電鍍通孔是帶銅鍍層的印刷電路板上的孔。 這些孔允許電路從電路板的一側通過孔中的銅到電路板的另一側。 對于兩個或更多電路層的任何印刷電路板設計 ,電鍍通孔形成不同層之間的電互連。為了在PCB制造過程中制造鍍通孔,制造者在電路板層壓板和任一側存在的箔上鉆孔。 孔的壁然后被電鍍,以便它將信號從一層傳導到另一層。為了準備用于電鍍的電路板,PCB制造商必須通過化學鍵合的無電鍍銅薄層使電路板從上到下導電,所述化學鍵合薄層粘附到孔的內部和電路板的邊緣。 這一步被稱為銅沉積。沉積之后,電路圖像被施加和顯影。 然后,存在電路的區域用較厚的銅層電鍍,這會將孔和電路涂覆到最終所需厚度(通常約為.001in / .025mm)。 從這一點來看,電路板將繼續制造過程直到完成。
一,沉積問題
沉積問題會影響孔壁內部的互連,并會導致PCB失效。 最常見的沉積缺陷是銅襯在孔壁中存在電鍍空隙。如果孔的壁不平滑且完全涂覆,則電流不能通過。 上面的圖像顯示了通孔的橫截面,其中壁上的銅太薄,很可能是由于沉積和電鍍不良造成的。在沉積過程中,當銅沒有被均勻地涂覆時,發生電鍍通孔中的電鍍空洞,從而阻礙了適當的電鍍。 這可能是由于污染,孔側面的氣泡和/或粗鉆。 所有這些都可能在通孔的壁上形成不平整的表面,這使得難以施加平滑連續的銅線。
二,PTH造成的孔壁鍍層空洞主要是點狀的或環狀的空洞,具體產生的原因如下:
1.沉銅缸銅含量、氫氧化鈉與甲醛的濃度
銅缸的溶液濃度是首先要考慮的。一般來說,銅含量、氫氧化鈉與甲醛的濃度是成比例的,當其中的任何一種含量低于標準數值的10%時都會破壞化學反應的平衡,造成化學銅沉積不良,出現點狀的空洞。所以優先考慮調整銅缸的各藥水參數。
2.槽液的溫度
槽液的溫度對溶液的活性也存在著重要的影響。在各溶液中一般都會有溫度的要求,其中有些是要嚴格控制的。所以對槽液的溫度也要隨時關注。
3.活化液的控制
二價錫離子偏低會造成膠體鈀的分解,影響鈀的吸附,但只要對活化液定時的進行添加補充,不會造成大的問題。活化液控制的重點是不能用空氣攪拌,空氣中的氧會氧化二價錫離子,同時也不能有水進入,會造成SnCl2的水解。
4.清洗的溫度
清洗的溫度常常被人忽視,清洗的最佳溫度是在20℃以上,若低于15℃就會影響清洗的效果。在冬季的時候,水溫會變的很低,尤其是在北方。由于水洗的溫度低,板子在清洗后的溫度也會變的很低,在進入銅缸后板子的溫度不能立刻升上來,會因為錯過了銅沉積的黃金時間而影響沉積的效果。所以在環境溫度較低的地方,也要注意清洗水的溫度。
5.整孔劑的使用溫度、濃度與時間
藥液的溫度有著較嚴格的要求,過高的溫度會造成整孔劑的分解,使整孔劑的濃度變低,影響整孔的效果,其明顯的特征是在孔內的玻璃纖維布處出現點狀空洞。只有藥液的溫度、濃度與時間妥善的配合,才能得到良好的整孔效果,同時又能節約成本。藥液中不斷累積的銅離子濃度,也必須嚴格控制。
6.還原劑的使用溫度、濃度與時間
還原的作用是去除去鉆污后殘留的錳酸鉀和高錳酸鉀,藥液相關參數的失控都會影響其作用,其明顯的特征是在孔內的樹脂處出現點狀空洞。
7.震蕩器和搖擺
震蕩器和搖擺的失控會造成環狀的空洞,這主要是由于孔內的氣泡未能排除,以高厚徑比的小孔板最為明顯。其明顯的特征是孔內的空洞對稱,而孔內有銅的部分銅厚正常,圖形電鍍層(二次銅)包裹全板鍍層(一次銅)。
三,圖形轉移造成的孔壁鍍層空洞主要是孔口環狀和孔中環狀的空洞,具體產生的原因如下:
1.前處理刷板
刷板的壓力過大,將全板銅和PTH孔口處的銅層被刷磨掉,使后面的圖形電鍍無法鍍上銅,從而產生孔口環狀空洞。其明顯的特征是孔口的銅層漸漸變薄,圖形電鍍層包裹全板鍍層。所以要通過做磨痕測試,控制刷板壓力。
2.孔口殘膠
在圖形轉移工序對工藝參數的控制非常重要,因為前處理烘干不良、貼膜的溫度、壓力的不當都會造成孔口的邊緣部位出現殘膠而導致孔口的環狀空洞。其明顯的特征是在孔內的銅層厚度正常,單面或雙面孔口處呈現環狀空洞,一直延伸到焊盤,斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡,圖形電鍍層沒有包裹全板。
3.前處理微蝕
前處理的微蝕量要嚴格控制,尤其要控制干膜板的返工次數。主要是孔中部因電鍍均勻性的問題鍍層厚度偏薄,返工過多會造成全板孔內的銅層減薄,而最終產生孔內中部的環狀無銅。其明顯的特征是孔內全板鍍層漸漸變薄,圖形電鍍層包裹全板鍍層。
四,圖形電鍍造成的孔壁鍍層空洞
1.圖形電鍍微蝕
圖形電鍍的微蝕量也要嚴格的控制,其產生的缺陷與干膜前處理微蝕基本相同。嚴重時孔壁會大面積無銅,板面上的全板層厚度明顯偏薄。所以要定時測微蝕速率,最好通過進行DOE實驗優化工藝參數。
2.鍍錫(鉛錫)分散性差
由于溶液性能差或搖擺不足等因素使鍍錫的鍍層厚度不足,在后面的去膜和堿性蝕刻時把孔中部的錫層和銅層蝕掉,產生環狀空洞。其明顯的特征是孔內的銅層厚度正常,斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡,圖形電鍍層沒有包裹全板。針對這種情況,可以在鍍錫前的浸酸內加一些鍍錫光劑,能夠增加板子的潤濕性,同時加大搖擺的幅度。愛彼電路(iPcb?)是專業高精密PCB電路板研發生產廠家,可批量生產4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結合板等