多层PCB金属化孔镀层缺陷成因分析及对策(五)

2.5产生孔金属化镀层缺陷的其它几种因素及相应对策

  2.5.1由气泡存在所造成的金属化孔镀层空洞。

  总的来说,孔中气泡的存在,可能阻碍镀液或活化液层积。最终造成金属化孔内镀层空洞。气泡的裹入,有外部引入和内在产生两种。

  2.5.1.1气泡引入途径:

  外来气泡的引入,有可能是在板子进入槽中时,或振动、摇摆时进入通孔中的。

  固有气泡的引入,是由化学沉铜液中,副反应产生氢气引起:

  2hcho十2cu2+十4oh?→cu十2hcoo?十2h2o十h2↑

  或由电镀液中,阴极产生氢气或阳极产生氧气所引起的:

  阴极副反应:2h++2e→h2

  阳极副反应:2h2o-4e→o2↑+4h+

  2.5.1.2气泡引起的金属化孔镀层空洞特征:

  气泡引起的金属化孔镀层空洞,常常位于孔的中央,通过金相切片可见其呈对称分布,即对面孔壁表面有同样宽度范围内无铜。

  2.5.1.3气泡空洞可能产生的工序:

  气泡空洞可能产生的工序主要有化学沉铜、全板电镀和图形电镀工序。

  2.5.1.4避免气泡进入孔中的方法:

  最有效的避免气泡进入孔中的方法为振动和碰撞。同时,增加板面间隔,增加阴极移动距离也十分重要。

  化学沉铜槽中空气搅拌和活化槽撞击或振动,对避免气泡进入孔中作用不大。此外,增加化学沉铜润湿性,前处理槽位避免气泡也十分重要。

  镀液的表面能量与氢气气泡在跑出孔中或破灭前的尺寸有关,显然希望气泡在变大前排除了孔外,以免阻碍溶液交换,造成孔中镀层缺陷。

  2.5.2由有机干膜所造成的金属化孔镀层空洞。

  2.5.2.1有机干膜所造成的金属化孔镀层空洞特征:

  有机干膜造成的金属化孔镀层空洞,往往位于孔口,即位于离板面较近的位置,大约50(70μm宽,离板面50(70μm。边缘空洞可能位于板一面或两面,可能造成完全或部分开路。

  2.5.2.2造成干膜抗蚀剂入孔的原因:

  对于被有机干膜覆盖的孔,孔中气压比大气压要低2o%,贴膜时,孔中空气热,当空气冷到室温时,气压降低。因而,压差导致抗蚀剂慢慢流入孔中,直至显影。

  主要有三种因素导致干膜抗蚀剂流动的速度和深度,即:贴膜前孔里有水或水气;高厚径比小孔;贴膜与显影时间太长。

  水气停在孔中是其中的主要原因,水分可以降低抗蚀剂粘度,使其较快流入孔中。高厚径比小孔较易发生空洞问题,这是由于这种孔较难干燥。小孔中的抗蚀剂也较难显影。显影前时间较长也使更多抗蚀剂流入孔中。

  2.5.2.3孔口空洞成因:

  由于抗蚀剂进入孔内,显影时未去掉,它阻碍铜、锡电镀。当抗蚀剂在去膜时去掉后,下部的铜层被裸露出来,因而,一经蚀刻,铜层被蚀刻掉,形成了镀层空洞。

  2.5.2.4避免孔口空洞产生的措施:

  避免孔口空洞产生的最佳及最简单的办法是,在表面处理后增加烘干程度。孔若干燥,不会发生孔口空洞。再长的放置时间和显影不佳,也不会造成孔口空洞。

  增加烘干后,尽可能使贴膜与显影间的放置时间短,但要考虑稳定问题,若发生以下情况,孔口空洞可能会发生(以前没有):

  1)新的表面处理设备及干燥设备安装后;

  2)表面处理设备干燥段功能失常;

  3)生产高厚径比小孔板;

  4)贴膜与显影时间长;

  5)抗蚀剂变化或换厚的干膜;

  6)真空贴膜机压差更大。

  2.5.3由其它因素所造成的金属化孔镀层空洞。

  固态物(尘、棉)或有机粘污的存在,同样会阻碍镀液或活化液层积,最终导致孔金属化镀层空洞。

  3结论

  多层印制板金属化孔镀层缺陷的成因,控制造工序,可追溯到钻孔工序,也可以在镀铅/锡时才发生。有时,一种镀层缺陷,常常是多种工艺条件相互影响而产生的,它们可能同时作用,也可能有先后顺序。因而,沿工艺流程仔细分析,有必要时,采用金相切片技术,有可能准确地找到根本原因。在此基础上,通过优化工艺参数,进行严格工艺及生产管理,才能达到提高金属化孔镀层质量的目的。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计