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常见问题

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电路板中电镀空洞的出现原因以及如何防止
2022-01-11
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电镀通孔是带铜镀层的印刷电路板上的孔。 这些孔允许电路从电路板的一侧通过孔中的铜到电路板的另一侧。 对于两个或更多电路层的任何印刷电路板设计 ,电镀通孔形成不同层之间的电互连。为了在PCB制造过程中制造镀通孔,制造者在电路板层压板和任一侧存在的箔上钻孔。 孔的壁然后被电镀,以便它将信号从一层传导到另一层。为了准备用于电镀的电路板,PCB制造商必须通过化学键合的无电镀铜薄层使电路板从上到下导电,所述化学键合薄层粘附到孔的内部和电路板的边缘。 这一步被称为铜沉积。沉积之后,电路图像被施加和显影。 然后,存在电路的区域用较厚的铜层电镀,这会将孔和电路涂覆到最终所需厚度(通常约为.001in / .025mm)。 从这一点来看,电路板将继续制造过程直到完成。

一,沉积问题
沉积问题会影响孔壁内部的互连,并会导致PCB失效。 最常见的沉积缺陷是铜衬在孔壁中存在电镀空隙。如果孔的壁不平滑且完全涂覆,则电流不能通过。 上面的图像显示了通孔的横截面,其中壁上的铜太薄,很可能是由于沉积和电镀不良造成的。在沉积过程中,当铜没有被均匀地涂覆时,发生电镀通孔中的电镀空洞,从而阻碍了适当的电镀。 这可能是由于污染,孔侧面的气泡和/或粗钻。 所有这些都可能在通孔的壁上形成不平整的表面,这使得难以施加平滑连续的铜线。

二,PTH造成的孔壁镀层空洞主要是点状的或环状的空洞,具体产生的原因如下:

1.沉铜缸铜含量、氢氧化钠与甲醛的浓度
铜缸的溶液浓度是首先要考虑的。一般来说,铜含量、氢氧化钠与甲醛的浓度是成比例的,当其中的任何一种含量低于标准数值的10%时都会破坏化学反应的平衡,造成化学铜沉积不良,出现点状的空洞。所以优先考虑调整铜缸的各药水参数。

2.槽液的温度
槽液的温度对溶液的活性也存在着重要的影响。在各溶液中一般都会有温度的要求,其中有些是要严格控制的。所以对槽液的温度也要随时关注。

3.活化液的控制
二价锡离子偏低会造成胶体钯的分解,影响钯的吸附,但只要对活化液定时的进行添加补充,不会造成大的问题。活化液控制的重点是不能用空气搅拌,空气中的氧会氧化二价锡离子,同时也不能有水进入,会造成SnCl2的水解。

4.清洗的温度
清洗的温度常常被人忽视,清洗的最佳温度是在20℃以上,若低于15℃就会影响清洗的效果。在冬季的时候,水温会变的很低,尤其是在北方。由于水洗的温度低,板子在清洗后的温度也会变的很低,在进入铜缸后板子的温度不能立刻升上来,会因为错过了铜沉积的黄金时间而影响沉积的效果。所以在环境温度较低的地方,也要注意清洗水的温度。

5.整孔剂的使用温度、浓度与时间
药液的温度有着较严格的要求,过高的温度会造成整孔剂的分解,使整孔剂的浓度变低,影响整孔的效果,其明显的特征是在孔内的玻璃纤维布处出现点状空洞。只有药液的温度、浓度与时间妥善的配合,才能得到良好的整孔效果,同时又能节约成本。药液中不断累积的铜离子浓度,也必须严格控制。

6.还原剂的使用温度、浓度与时间
还原的作用是去除去钻污后残留的锰酸钾和高锰酸钾,药液相关参数的失控都会影响其作用,其明显的特征是在孔内的树脂处出现点状空洞。

7.震荡器和摇摆
震荡器和摇摆的失控会造成环状的空洞,这主要是由于孔内的气泡未能排除,以高厚径比的小孔板最为明显。其明显的特征是孔内的空洞对称,而孔内有铜的部分铜厚正常,图形电镀层(二次铜)包裹全板镀层(一次铜)。

三,图形转移造成的孔壁镀层空洞主要是孔口环状和孔中环状的空洞,具体产生的原因如下:

1.前处理刷板
刷板的压力过大,将全板铜和PTH孔口处的铜层被刷磨掉,使后面的图形电镀无法镀上铜,从而产生孔口环状空洞。其明显的特征是孔口的铜层渐渐变薄,图形电镀层包裹全板镀层。所以要通过做磨痕测试,控制刷板压力。

2.孔口残胶
在图形转移工序对工艺参数的控制非常重要,因为前处理烘干不良、贴膜的温度、压力的不当都会造成孔口的边缘部位出现残胶而导致孔口的环状空洞。其明显的特征是在孔内的铜层厚度正常,单面或双面孔口处呈现环状空洞,一直延伸到焊盘,断层边缘有明显被蚀刻的痕迹,图形电镀层没有包裹全板。

3.前处理微蚀
前处理的微蚀量要严格控制,尤其要控制干膜板的返工次数。主要是孔中部因电镀均匀性的问题镀层厚度偏薄,返工过多会造成全板孔内的铜层减薄,而最终产生孔内中部的环状无铜。其明显的特征是孔内全板镀层渐渐变薄,图形电镀层包裹全板镀层。

四,图形电镀造成的孔壁镀层空洞

1.图形电镀微蚀
图形电镀的微蚀量也要严格的控制,其产生的缺陷与干膜前处理微蚀基本相同。严重时孔壁会大面积无铜,板面上的全板层厚度明显偏薄。所以要定时测微蚀速率,最好通过进行DOE实验优化工艺参数。

2.镀锡(铅锡)分散性差
由于溶液性能差或摇摆不足等因素使镀锡的镀层厚度不足,在后面的去膜和碱性蚀刻时把孔中部的锡层和铜层蚀掉,产生环状空洞。其明显的特征是孔内的铜层厚度正常,断层边缘有明显被蚀刻的痕迹,图形电镀层没有包裹全板。针对这种情况,可以在镀锡前的浸酸内加一些镀锡光剂,能够增加板子的润湿性,同时加大摇摆的幅度。爱彼电路(iPcb®)是专业高精密PCB电路板研发生产厂家,可批量生产4-46层pcb板,电路板,线路板,高频板,高速板,HDI板,pcb线路板,高频高速板,双面,多层线路板,hdi电路板,混压电路板,高频电路板,软硬结合板等

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