PCB 기술 - 높은 종횡비 및 소공경 전도성을 보장하는 방법

구멍의 지름이 작아지고 두께 지름이 점점 높아지면 구멍의 양호한 금속 덮개를 확보하는 것이 더욱 어려워진다.구멍에 있는 금속의 균일성을 확보하고 구멍에 있는 금속이 도금과 그 후의 마스크와 식각 과정에서 식각되지 않도록 보호하는 것도 매우 도전적이다.본고는 통공 동층이 빈 여러 가지 원인을 열거하고 잠재적인 문제를 어떻게 식별하는지를 토론하며 생산 과정에 대해 이러한 문제를 피하는 건의를 제기했다.

통공 중의 전도층의 구멍은 서로 다른 원인으로 인해 발생하여 서로 다른 특성을 나타내지만 한 가지는 공통적이다. 즉, 구멍 중의 전도층의 금속 커버가 부족하거나 금속 커버가 없다.이론적으로이 문제는 퇴적 된 금속이 부족하거나 충분한 양의 금속이 퇴적 된 후 어떤 이유로 일부 금속이 손실되는 두 가지 상황에 의해 발생합니다.금속 퇴적 부족은 도금 화학 성분, 음극 이동, 전류, 전류 밀도 분포 또는 도금 시간 등 부적절한 도금 매개변수 때문일 수 있다. 기포, 먼지, 면섬유 또는 유기막, 때 등 구멍 표면에 금속 퇴적을 방해하는 이물질 때문일 수도 있다.만약 구멍벽의 표면을 잘못 처리하면 도금액의 퇴적에 불리하며 드릴구멍이 거칠고 균열이 형성되였거나"분홍권"과 같은 금속퇴적이 불량할수도 있다.구리가 통구멍에서"먹는"것은 식각이나 메커니즘, 예를 들어 드라이홀, 균열 또는 퇴적층의 벗겨짐과 같은 화학적 요인 때문일 수 있다.

본고는 결함과 원인을 통공 금속화 공정의 공정 순서에 따라 분석하여 문제가 발생할 수 있는 곳과 구멍에 구멍이 생기는 절차를 연구하고자 한다.또한 강체의 형상과 위치를 식별하고 문제를 바로잡는 방법과 같은 고전적인 문제 분석과 해답의 유용한 요소를 참고한다.

1. 앞의 금속화 단계에서 구멍에 빈틈이 생길 수 있는 요소:

A. 시추

마모된 드릴이나 기타 부적절한 드릴 매개변수는 동박과 개전층을 찢어 균열을 형성할 수 있습니다.유리 섬유도 절단이 아니라 찢어질 수 있다.동박이 수지에서 찢어질지는 드릴의 질량뿐만 아니라 동박과 수지의 결합 강도에 달려 있다.전형적인 예는 다층판 중산화층과 예침재 사이의 결합은 일반적으로 개전기판과 동박 사이의 결합보다 약하기 때문에 대부분의 파열은 다층판 상산화층의 표면에서 발생한다.금판에서 파열은 동박 역처리 (역처리 포일) 를 사용하지 않는 한 동박의 비교적 매끄러운 면에서 발생한다.산화 표면과 예비 침출재가 견고하게 결합되지 않으면 산화 구리층이 산에 용해되는 더 나쁜"분홍 링"을 초래할 수도 있다.조잡한 구멍 벽 또는 분홍색 원이 있는 조잡한 구멍 벽은 쐐기 구멍 또는 공기 구멍이라고 하는 여러 겹의 이음매에 빈 공간을 발생시킵니다.쐐기 구멍은 원래 관절 인터페이스에 있습니다.이 이름은 또한 모양을"쐐기형"과 같이 축소하여 하나의 강체를 형성하며 일반적으로 전기도금층에 의해 덮여질수 있다는것을 의미한다.구리 레이어가 이러한 노치를 덮으면 일반적으로 구리 레이어 뒤에 수분이 있습니다.후속 공정에서 뜨거운 공기가 평평하고 고온 처리되면 수분 증발 (습기) 과 쐐기 모양의 틈이 일반적으로 동시에 나타납니다.위치와 형태에 따라 다른 유형의 빈 캐비티를 쉽게 식별하고 구분할 수 있습니다.

B. 오염제거/식각

오염 제거 절차는 내동층의 수지 기름때를 화학적으로 제거하는 것이다.이런 느끼함은 처음에 시추로 인한 것이다.식각은 오염을 제거하는 진일보한 심화로, 곧 더 많은 수지를 제거하여 구리를 수지에서"돌출"하게 하고, 구리 도금층과"3점 결합"또는"3면 결합"을 형성하여 상호 연결의 신뢰성을 높인다.과망간산염은 수지를 산화시켜'식각'하는 데 쓰인다. 우선 수지는 과망간산염 처리를 촉진하기 위해 팽창해야 한다.중화 단계는 망간산염 잔류물을 제거할 수 있다.유리 섬유의 식각은 서로 다른 화학 방법을 사용하는데, 보통 불소산이다.부적절한 오염 제거는 두 가지 유형의 빈 챔버를 유발할 수 있습니다. 구멍 벽에 붙은 거친 수지는 액체를 함유 할 수 있으며 이로 인해"드라이홀"을 유발할 수 있습니다.구리 내부에 남아 있는 때는 구리/구리 도금층의 좋은 결합을 방해하여 고온 가공 또는 관련 테스트에서 구리 도금층과 구멍 벽이 분리되는 경우와 같이"공벽 탈락"(공벽 탈락) 등을 초래할 수 있습니다.수지 분리는 구멍 벽이 탈락하고 구리 도금층에 균열과 빈틈이 생길 수 있다.만약 망간산칼륨염의 잔류물이 중화단계에서 완전히 제거되지 않았다면 (정확히 말하면 환원반응에 있을 때 5), 그것은 빈틈을 초래할수도 있다.환원 반응은 일반적으로 히드라진이나 하이드록시아민과 같은 환원제를 사용합니다.

C. 화학 구리 도금 전 촉매 절차

오염 제거/식각/화학 구리 도금 간의 불일치 및 각 단계의 최적화 부족도 고려할 만한 문제입니다.구멍의 빈틈을 연구한 사람들은 화학 처리의 균일한 완전성에 강력히 동의했다.침동의 전통적인 예처리 순서는 세척, 조정, 활성화 (촉매), 가속 (활성화 후) 한 다음 세척 (침출) 에 들어가 세척, 예침하는 것인데, 이는 Murpiy 원리에 완전히 부합한다.예를 들어, 조리제, 양이온 폴리에스테르 전해질은 유리섬유의 음전하를 중화하는 데 사용되며, 반드시 정확하게 사용해야 필요한 양전하를 얻을 수 있다: 변성제가 너무 적고, 활화층과 부착력이 좋지 않다;너무 많은 변성제는 박막을 형성하여 구리의 퇴적이 불량하게 된다.따라서 구멍 벽은 당겨진다. 조절제가 충분히 덮이지 않아 유리 머리에 나타날 가능성이 가장 높다.금상학에서 틈새 개구는 유리섬유의 구리 피복률이 낮거나 구리가 없는 것으로 나타난다.기타 원인으로 유리에 빈틈이 생기게 된다. 원인은 유리식각 부족, 수지식각 과도, 유리식각 과도, 촉매 부족 또는 구리홈의 활성이 떨어지기 때문이다.구멍 벽의 Pd 활성층 피복률에 영향을 주는 다른 요소는 활성화 온도, 활성화 시간, 농도 등이다.만약 공강이 수지에 있다면 다음과 같은 원인이 있을수 있다. 정화절차중의 망간산염잔류, 플라즈마잔류, 조절 또는 활성화 부족 및 동홈의 활성이 낮다.

2. 화학 구리 도금과 관련된 빈 구멍

구멍의 구멍을 볼 때 반드시 화학도금액에 문제가 없는지 검사해야 하며 화학도금의 예처리홈도 살펴야 하며 화학도금, 전기도금과 납/주석도금액의 흔히 볼수 있는 문제도 포함해야 한다.일반적으로 우리는 기포, 고체물질 (먼지, 면화) 또는 유기물의 점성, 건막이 도금액 또는 활화액의 퇴적을 저애할수 있다는것을 리해할수 있다.거품은 외부와 내부에서 발생하는 거품이 있는 인기이다.때때로 회로 기판이 진동할 때 외부 기포가 슬롯이나 구멍으로 들어갈 수 있습니다.고유 기포는 화학 구리 침전 용액 중의 반응으로 발생하는 수소, 또는 도금 용액 중의 음극에서 발생하는 수소 또는 양극에서 발생하는 산소로 인해 발생한다.기포가 생기는 구멍은 그 자체의 특징이 있다. 그들은 보통 구멍의 중심에 위치하고 김상학에서 대칭적으로 분포한다. 즉 같은 너비의 면벽 안에 구리가 없다.구멍 벽 표면에 기포가 있으면 작은 구멍이 생기고 주위의 구멍은 뾰족한 가시 모양이 된다.먼지, 면화 또는 유막으로 인한 공강의 형태는 매우 불규칙하다.전기 도금이나 활성화 퇴적을 막는 일부 입자도 금속 도금으로 싸인다.비유기입자는 EDX로, 유기물질은 FTIR로 검사할 수 있다.

기포의 체류를 피하는 것에 관한 연구는 이미 상당히 깊이 있다.기포가 구멍으로 들어가는 데 영향을 주는 요소는 음극 운동의 진동 폭, 극판 사이의 간격, 진동 진동 등이 많다. 기포가 구멍 안으로 들어가는 것을 막는 가장 효과적인 방법은 진동과 충돌이다.극판 사이의 간격과 음극의 이동 거리를 늘리는 것도 중요하다.화학 구리 도금 침전조의 공기 교반과 활성조의 충격이나 진동은 거의 무용지물이다.이밖에 화학도금의 윤습성을 높이고 예처리과정에서 기포가 생기지 않도록 하는것도 중요하다.도금액의 표면은 수소 기포가 탈출하거나 파열되기 전의 크기와 관련이 있다.분명히 기포가 커지기 전에 용액 교환을 방해하지 않도록 구멍에서 제외되기를 바란다.

3. 건막과 관련된 빈 구멍

A. 특성 설명

가장자리 빈틈 (가장자리 빈틈), 즉 빈틈은 판 표면에 더 가까운 위치에 있습니다.일반적으로 구멍의 저항으로 인해 발생합니다.너비는 약 50-70㎛이며 보드 표면에서 50-70mm 떨어져 있으며 가장자리에 틈이 있습니다. 보드의 한쪽 또는 양쪽에 위치할 수 있으며 이로 인해 전체 또는 부분적으로 회로가 끊어질 수 있습니다.화학동, 전기도금동과 납/주석 도금층으로 인한 빈틈은 구멍의 중심에 많이 있다.통형 균열로 인한 틈은 물리적 특성에서도 건막으로 인한 틈과 다르다.

B. 결함 메커니즘

구멍이나 구멍 가장자리 빈틈은 부식 방지제가 구멍에 들어가 현상 과정에서 제거되지 않았기 때문이다.그것은 구리, 주석, 용접재 도금층을 방해할 것이다.박막을 제거할 때, 부식 방지제는 제거되고, 화학 구리는 부식된다.일반적으로 현상 후 구멍에서 부식 방지제를 찾기는 매우 어렵다.구멍의 위치와 결함의 폭은 구멍과 가장자리 구멍을 판단하는 주요 근거이다.왜 저항이 구멍으로 유입됩니까?부식 방지제로 덮인 구멍의 기압은 대기압보다 20% 낮다.박막을 가할 때 구멍의 공기는 뜨겁고 공기가 실온으로 냉각될 때 기압이 낮아진다.기압은 부식 방지제를 구멍으로 천천히 유입시켜 그것이 형성될 때까지 한다.

저항 유속의 깊이를 유발하는 세 가지 주요 요인, 즉

(1) 박막의 앞구멍에 물이나 증기가 있다.

(2) 가로세로 비율이 높은 작은 구멍, 0.5mm 구멍의 경우.

(3) 촬영과 개발 시간이 너무 길다.

수증기가 구멍에 남아 있는 주요 원인은 물이 부식 방지제의 점도를 낮춰 구멍으로 더 빨리 유입되기 때문이다.두께가 높은 지름비를 가진 작은 구멍은 건조하기 어렵기 때문에 빈틈 문제가 발생하기 쉽다.바늘구멍의 부식 방지제도 형성하기 더 어렵다.현상 전의 시간이 길수록 더 많은 부식 방지제가 구멍으로 유입될 수 있다.표면처리와 자동막 연결에 문제가 생기기 쉽다.

C. 구멍이나 구멍 주위의 구멍을 피한다

구멍이나 구멍 주위의 구멍을 피하는 가장 간단한 방법은 표면 처리 후 건조도를 높이는 것이다.구멍이 건조한 경우 구멍 주위에 구멍이나 빈 캐비티가 나타나지 않습니다.보관 시간이 아무리 길어도 현상 불량으로 모서리 구멍이나 구멍이 생기지 않습니다.건조를 첨가한 후에는 가능한 한 얇은 막과 현상제 사이의 시간을 짧게 유지하되 안정성을 고려해야 한다.다음과 같은 경우 구멍 또는 구멍 모서리가 비어 있습니다.

구멍 (이전에는 없음) 이 나타날 수 있습니다.

(1) 새로운 표면처리 설비와 건조 설비를 설치한 후.

(2) 표면처리 설비와 건조 부분에 고장이 났다.

(3) 두께가 높은 지름비를 가진 작은 구멍을 생산한다.

(4) 부식 방지제를 교체하거나 두꺼운 건막으로 교체한다.

(5) 진공 패치기의 사용.

가장 나쁜 경우와 가장 드문 경우는 부식 방지제가 구멍에 마스크 레이어를 형성하는 것입니다.마스크 레이어가 50-70 마이크로미터 깊이의 구멍으로 밀어 넣은 것처럼 보입니다.마스크는 용액이 들어오는 것을 방지하기 때문에 구멍의 한쪽 끝에서 일반 가장자리 캐비티로 표시되며 구멍의 반대쪽 끝에서 시작하여 대부분의 구멍으로 확장됩니다.도금 레이어의 두께는 구멍의 중심에 가까울수록 얇아집니다.

많은 인쇄회로기판 공장은 이미 직접 도금 공정으로 전환되어 때로는 접착기와 연결되기도 한다.후속 건조가 충분하지 않으면 가장자리에 구멍이 날 수 있습니다.작은 구멍을 완전히 건조시키기 위해서는 건조 부분이 충분해야 한다.

4. 마스킹과 관련된 구멍

마스크 과정에서 마스크가 좋지 않으면 식각제가 구멍에 들어가 퇴적된 구리를 식각한다.마스크의 기계적 손상은 동적으로 발생하며 위쪽 마스크와 아래쪽 마스크가 함께 있는 구멍이 적습니다.마찬가지로 마스크가 매우 약하여 구멍에 음압이 발생하여 결국 마스크에 결함이 발생하게 된다.이 마스크는 음압을 낮출 수 있고, 반대로 마스크는 생존하기 쉽다.한쪽의 마스크가 파열되고 식각제가 구멍에 들어가면 먼저 파열된 마스크의 한쪽의 구리를 식각한다.다른 한편으로 마스크는 식각제의 수출을 막았고 식각제의 교환이 너무 적었기에 강체도안도 더욱 대칭되여 한끝은 구리가 두껍고 다른 한끝은 얇음을 표명했다.마스크가 얼마나 파손됐는지에 따라 상황이 달라질 수 있다.극단적인 상황에서는 모든 통공 구리가 식각될 것이다.

5. 직접 도금

직접 전기 도금은 전통적인 화학 구리 도금을 피하지만 세 가지 사전 처리 공정 절차가 있습니다.예를 들어 팔라듐기 공예, 탄소막 공예, 유기전도막 공예.촉매의 퇴적에 영향을 줄 수 있는 모든 경우나 폴리머 전도막이 퇴적될 때 단일 퇴적과 폴리머 조성물 퇴적은 빈틈을 형성한다.대부분의 탄소막, 흑연, 팔라듐막 공정은 적절한 공벽 조절에 의존하며, 폴리머 전해질 양이온과 상반된 전하를 함유한 유기 촉매층을 사용한다.더 나은 촉매 흡착을 위해물론 화학구리침적은 실천에서 이미 아주 좋은 공예절차로 증명되였다. 례를 들면 공벽청결, 조정, 촉매침적 등은 직접전기도금공예에서 적당히 응용되였다.물론 여기에는 수소가 산생되는것과 같은 화학도금욕중의 특수한 문제가 나타나지 않는다.

직접 도금 공정을 사용할 때 약물 공급업체가 추천하는 조건에 따라 진행하지 않으면 종종 특수한 문제가 발생한다.예를 들어, 탄소막 공정에서는 솔이 구멍 가장자리의 탄소막 입자를 제거하기 때문에 일반적으로 탄소막이 퇴적된 후 판 표면을 닦는 것이 권장되지 않습니다.이런 상황에서 도금과정은 제때에 구리표면에서 구멍의 중심으로 진입하기 어려우며 심지어 전혀 진입할수 없다.판 한쪽의 구멍 탄소막이 닦이면 다른 쪽에서 도금할 수도 있다.그러나 도금의 효과는 점차 약해져 도금된 구리가 다른 쪽의 구리 표면과 연결되지 않을 수도 있다.결과는 마스크 프로세스의 마스크 갈라짐과 비슷합니다.탄소막이나 흑연 공정에서 부석가루가 촉매 퇴적 후 도포되면 틈이 생기기도 한다.분사된 부석 분말 입자는 구멍으로 고속으로 들어가 촉매층 입자를 떠내려갈 수 있다.다른 한편으로 흑연공예는 부석회니처리를 감당할수 있을것 같다.

6. 구리 도금과 납 도금(순수한 주석까지)과 관련된 구멍

A. 기포의 내적 원인

다행히도 산성 구리 도금 목욕기구는 매우 높은 배터리 효율을 가지고 있기 때문에 더 좋은 도금액에서 수소가 발생하는 것은 작은 문제이다.높은 전류 밀도와 정류기 파동으로 단기적인 큰 전류 밀도가 표류하는 등 수소 발생을 초래할 수 있는 조건을 피해야 한다.일부 석/연욕이나 석욕의 효율은 동욕보다 못하다.수소의 생성은 중요한 문제가 되었다.수소의 분류를 피하는 흥미로운 발전 중 하나는"침전 방지 첨가제"를 첨가하는 것입니다.이런 유기화합물, 례를 들면 헥사메틸아미드파생물은 산화환원반응에 참여하여 수소분자를 형성하기전에 원자를 가져갈수 있다.수소의 상태는 기포의 발생을 방지할 수 있다.복원된"움푹 패임 방지 첨가제"는 양극에서 다시 산화되어 음극으로 옮겨져 다시 순환을 시작합니다.

B. 기포의 외부 원인

기포의 가장 뚜렷한 외부 원인은 판을 용액에 담그기 전에 기포가 구멍에 채워져 있기 때문이다.회로 기판을 도금액에 담그기 전에 구멍의 공기를 배출하기 위해 일부 전기 도금 클램프 설계자들은 회로 기판과 클램프 사이에 일정한 각도를 형성하려고 시도했다.프로펠러식 교반은 충분한 압차를 발생시켜 기포를 구멍에서 몰아낼 수 있다.분무기를 통해 압축공기를 사용하여 액체를 교반(공기 분사)하여 판 표면을 통과하는 것도 기포를 제거하는 데 도움이 된다.물론 스프레이 믹서 자체도 일종의 기체로서 탱크에 섞이면 공기가 순환려과펌프에 들어가 과포화액체류가 산생되며 집결위치에서 기포가 형성되고 공벽의 결함에서도 기포가 형성된다.일부 제조업체들은 이 문제에 시달리다가 무기 교반 (용액 스프레이) 을 채택했다.

도금을 방해하는 잔류물과 기포에 저항하는 것 외에 도금 빈틈을 초래하는 다른 뚜렷한 문제는 침투성이 떨어지고 이물질이 막히는 것이다.도금액의 삼투성이 떨어지면 중간에 구리가 없을 수 있지만 이것은 매우 극단적인 상황이다.일반적으로 구멍 중심의 구리 두께는 검수 기준을 충족하지 못합니다.산성 구리 도금욕에서 삼투성이 떨어지는 것은 다음과 같은 원인으로 인해 발생한다: 구리/산비 부당, 도금액 오염, 유기첨가제 낮거나 부족, 전류 분포 차, 막힘 효과 또는 교반 등.만약 과립오염이 발견되면 주로 순환이나 려과펌프의 고장, 탱크의 반전주파수가 너무 낮고 양극주머니가 파손되거나 음극막에 결함이 있어 초래된다.

7.구리가 식각되어 생긴 틈

전기 도금 금속 부식 방지제에 문제가 있으면 통공 속의 구리가 부식제에 노출되어 빈틈이 생긴다.이런 상황에서 빈틈은 구리가 부식되지 않은 구리가 아니라 부식되어 생긴 것이다.이것은 우선순위에 약간 위배된다.여기서 여전히 강조해야 할 것은 구리가 식각되어 빈틈을 초래할 수 있다는 것이다.

구리 손실을 초래할 수 있는 첫 번째 가능성은 화학적으로 구리를 도금하는 과정에서 구멍에 남아 있는 수분이 있거나 다음 작업 전에 너무 오래 방치되어 있거나 부식성 분위기에서 구리가 산화될 수 있다는 것이다.구리는 예침재 단계에서 용해된다.다른 하나는 도금 전에 과도한 미식각일 수 있다.둘째, 화학적으로 구리를 도금한 구리가 떨어질 수 있다. 화학적으로 구리를 도금한 후 직접 금상인지 열충격인지 알 수 있다.이런 틈이 생기는 원인은 화학도금욕의 성분이 부당하고 처리용액의 클램프, 오염제거, 촉매 또는 가속제의 조절이 부당하여 초래된 화학도금부착력차이다.

피크 용접, 열풍 플랫 또는 기타 고온 환류 용접 단계 또는 아날로그 열 응력 테스트를 수행하면 구멍 벽에 구리 결함 (균열, 벗겨짐) 이 나타납니다.이러한 문제의 근원은 종종 구멍 벽의 사전 처리 및 구멍의 초기 금속화 단계로 거슬러 올라가야 합니다.구멍 벽에는 여러 가지 이유가 있을 수 있습니다.제조 프로세스에 따라 드릴링과 같은 이전 단계로 거슬러 올라가거나 납/주석 도금 과정에서만 발생할 수 있습니다.그러나 빈 챔버의 모양과 위치는 종종 문제의 근원을 탐구하기 위해 우리에게 몇 가지 단서를 제공 할 수 있습니다.구멍 벽 간격은 일반적으로 여러 작업 조건의 상호 영향에 의해 발생합니다.그들은 동시에 행동할 수도 있고 순서가 있을 수도 있다.프로세스 단계에서 결함 피쳐를 자세히 분석해야만 근원을 정확하게 찾을 수 있습니다.