覆蓋不好,或沒有銅。其它引起在玻璃處出現(xiàn)空洞的原因有:玻璃蝕刻不充分,樹脂蝕刻過分,玻璃蝕刻過分,催化不充分,或沉銅槽活性不好。其他影響Pd活化層在孔壁上覆蓋的因素有:活化溫度,活化時間,濃度等。若空洞在樹脂上,可能有以下原因:去沾污步驟的錳酸鹽殘渣,等離子體殘留物,調(diào)整或活化不充分,沉銅槽活性不高。