HDI PCB盲孔的孔型不良風險
HDI PCB的盲孔在雷射钻孔的过程中,由于参数的不对理等原因容易产生Overhand及Undercut快意﹐一般是树脂被药水或高能所侧蚀,给盲孔花样带来变化,对后制程产生影响,见图1﹑2。不良孔型的存在关于后续盲孔电镀以及制品的可靠性会产生极大的影响。
跟着PCB澄澈及孔径的紧密化、细微化,盲孔孔径削弱到0.075mm,若出现较大的孔型裂缝,颠倒关于盲孔电镀将产生较大的负面影响,孔径越小电镀本人难度增多,极易导致电镀颓势,进而影响可靠性,因此了解酿成這盲孔不良的原因机理,以及制程管控重点,可为HDI PCB板坐褥为止提供匡助。
盲孔孔型不良产生的原因﹐主要与激光钻孔的参数有较大的相关,现在HDI盲孔形成有两种姿色﹐干膜蚀刻开窗CO2激光及LDD铜面黑棕化后CO2径直激光钻孔,两者的鉴别在于工艺历程的不同﹐成孔所需的雷射击发能量不相似,,开窗后雷射CO2红外光波主要以光热烧蚀(Photothermal Ablation)的步地对树脂加热将其烧蚀,而LDD工艺须拉高首发雷射光的CO2激光能量,领受能量強度偏向光化裂蚀(Photochemical Ablation)的能量区间进行首发机械切割的姿色进行铜面穿孔的成型。
CO2激光钻孔存在两种姿色Large Window和Laser Direct Drill径直烧铜两种姿色,暗示图见图3,而现在以后者为主流的激光钻孔姿色,现在多领受12um铜箔,领受黑棕化处置后径直CO2激光打铜加树脂,不经过减薄铜历程,因此在CO2激光钻孔时容易产生孔口overhand。
通过对激光参数对盲孔孔型的影响可纪念原因如下:
(1)激光能量扩散导致侧蚀;由于激光映照时,加工能量会在材料里面产生热,在映照部位委果挥发的同期,有一部份会扩散至孔的周围,从而导致孔进口周围的温度高潮;加工孔壁发生膨大快意。
(2)脉冲能量过高;如果脉冲能量过高,由于烧蚀铜箔所需要的能量比烧蚀树脂所需要的能量要大许多,因此在烧蚀铜箔的同期,有一部分热量会将孔口铜箔下的树脂烧蚀掉,形成孔口铜箔伸出的快意即侧蚀overhand。普及脉宽,那么激光映照在铜箔上的时分增多,热量扩散时分增多,热量会扩散到铜箔下方的树脂上,导致孔口处的铜箔下的树脂被烧蚀掉形成侧蚀。
(3)清树脂能量过大;由于算帐树脂时其中一个脉冲能量过大,底铜棕化膜被抛光,临了一个粗劣量脉冲打在抛光的底铜上,很大一部分能量会被反射,这部分反射的能量有一部分会被孔壁继承,因此孔壁会内凹,孔口铜箔会看起来有部分伸出,此种情况形成的孔最较着的特征是孔形不是标准的梯形而是成矩形致使饱读形。侧蚀的形成主淌若因为能量过大(包括铜上成孔的能量过大和清树脂的能量过大)所导致的,诚然较难将侧蚀十足放弃,可是可通过激光钻孔参数的优化将侧蚀为止在可收受的鸿沟内。
孔底Undercut的产生主要原因是由于激光在底铜铜面反射酿成盲孔孔底部分树脂蟹脚快意,因此在为止孔底Undercut主要必须为止清树脂的能量及参数。
现在PCB介质层以FR-4环氧体系为主,HDI板中有摆布RCC材料,RCC材料中莫得玻璃纤维布,因此在钻孔时孔型较好,孔粗小,且出现Undercut颓势的几率小,但IC载板使用的材料以BT树脂为主且PP含玻纤,其中有玻纤的存在,因此要保证爽朗激光孔型,激光参数的为止至深强大。主要包括脉冲的能量、脉宽等。
现在HDI板中盲孔饱和的姿色主淌若电镀填孔的姿色,盲孔孔口overhand过大,酿成施行电镀药水交换区域减少,盲孔的液体流动模子诠释越往孔底其镀液的流动越接近于静止,因此overhand过大极易引起盲孔电镀填孔或图形电镀通盲孔时,容易产生提前封孔,临了导致填孔虚浮以及孔口铜可靠性缩小,由图4-5不错看出盲孔孔口overhand过大极易引起盲孔封孔产生虚浮。
盲孔孔底UnderCut主要会影响到PTH千里铜。当孔底角部有Under Cut出现,如果底盘能导电,孔底会有铜无间千里积,而孔角不千里铜,必须比及侧壁和底部镀层通顺在一齐之后能力形成一个齐备的镀层,电镀填孔时填孔作用才驱动浮现,最终的效果即是在孔中形成一个三角形的虚浮,见图6。如果底盘不成导电,则电镀时只在孔口和孔侧壁千里积铜,会形成如图7中颓势。
同期盲孔孔底的Undercut由于易受到后制程酸性药水的迫切,易产生粉红圈的问题。
现在HDI盲孔的制功课界以CO2为主流的坐褥姿色,盲孔孔径的发展趋势,仍是趋近75μm,孔径的削弱会给电镀带来较浩劫度,何况一朝产生较大overhand﹑undercut等问题,例必引起较大的品性隐患,因此在雷射钻孔工序以及PTH工序时需谨防对盲孔孔型的为止﹐如图8。
粉红圈的根人道原因是内层氧化铜遇酸后溶化夸耀底部粉红色铜面或被收复单质铜。
如果HDI盲孔底部的Undercut过大,其千里铜过程中酸性药水易于迫切盲孔内层铜皮的轻佻,导致黑化层的氧化铜被酸性药水侵蚀,临了导致铜夸耀粉红色形成粉红圈。可见教意图9。