PCB設計之電鍍制作

一. 電鍍制作

電鍍是使用電鍍的方式將孔金屬化,從而達到將各需要連接的層別導通的目的.以進行后來在客戶端完成足夠導電及焊接之金屬孔壁.使孔金屬化的材料主要為銅, 但因銅不能直接沉積在樹脂上.因此需要有一種媒介物質—鈀.電鍍銅厚又根據(jù)板厚及最小孔徑之間的比率而有些差異,客戶規(guī)格與廠內制作能力有出入時,應如何應對?電鍍埋孔后塞孔及研磨對制作有何影響?減銅是否會影響制作?

電鍍Desmear & Copper Deposition

去巴里 (deburr)鉆完孔后,若是鉆孔條件不適當,孔邊緣有1.未切斷銅絲2.未切斷玻纖的殘留,稱為burr.因其要斷不斷,而且粗糙,若不將之去除,可能造成通孔不良及孔小

Desmear 由于鉆孔時造成的高溫Resin超過Tg值，而形成融熔狀，終致產(chǎn)生膠渣,膠渣產(chǎn)生于內層銅邊緣及孔壁區(qū)，易造成導通不良. Desmear的作用主要是去掉膠渣,確保電性.另外增加孔壁粗糙度,以達到更好的孔銅附著力.廠內目前主要采用高錳酸鉀法去膠渣 .

化學銅(PTH)利用孔內沉積的Pd催化無電解銅與HCHO作用, 使化學銅沉積 .其制作流程如下:

a. 整孔 Desmear后孔內呈現(xiàn)二極電離現(xiàn)象，其中Cu呈現(xiàn)高電位正電，樹脂、玻纖呈負電b. 微蝕 旨在清除表面因整孔所形成的膜,同時亦可清洗銅面殘留的氧化物c. 預活化 為減少微蝕形成的銅離子帶入Pd/Sn槽, 降低孔壁的表面張力.d. 活化 一般Pd膠體皆以下結構存在： Pd2+：Sn2+：Cl- = 1：6：12較安定.隨之在板面上沈積很薄的銅

厚化銅由于化學銅的厚度僅約20~30微吋，必須再做一次全板面的電鍍銅才能進行下一工序的制作.

電鍍生產(chǎn)線廠內目前已有三種不同的生產(chǎn)線,其工作原理基本一致.

a. 水平電鍍線 主要用于有l(wèi)aser孔的板子之電鍍. 允許最小板厚<5mil, 最大板厚為63mil. 尺寸限制max 20.25x 24.25”, min 13.3x14” 夾邊距離 > 0.7“b.垂直電鍍線主要用于傳統(tǒng)PCB板之電鍍. 允許最小板厚<23.6mil, 最大板厚為150mil. 尺寸限制max 20.25x 24.25”, min 14x14” 夾邊距離> 0. 8“ c.連續(xù)電鍍線 也稱電鍍填孔線.主要用于plusII板孔型為stack via之板電鍍. 其制程能力現(xiàn)尚未確定.

二.電鍍規(guī)格

電鍍規(guī)格介紹

目前廠內電鍍制作一般規(guī)格依IPC-6012 Class2訂立: PTH孔min0.7mil,埋孔min0.5mil,盲孔min0.4mil. Main board PTH孔銅為min0.8mil,AVG1.0mil.如有超出以上制作能力的情形需向客戶提出工程確認.電鍍能力與鉆孔大小及板厚有密切的關系,這一關系用aspect ratio表示,其對應關系為:機械鉆孔:板厚/最小通孔孔徑,比值需 <8:1?激光孔: (介質厚度+表銅)/激光孔徑, 其比值 <0.8如aspect ratio超出此比值,需在投料制作前向相關單位提出會議通知,協(xié)商是否進行制作.

三.塞孔.減銅及研磨

塞孔(Hole Plugging)埋孔在經(jīng)過電鍍及制作線路后,需要再進行一次壓合.如果不進行塞孔,壓合時靠外排列的介質將會填入孔內,這存在一定質量風險:a.因膠質填入埋孔內,靠外層壓合介質將會偏薄.b.壓合時介質填入埋孔,但不能確保將孔內空氣完全趕出.如孔內有空氣存在, 板子在受熱時空氣膨脹可能會將孔銅拉裂,存在造成open的風險. 廠內目前使用塞孔油墨型號為PHP-900 IR-6.

去溢膠 (Belt Sanding)塞孔后,孔內油墨會溢出孔外及凸起,孔環(huán)上也被沾上一層油墨,將會影響導通及線路制作. 因此在塞孔完成后需要將板面的油墨去除.通常以物理刷磨的方法進行.

減銅 (Copper Reduction)在客戶設計特殊疊構(如HDI1+N+N+1)及細線路(如3/3mil線路)需要控制面銅厚度時, 需要將銅箔減薄.減銅是以蝕刻或研磨的方式使板面上的銅箔變薄. 目前廠內設有專門用于減銅的生產(chǎn)線,其減銅公差可達到+/-0.1mil.減銅后,塞孔內油墨將比銅面要高,需要以刷磨的方法將高出板面的膠處理干凈.處理方式同塞孔后研磨.
編輯：hfy