Teknik PCB - Bagaimana memastikan nisbah aspek tinggi dan konduktiviti terbuka kecil

Apabila diameter lubang melalui menjadi lebih kecil dan nisbah tebal ke diameter semakin tinggi, ia menjadi lebih sukar untuk memastikan perlindungan logam yang baik di lubang. Ia juga sangat mencabar untuk memastikan keseluruhan logam di dalam lubang dan melindungi logam di dalam lubang daripada dicetak jauh semasa perlengkapan corak dan bertopeng kemudian dan mencetak. Artikel ini menyenaraikan banyak penyebab kosong dalam lapisan tembaga melalui lubang, membahas bagaimana untuk mengenalpasti masalah yang didasarkan, dan mencadangkan beberapa cadangan untuk proses produksi untuk menghindari masalah ini.

Lubang dalam lapisan konduktif dalam botol disebabkan oleh sebab yang berbeza dan menunjukkan ciri-ciri berbeza, tetapi satu perkara yang sama, iaitu, penutupan logam lapisan konduktif dalam lubang tidak cukup atau tiada penutupan logam. Secara teori, masalah disebabkan oleh dua situasi: logam yang tidak cukup diposit, atau selepas jumlah logam yang cukup diposit, sebahagian logam hilang untuk sebab tertentu. Deposisi logam yang tidak mencukupi boleh disebabkan oleh parameter peletakan yang tidak sesuai, seperti komposisi kimia mandi, pergerakan katod, semasa, distribusi densiti semasa, atau masa peletakan, dll. Ini juga boleh disebabkan oleh bahan asing di permukaan lubang yang mencegah deposisi logam, seperti gelembung, debu, serat kapas atau filem organik, dan tanah. Jika permukaan dinding lubang tidak diperlakukan dengan betul,ia tidak menyebabkan depositi penyelesaian plat, dan juga boleh menyebabkan depositi logam yang tidak baik, seperti pengeboran kasar, formasi retak, atau "bulatan merah muda". "Makan" tembaga dari lubang melalui mungkin disebabkan faktor kimia, seperti pencetak, atau mekanisme, seperti pencetak-letupan, retak, atau peeling lapisan yang ditempatkan.

Artikel ini menganalisis cacat dan penyebab dalam tertib langkah proses melalui proses metalisasi lubang untuk mempelajari di mana masalah mungkin berlaku, dan langkah yang membawa ke lubang dalam lubang. Dan belajar dari faktor berguna dari analisis dan penyelesaian masalah klasik, seperti mengenalpasti bentuk dan lokasi gua, dan menunjukkan cara untuk memperbaiki masalah.

1.Faktor yang boleh membawa ke kosong dalam lubang dalam langkah-langkah metalisasi sebelumnya:

A.Drilling

Bit pengeboran yang dipakai atau parameter pengeboran yang tidak sesuai lain boleh merosakkan foil tembaga dan lapisan dielektrik dan bentuk retak. Serbuk kaca mungkin juga rosak daripada dipotong. Sama ada foli tembaga akan merobek dari resin bergantung tidak hanya pada kualiti pengeboran, tetapi juga pada kekuatan ikatan foli tembaga dan resin. Contoh biasa ialah: ikatan antara lapisan oksid dan prepreg dalam papan berbilang lapisan sering lebih lemah daripada ikatan antara substrat dielektrik dan foil tembaga, jadi kebanyakan air mata berlaku pada permukaan lapisan oksid pada papan berbilang lapisan. Dalam piring emas, air mata berlaku pada sisi yang lebih lembut dari foli tembaga, kecuali "foli tembaga dirawat balik" (foli dirawat balik) digunakan. Permukaan oksidasi tidak terikat dengan kuat pada prepreg, dan ia juga boleh membawa kepada "bulatan merah jambu" yang lebih teruk, iaitu, lapisan oksid tembaga telah meleleh dalam asid. Dinding lubang kasar atau dinding lubang kasar dengan bulatan merah jambu akan membawa ke kosong dalam kumpulan berbilang lapisan, yang dipanggil woid pinggang atau lubang letupan. "woid wedge" pada awalnya ditemui di antaramuka kongsi. Nama juga menunjukkan: bentuk adalah seperti "wedge", yang menarik kembali untuk membentuk gua, yang biasanya boleh ditutup oleh lapisan elektroplad. Jika lapisan tembaga meliputi lubang-lubang ini, akan sering ada kelembapan di belakang lapisan tembaga. Dalam proses berikutnya, seperti penerbangan udara panas dan rawatan suhu tinggi, penghapusan basah (basah) dan kosong bentuk kandang biasanya muncul bersama-sama. Menurut kedudukan dan bentuk, ia mudah untuk mengenali dan membezakan dari jenis lain lubang.

B. Nyahkontaminasi/etching

Langkah dekontaminasi adalah untuk buang secara kimia tanah gemuk resin pada lapisan tembaga dalaman. Kegembiraan ini disebabkan oleh pengeboran. Ketekatan adalah lebih mendalam dekontaminasi, yang akan menghapuskan lebih banyak resin, sehingga tembaga "protrudes" dari resin, dan membentuk "ikatan tiga-titik" atau "ikatan tiga-sisi" dengan lapisan penutup tembaga untuk meningkatkan kepercayaan sambungan. Permanganat digunakan untuk oksidasi resin dan "etch" ia. Pertama, resin perlu membengkak untuk memudahkan rawatan permanganat. Langkah neutralisasi boleh membuang sisa manganat. Pencetakan serat kaca menggunakan kaedah kimia yang berbeza, biasanya asid hidrofluorik. Pendekontaminasi tidak sesuai boleh menyebabkan dua jenis lubang: resin kasar yang melekat di dinding lubang mungkin mengandungi cair, yang boleh menyebabkan "lubang meletup". Tanah yang tersisa pada lapisan dalaman tembaga akan menghalang kombinasi yang baik lapisan tembaga/tembaga, yang menghasilkan "lubang dinding pullaway" (lubang dinding pullaway), dll., seperti dalam proses suhu tinggi atau ujian berkaitan, lapisan tembaga plating terpisah dari dinding lubang. Pemisahan resin boleh menyebabkan dinding lubang menarik keluar dan pecah dan kosong pada lapisan peletak tembaga. Jika sisa garam manganat kalium tidak sepenuhnya dibuang dalam langkah neutralisasi (5 untuk tepat, apabila ia berada dalam reaksi pengurangan), ia juga boleh menyebabkan kosong. Reaksi pengurangan sering menggunakan ejen pengurangan, seperti hidrazin atau hidroksilamin.

C. Langkah katalitik sebelum depositi tembaga tanpa elektro

Kesesuaian antara penyahkontaminasi/etching/depositi tembaga tanpa elektro dan optimasi yang tidak sesuai langkah-langkah individu juga isu yang layak dipertimbangkan. Mereka yang mempelajari kosong dalam botol setuju dengan integriti seragam rawatan kimia. The traditional pre-treatment sequence for copper sinking is cleaning, adjustment, activation (catalysis), acceleration (post-activation), and then into cleaning (leaching) washing, pre-soaking, which is completely suitable for Murpiy principle. Contohnya, ejen pengkondisi, elektroliti poliester kationik digunakan untuk meneutralisasi muatan negatif pada serat kaca, dan ia mesti dilaksanakan dengan betul untuk mendapatkan muatan positif yang diperlukan: pengubahsuai terlalu sedikit, lapisan aktivasi dan pegangan tidak baik; terlalu banyak pengubahsuai akan membentuk filem dan membawa ke depositi tembaga Tidak baik; supaya dinding lubang dibuang. Ejen pengkondisi tidak cukup ditutup, dan ia mungkin muncul di kepala kaca. Dalam metalografi, pembukaan kosong muncul dalam perlindungan tembaga yang kurang pada serat kaca, atau tiada tembaga. Yang lain menyebabkan kosong dalam kaca Alasan adalah: tidak mencukupi pencetakan kaca, pencetakan resin berlebihan, pencetakan kaca berlebihan, katalisi tidak mencukupi, atau aktiviti buruk bak tembaga. Faktor lain yang mempengaruhi penutupan lapisan aktif Pd pada dinding pori ialah: suhu aktivasi, masa aktivasi, konsentrasi, dll. Jika lubang berada pada resin, mungkin ada sebab berikut: sisa manganat dalam langkah dekontaminasi, sisa plasma, penyesuaian atau aktivasi yang tidak cukup, dan aktiviti rendah bak tembaga.

2. Lubang kosong berkaitan dengan depositi tembaga kimia

Apabila melihat lubang dalam lubang, sentiasa memeriksa sama ada ada ada masalah dengan mandi kimia, dan juga melihat mandi sebelum rawatan untuk tembaga tanpa elektro, tetapi juga menutupi masalah umum tembaga kimia, elektroplating tembaga, dan mandi lead/tin. Secara umum, kita boleh memahami bahawa gelembung, bahan kuat (debu, kapas) atau bahan organik melekat, filem kering mungkin menghalang depositi penyelesaian plating atau penyelesaian aktivasi. Gelombang diterima, terdapat gelombang luaran dan yang dijana secara dalaman. Kadang-kadang gelembung udara asing boleh memasuki slot atau lubang melalui bila papan berubah. Gelombang yang ada disebabkan oleh hidrogen yang dihasilkan oleh reaksi dalam penyelesaian precipitasi tembaga kimia, atau hidrogen yang dihasilkan oleh katod atau oksigen yang dihasilkan oleh anod dalam penyelesaian elektroplating. Kosong disebabkan oleh gelembung mempunyai ciri-ciri mereka sendiri: mereka sering ditempatkan di tengah lubang dan disebarkan secara simetrik dalam metalografi, iaitu, tiada tembaga dalam lebar yang sama dinding muka. Jika ada gelembung di permukaan dinding lubang, ia akan muncul sebagai lubang kecil, dan lubang sekeliling akan berbentuk punca. Lubang yang disebabkan oleh debu, kapas atau filem minyak sangat tidak sah dalam bentuk. Beberapa partikel yang mencegah elektroplating atau depositi diaktifkan juga akan dibungkus oleh logam plating. Partikel-partikel bukan organik boleh dianalisis oleh EDX, dan bahan-bahan organik boleh diperiksa oleh FTIR.

Penyelidikan untuk menghindari perangkap gelembung telah cukup dalam. Terdapat banyak faktor pengaruh: amplitud ayunan pergerakan katod, ruang diantara plat, ayunan getaran dan sebagainya. Cara paling efektif untuk mencegah gelembung memasuki lubang adalah getaran dan kejadian. Ia juga sangat penting untuk meningkatkan ruang antara plat dan jarak bergerak katod. Udara yang menggairahkan dalam tangki penerbangan tembaga tanpa elektro dan kesan atau getaran tangki aktivasi hampir tidak berguna. Selain itu, ia juga sangat penting untuk meningkatkan kemampuan basah tembaga tanpa elektro, dan untuk menghindari gelembung udara dalam pasang awal rawatan. tenaga permukaan penyelesaian penapisan berkaitan dengan saiz gelembung gas hidrogen sebelum mereka melarikan diri atau meletup. Jelas sekali, ia berharap gelembung akan dikeluarkan dari lubang sebelum ia menjadi lebih besar, supaya tidak menghalangi pertukaran penyelesaian.

3. Lubang kosong berkaitan dengan filem kering

A. Keterangan aksara

Ruang kosong (Rung kosong), iaitu, kosong ditempatkan lebih dekat dengan permukaan papan. Mereka sering disebabkan oleh perlawanan di lubang. Ia adalah kira-kira 50-70 mikron lebar dan 50-70 mikron jauh dari permukaan papan, dengan kosong pinggir ia mungkin pada satu atau kedua-dua sisi papan, yang mungkin menyebabkan sirkuit terbuka lengkap atau sebahagian. Ruang yang disebabkan oleh tembaga kimia, elektroplating tembaga, dan plating lead/tin kebanyakan ditempatkan di tengah lubang. Ruang disebabkan oleh pecahan tong juga berbeza dalam ciri-ciri fizik daripada kosong disebabkan oleh filem kering.

B. Mekanisme cacat

Lubang atau pinggir lubang kosong kerana lawan masuk ke lubang dan tidak dibuang semasa pembangunan. Ia menghalang tembaga, tin, dan platting askar. Penolakan dibuang apabila filem dibuang, dan tembaga kimia dicat. Secara umum, sukar untuk mencari perlawanan dalam lubang selepas pembangunan. Lokasi lubang dan lebar cacat adalah dasar utama untuk menilai lubang dan lubang di tepi. Mengapa lawan mengalir ke dalam lubang? Tekanan udara di lubang yang ditutup oleh tahan adalah 20% lebih rendah daripada tekanan atmosferik. Udara di lubang panas apabila filem diterapkan, dan tekanan udara menurun apabila udara disejukkan kepada suhu bilik. Tekanan udara menyebabkan lawan mengalir perlahan-lahan ke dalam lubang sehingga ia berkembang.

Terdapat tiga faktor utama yang menyebabkan kedalaman kelajuan aliran menentang, iaitu:

(1) Ada air atau uap di lubang depan filem.

(2) Lubang kecil dengan nisbah aspek tinggi, ambil lubang 0.5 mm sebagai contoh.

(3) Masa merekam dan berkembang terlalu panjang.

Alasan utama mengapa paru air tetap di lubang adalah bahawa air boleh mengurangi viskositi penentang dan membuat ia mengalir ke lubang lebih cepat. Lubang kecil dengan nisbah tebal-ke-diameter tinggi lebih cenderung untuk masalah kosong, kerana lubang-lubang itu lebih sukar untuk kering. Penolakan di lubang pinhole juga lebih sukar untuk dikembangkan. Masa yang lebih lama sebelum pembangunan juga membolehkan lebih banyak menolak untuk mengalir ke dalam lubang. Perubatan permukaan dan sambungan pemindahan automatik lebih cenderung kepada masalah.

C. Menghindari lubang atau lubang di sekitar lubang

Cara terbaik dan mudah untuk menghindari lubang atau lubang di sekitar lubang adalah untuk meningkatkan darjah kering selepas rawatan permukaan. Jika lubang kering, tiada lubang atau lubang di sekitar lubang akan berlaku. Tidak peduli berapa lama masa penyimpanan dan pembangunan yang buruk, ia tidak akan menyebabkan lubang atau lubang di pinggir. Selepas menambah kering, cuba untuk menyimpan masa antara filem dan pembangun secepat mungkin, tetapi masalah kestabilan patut dianggap. Jika situasi berikut berlaku, lubang atau tepi lubang kosong

Lubang mungkin berlaku (tidak sebelumnya):

(1) Selepas pemasangan peralatan pembawaan permukaan baru dan peralatan kering.

(2) Peralatan perawatan permukaan dan seksyen kering tidak berfungsi.

(3) Produsi plat lubang kecil dengan nisbah tebal-ke-diameter tinggi.

(4) Perubahan tahan atau perubahan ke filem kering tebal.

(5) Guna mesin stik filem vakum.

Kasus yang paling teruk dan jarang adalah bahawa pemberontakan membentuk lapisan topeng di lubang. Nampaknya lapisan topeng ditekan ke dalam lubang 50-70 mikron. Kerana topeng akan mencegah penyelesaian masuk, ia akan muncul sebagai lubang pinggir umum di satu hujung lubang, dan lubang akan menerus ke kebanyakan lubang, bermula dari hujung lain lubang. Ketebusan lapisan penapis lebih tipis semasa ia mendekati tengah lubang.

Banyak kilang papan cetak telah bertukar ke proses elektroplating langsung, yang kadang-kadang tersambung ke mesin penyekatan. If the subsequent drying is not sufficient, holes and holes at the edges may occur. Untuk membuat lubang kecil kering sepenuhnya, seksyen kering perlu cukup.

4. Lubang berkaitan dengan topeng

Dalam proses topeng, jika topeng tidak baik, etchant akan memasuki lubang untuk etch tembaga yang ditempatkan. Kerosakan mekanik topeng berlaku secara dinamik, dan topeng atas dan bawah mempunyai kurang lubang bersama-sama. Sama seperti, topeng sangat lemah, mengakibatkan tekanan negatif di lubang, yang akhirnya mengakibatkan cacat di topeng. Lapisan topeng ini boleh mengurangi tekanan negatif, dan topeng bertentangan lebih mudah untuk bertahan hidup. Topeng di satu sisi patah, etchant masuk ke lubang, dan tembaga di sisi topeng patah terlebih dahulu dicat. Di sisi lain, topeng menghalang keluar etchant, dan pertukaran etchant terlalu sedikit, jadi corak lubang juga lebih simetrik, menunjukkan bahawa satu hujung adalah tebal dengan tembaga dan hujung yang lain adalah tipis. Bergantung pada darjah kerosakan topeng, situasi berbeza. Dalam kes-kes ekstrim, semua tembaga melalui lubang dicatat.

5. Penapis langsung

Elektroplatin langsung mengelakkan depositi tembaga kimia tradisional, tetapi terdapat tiga jenis langkah proses awal rawatan; seperti: proses matriks palladium, proses filem karbon, dan proses filem konduktif organik. Setiap situasi yang boleh mempengaruhi depositi katalis, atau apabila filem konduktif polimer ditempatkan, depositi monomer dan depositi komposisi polimer boleh membentuk kosong. Kebanyakan proses membran karbon, grafit dan palladium bergantung pada penyesuaian dinding pori yang betul, menggunakan kation elektroliti polimer dan lapisan kataliti organik yang mengandungi muatan bertentangan. Untuk mencapai penyerapan katalitik yang lebih baik. Naturally, chemical copper deposition has been proved to be a good process step in practice, such as hole wall cleaning, adjustment, catalytic deposition, etc., are properly applied in the direct electroplating process. Sudah tentu, masalah istimewa dalam mandi tembaga tanpa elektro, seperti generasi hidrogen, tidak akan berlaku di sini.

Apabila menggunakan proses elektroplating langsung, jika ia tidak dilakukan mengikut syarat yang disarankan oleh penyedia minuman, beberapa masalah istimewa akan sering berlaku. Contohnya, dalam proses filem karbon, umumnya tidak disarankan untuk mengosongkan permukaan papan selepas filem karbon ditempatkan, kerana berus akan menghapuskan partikel filem karbon di tepi lubang. Dalam kes ini, ia sukar bagi proses elektroplating untuk memasuki pusat lubang dari permukaan tembaga pada masa, atau bahkan tidak sama sekali. Jika filem karbon terbuka di satu sisi papan dipotong, elektroplating juga boleh dilakukan dari sisi sebaliknya. Namun, hasil elektroplating secara perlahan-lahan lemah, dan tembaga elektroplating mungkin tidak dapat berkomunikasi dengan permukaan tembaga di sisi lain. Hasilnya sama dengan pecahan topeng dalam proses topeng. Jika dalam filem karbon atau proses grafit, serbuk pumice disembelih selepas depositi katalitik, kosong juga akan berlaku. Partikel serbuk pumice yang dilemparkan boleh memasuki lubang dengan kelajuan tinggi dan mencuci partikel lapisan katalis. Di sisi lain, proses grafit kelihatan mampu menahan rawatan stucco pumice.

6. Lubang berkaitan dengan elektroplating tembaga dan elektroplating lead-tin (kepada tin murni)

A. Penyebab dalaman gelembung

Untungnya, bak mandi tembaga asam mempunyai efisiensi sel yang sangat tinggi, jadi generasi hidrogen dalam bak mandi yang lebih baik adalah masalah kecil. Apa yang perlu dihindari adalah syarat yang mungkin menyebabkan generasi hidrogen, seperti densiti semasa tinggi dan fluktuasi penyesuaian yang menyebabkan pendek jangka dekat densiti semasa besar. Beberapa mandi tin/lead atau mandi tin kurang efisien daripada mandi tembaga. Generasi hidrogen menjadi masalah penting. Pembangunan menarik untuk mengelakkan generasi pecahan hidrogen adalah tambahan "aditif antipitit". Komponen organik ini, seperti derivat caprolactam, boleh berpartisipasi dalam reaksi semula, mengambil atom sebelum membentuk molekul hidrogen. Keadaan hidrogen mencegah generasi gelembung. "Additif anti-pit" yang dikurangkan dikekssidikan semula di anod dan dipindahkan ke katod untuk memulakan semula siklus.

B. External causes of bubbles

Penyebab luar yang paling jelas untuk gelembung adalah gelembung yang dipenuhi lubang sebelum papan ditenggelamkan dalam penyelesaian. Untuk mengeluarkan udara ke dalam lubang sebelum papan ditenggelamkan ke dalam bilik mandi, beberapa perancang pemasangan elektroplating telah eksperimen dengan membentuk sudut tertentu antara papan dan pemasangan. Keagitan pail boleh menghasilkan perbezaan tekanan yang cukup untuk memandu gelembung keluar dari lubang. Menggunakan udara termampat melalui penyembur untuk mengganggu cairan (percikan udara) melalui permukaan plat juga membantu memandu gelembung udara. Sudah tentu, serpihan yang menggairahkan dirinya juga jenis gas, dicampur ke dalam tangki, udara memasuki pompa penapis yang berkeliaran untuk menghasilkan aliran cair yang berlebihan, yang akan membentuk gelembung di posisi pengumpulan, dan juga membentuk gelembung di kesalahan dinding lubang. Beberapa pembuat masalah dengan masalah ini dan berubah kepada agitasi tanpa udara (penyemburan penyelesaian).

Selain melawan sisa-sisa dan gelembung yang menghalangi elektroplating, masalah lain yang jelas yang menyebabkan kosong elektroplating adalah: penetrasi buruk dan penghalangan badan asing. Penyerangan buruk mandi tidak akan menyebabkan tembaga di tengah, tetapi ini adalah situasi yang sangat ekstrem. Biasanya, tebal tembaga di tengah lubang tidak cukup untuk memenuhi piawai penerimaan. Dalam bilik mandi tembaga asam, penetrasi yang lemah disebabkan oleh sebab-sebab yang berikut: nisbah tembaga/asam yang salah, kontaminasi mandi, aditif organik rendah atau tidak cukup, distribusi semasa yang buruk, kesan penghalang atau pembagian, dll. Jika kontaminasi partikel ditemui, ia sebahagian besar disebabkan oleh kegagalan sirkulasi atau pompa penapis, frekuensi pembalikan tangki terlalu rendah, beg anod rosak atau membran katod cacat.

7. Ruang disebabkan oleh tembaga yang dicetak

Jika ada masalah dengan perlawanan logam elektroplad, tembaga di laluan akan dikekspos kepada etchant, yang mengakibatkan kosong. Dalam kes ini, kosong disebabkan oleh tembaga yang dicat daripada tembaga yang tidak ditempatkan. Ini agak bertentangan dengan perintah keutamaan. Di sini, masih diperlukan untuk menekankan bahawa tembaga dicat pergi, yang menyebabkan kosong.

Keadaan pertama yang mungkin menyebabkan kehilangan tembaga ialah jika terdapat kelembapan residual dalam lubang semasa depositi tembaga tanpa elektro, atau jika ia ditinggalkan terlalu lama sebelum operasi berikutnya, atau atmosfer yang mengganggu, tembaga akan dioksidasi. Tembaga telah melelehkan dalam langkah prepreg sebelumnya. Kemungkinan lain adalah microetching berlebihan sebelum plating. Kedua, tembaga tembaga tanpa elektro mungkin jatuh. Ia boleh dilihat jika ia secara langsung metalografik atau secara panas terkejut selepas depositi tembaga kimia. Alasan untuk kosong tersebut ialah: komposisi tidak betul dari mandi tembaga tanpa elektro, penyelesaian rawatan, penyelesaian tidak baik tembaga tanpa elektro disebabkan penyesuaian tidak betul penyelesaian dekontaminasi, katalis, atau pemecut.

Apabila penyelamatan gelombang, penerbangan udara panas, atau langkah penyelamatan semula suhu tinggi lainnya atau ujian tekanan suhu simulasi, ada cacat tembaga (retak, peeling) di dinding lubang. Penyebab akar masalah seperti ini sering perlu dikesan kembali ke perlawanan dinding lubang dan awal langkah metalisasi lubang. Dinding lubang boleh mempunyai banyak sebab. Menurut proses penghasilan, ia boleh dikesan kembali ke langkah-langkah terdahulu seperti pengeboran, atau ia hanya boleh berlaku semasa penutup lead/tin. Namun, bentuk dan lokasi gua sering boleh memberikan kita beberapa Petunjuk bertanya punca masalah. Ruang dinding lubang sering disebabkan oleh pengaruh bersama-sama syarat proses berbilang. Mereka boleh bertindak pada masa yang sama, atau mereka mungkin mempunyai urutan. Hanya dengan menganalisis dengan hati-hati karakterisasi cacat sepanjang langkah proses boleh menjadi mungkin untuk mencari titik root dengan tajam.