通孔中导电层空洞因不同原因引起,表现出不同特征,但有一点是共同,即孔中导电层金属覆盖不充分或没有金属覆盖。本文按照沿通孔金属化工艺步骤顺序研究在何处可能出现问题,并导致孔中空洞步骤来分析这些缺陷和原因。并借鉴经典问题分析解决有用因素,如识别空洞形状,位置等,并指出更正问题方法。
铜箔是否会从树脂上撕裂,不仅仅取决于钻孔质量,也取决于铜箔与树脂粘结强度。磨损钻头或其它不恰当钻孔参数都可能撕裂铜箔与介电层,形成裂缝。玻璃纤维也可能是被撕裂而非切断。在金相中,撕裂都发生在铜箔较为光滑一面,除非采用反转处理铜箔。氧化面与半固化片不牢固结合,还可能导致更糟“粉红圈”,即铜氧化层在酸中溶解。钻孔孔壁粗糙或孔壁粗糙且有粉红圈都会导致多层结合处空洞,称之为楔形空洞或吹气孔,"楔形空洞”最初处于结合交界面,它名称也暗示:形状如“楔”,回缩形成空洞,通常可以被电镀层覆盖。若铜层覆盖这些沟,铜层后面常常会有水分,在以后工序中,根据出现位置与形状,很容易确认并与其它类型空洞区分开。
内层铜上树脂腻污最初是由钻孔造成。凹蚀是去沾污进一步深化,即将去掉更多树脂,使铜从树脂中“突出”,与镀铜层形成“三点结合”或“三面结合”,提高互联可靠性。高锰酸盐用于氧化树脂,并“蚀刻”之。首先需要将树脂溶胀,以便于高锰酸盐处理,中和步骤可以去掉锰酸盐残渣,玻璃纤维蚀刻采用不同化学方法,通常是氢氟酸。若去沾污不当,可造成两种类型空洞:在孔壁粗糙树脂粘污可能藏有液体,可导致“吹气孔”。在内层铜上残留粘污会防碍铜/镀铜层良好结合,导致“孔壁拉脱”等,树脂分离可能导致孔壁拉脱和裂纹以及镀铜层上空洞。若在中和步骤中锰酸钾盐残渣未完全去掉,也可能导致空洞。
去沾污/凹蚀/化学沉铜之间不匹配和各独立步骤不够优化,也是值得考虑问题。传统沉铜前处理顺序为清洁,调整,活化,加速,并进入清洗,预浸,完全适于Murpiy原理。例如,调整剂,一种阳离子聚酯电解质用于中和玻璃纤维上负电荷,往往须正确应用才能得到所需正电荷:调整剂太少,活化层及附着不好;调整剂太多,会形成一层膜导致沉铜附着不好;以致孔壁拉脱。调整剂覆盖不充分,最容易在玻璃头上出现。在金相中,空洞开口表现在玻璃纤维处铜覆盖不好,或没有铜。其它引起在玻璃处出现空洞原因有:玻璃蚀刻不充分,树脂蚀刻过分,玻璃蚀刻过分,催化不充分,或沉铜槽活性不好。其他影响Pd活化层在孔壁上覆盖因素有:活化温度,活化时间,浓度等。
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