對于小孔加工來說,它是高密度HDI線路板制作的生命體。如果沒有好的小孔加工品質(zhì),就談不上高密度電路板。因此,要探討這樣的技術(shù),當然必須對小孔的加工品質(zhì)作一個概略性的探討。一般來說,孔成形工藝質(zhì)量的好壞有一些基本指標,如孔內(nèi)清潔、孔型順暢、無孔偏差、孔洞圓度、孔洞及內(nèi)層無損傷等。
對于孔內(nèi)的清潔部分,小孔可分為通孔和盲孔兩部分。通孔方面,當孔徑小于150um以下時如果采用的是機械鉆孔,很容易造成排屑不良塞孔的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可能會因為在去除膠渣的過程中藥液不能流通而導(dǎo)致孔內(nèi)的清潔度出現(xiàn)品質(zhì)問題。小孔導(dǎo)通不良或分離是這類現(xiàn)象的典型缺點。
盲孔部分就更麻煩了,由于孔接觸面積小,因此對于介面間的導(dǎo)通狀況更為敏感。一般來說,最有可能發(fā)生的情況是鐳射加工漏打,或是能量變異導(dǎo)致的底部面積不足或殘膠。當然,也有可能是由于除膠渣不良所造成的導(dǎo)通不良。孔型問題是另一個令人頭疼的問題。對于通孔來說,孔壁品質(zhì)的好壞直接影響到后續(xù)的電鍍工藝,尤其是孔壁的粗糙度和幾維突出的問題。
至于盲孔較擔心的是內(nèi)部的葫蘆孔產(chǎn)生,因為葫蘆孔代表激光加工能量配置不當,會造成后續(xù)電鍍不良的問題。一般來說,傳統(tǒng)的通孔都是變雙邊貫通的,而盲孔由于是單邊開口存在藥液置換困難的問題。通常,制造商會在過程中使用不同的工具進行質(zhì)量監(jiān)控,以保持應(yīng)用的孔質(zhì)量水準。
在一般的生產(chǎn)過程中,使用顯微設(shè)備來觀察和管控孔形的狀態(tài),同時對盲孔底部殘留樹脂的狀態(tài)進行監(jiān)控,以防止激光加工異常。另外,在整體盲孔形狀的控制上,則會使用所謂的輪廓儀對孔形狀進行非破壞性檢查。至于對電鍍的影響,我們將在電鍍部分詳細討論。由于孔型不良,金屬化工藝遇到困難,極易出現(xiàn)金屬加工不良或應(yīng)力集中引起的可靠性問題。
孔偏的部分在通孔中是屬于一般性的常識,不準備在這里討論。但是盲孔的部分則因為高密度的訴求,加上多次的加成制程都會使得盲孔容易發(fā)生孔偏,孔偏部分又分為底部加工孔偏差和頂部加工孔偏差兩種。基本上這與基板的尺寸脹縮以及對位所采用的基準系統(tǒng)有關(guān)。一般來說,通孔工藝是基于整個基板的各層對位的整體配合度為考量。但是盲孔的部分只要是相鄰的兩層線之間能夠進入對位的范圍,基本上就沒有問題了。
至于其他缺點,大多與激光加工能量和加工范圍有直接的關(guān)系。例如:加工的真圓度往往受加工掃描范圍大小的影響。單次加工的掃描范圍越大,邊緣處的孔形狀呈橢圓形越嚴重。雖然這部分不一定會造成孔內(nèi)的質(zhì)量問題,但對于高密度電路板(HDI
PCB)產(chǎn)品的對位度而言就是一個大問題。
孔內(nèi)未損壞的部分也是通孔的一般要求,但對于盲孔而言又會產(chǎn)生不一樣的意義。因為激光加工或感光成孔時,盲孔的底部會受到來自激光散溢出來的能量或反彈的能量所攻擊。或者因曝光顯影的程序而產(chǎn)生盲孔底部的品質(zhì)問題。
如果激光加工能量過高,使介質(zhì)材料產(chǎn)生側(cè)面剝離的現(xiàn)象,后續(xù)的濕法加工處理就會出現(xiàn)滲鍍問題,影響最終產(chǎn)品的可靠性。如果盲孔底部的銜接層用過高的能量加工,同樣也可能會因能量轉(zhuǎn)移而損壞底部基板,造成板內(nèi)空洞可靠性差的問題。這些都是加工過程中需要注意的。
孔的形成一直是高密度電路板的重要問題。無論制造技術(shù)如何變化,以微孔導(dǎo)通進行不同金屬層的導(dǎo)通將是一個持續(xù)討論的話題。即使對于未來的光波導(dǎo)技術(shù),微孔形成技術(shù)仍將是一項重要的指標技術(shù),必須予以重視。
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