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HDI板盲孔互联失效原因有那些?
2022-03-30
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盲孔(Blind via)是实现内层与外层之间连接的导通孔 。埋孔(Buried via)是实现内层与内层之间连接的导通盲孔。都是直径为0.05mm~0.15mm的小孔,埋盲孔成孔方式有激光成孔,等离子蚀孔和光致成孔,通常采用激光成孔,而激光成孔又分为CO2和YAG紫外激光机(UV)。传统的PCB板的钻孔由于受到钻刀影响,当钻孔孔径达到0.15mm时,成本已经非常高,且很难再次改进。而HDI板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔,而是利用激光钻孔技术。(所以有时又被称为镭射板)HDI板的钻孔孔径一般为3-5mil(0.076-0.127mm),线路宽度一般为3-4mil(0.076-0.10mm),焊盘的尺寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分布,高密度互连由此而来。那么HDI板盲孔互联失效原因都有那些呢?

材料涨缩差异过大
材料的匹配问题对盲孔的互连可靠性也有着重要影响。二次积层板件L1-L2使用的是RCC材料、L2-L3电镀填盲孔层则使用的是LDP材料。由于板件在无铅焊接高温高热的影响下,电镀填盲孔、LDP及RCC三种CTE差异较大的材料发生不同程度的涨缩,使得LDP层盲孔ICD发生的比例明显上升。因此在制作多次积层板件时应注意材料的选择及材料的匹配性问题。

无卤RCC会增加盲孔ICD发生的机率
无卤RCC材料是根据RoHS指令要求而开发的一种新型材料,它不含RoHS禁止的卤素而同样具有优良的耐燃性。其主要阻然机理是采用P、N来取代卤素,这降低了高分子链的极性同时也提高了树脂的分子量,同时由于填料的加入如三氧化二铝也增加了材料的极性,因而使无卤材料表现出一些与常规环氧树脂不同的特性。因此无卤材料在与原有电镀药水四配上会存在一定的问题,可能会出现薄镀的情况。

激光蚀孔时 能量过大
激光蚀孔法是目前制作盲孔的主要生产工艺,CO2激光虽然不能直接烧蚀铜层,但铜层如果经过特殊处理,使其表面具有强烈吸收红外线波长特性,就会使铜层在瞬间迅速提高到很高的温度。盲孔底部的内层铜一般都经过棕化处理,由于棕化后的铜表面对激光的反射较少,同时其粗糙的表面结构增加了光的漫反射作用,从而增大了对光波的吸收,且棕化铜箱表面为有机层结构,也可以促进光的吸收。因此激光打孔后如果激光能量过大,就有可能使盲孔底部的内层铜表层发生再结晶,造成内层铜组织发生变化。

除胶渣不净
去环氧钻污或除胶渣是盲孔电镀前一个极为重要的流程,它对孔壁铜与内层铜连接的可靠性起着至关重要的作用。因为一层薄薄的树脂层可能会使盲孔处于半导通状态。在E-TEST测试时由于测针压力作用可能会通过测试,而板件装配后就可能发生开路或接触失灵等问题。然而以手机板为例,每拼板上大约有7~10万个盲孔,除胶处理时难免偶有闪失。由于目前各厂家的凹蚀药水体系都已经很完善了,因此只有严密监视槽液,在其即将出问题之前,当机立断更换槽液才能保证应有的良率。

内层连接盘表面镀铜层质量异常
内层连接盘表面镀铜层质量异常也是导致盲孔互联失效产生的一一个原因,因为镀铜层的物理性质如延展性、抗张强度、内应力、致密性等对盲孔的可靠性起着重要作用,而镀铜层的物理性质取决于铜层的组织结构和化学成分。盲孔底部内层连接盘表面镀层粗糙所导致的互联失效,这样的内层铜表面,一是容易导致除胶不净,三是由于铜面本身的结晶就存在问题,盲孔电镀时容易出现化学沉铜与内层铜的结合力差等缺陷,因此一旦受到较大应力的拉扯就非常容易发互联失效。

手工焊接热量过大或返工次数过多
HDI板件在装配时有些位置还需要进行手工焊接,手工焊接的温度、焊接人员操作时的熟练程度以及返工次数都将对焊接质量造成很大的影响。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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