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HDI PCB小孔加工品質(zhì)探討

文章來源：作者：龔愛清查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：12024發(fā)布日期：2016-06-27 10:42【大中小】

對于小孔加工而言，他已是高密度HDI PCB制作的生命體，如果沒有良好的小孔加工品質(zhì)，根本談不上高密度電路板這件事。因此探討這樣的技術(shù)，當(dāng)然必須針對小孔的加工品質(zhì)作一個(gè)概略性的探討。

一般而言，成孔制程品質(zhì)的好壞有一些基本指標(biāo)，孔內(nèi)清潔、孔型順暢、無孔偏、孔正圓、孔內(nèi)及內(nèi)層無受損等等。我們可以逐一觀察其內(nèi)涵為何？

在孔內(nèi)清潔的部分，對于小孔可分為通孔及盲孔兩部分來探討。以通孔而言，當(dāng)孔徑小于150um以下時(shí)如果用的是機(jī)械鉆孔，很容易產(chǎn)生排屑不良孔塞的現(xiàn)象。這樣的現(xiàn)象如果在進(jìn)行除膠渣的程序時(shí)，有可能因?yàn)樗幰翰荒芰魍ǘ斐煽變?nèi)清潔度的品質(zhì)問題。小孔導(dǎo)通不良或分離，是這類現(xiàn)象的典型缺點(diǎn)。

盲孔的部分就更麻煩了，由于孔接觸面積很小，因此對于介面間的導(dǎo)通狀況更加敏感。一般最容易發(fā)生的是雷射加工漏打，或者是能量變異造成的底面積不足或殘膠，當(dāng)然也有可能是因?yàn)槌z渣不良所造成的導(dǎo)通不良缺點(diǎn)。圖5.16所示，就是典型加工不良造成的盲孔清潔不足缺點(diǎn)。

孔型的問題，這又是另外一個(gè)頭痛的課題。對通孔而言，孔壁的品質(zhì)直接影響后續(xù)的電鍍制程，尤其是孔壁的粗糙度以及幾維突出的問題。圖5.17就是典型的孔壁粗糙，所造成通孔品質(zhì)問題范例。

至于盲孔比較怕的是內(nèi)部的葫蘆孔產(chǎn)生，因?yàn)楹J孔代表的是雷射加工能量配置不當(dāng)，因而會造成后續(xù)的電鍍不良問題。一般而言，傳統(tǒng)的通孔都是變雙邊貫通的，但是盲孔卻因?yàn)閱芜呴_口而會有藥液置換困難的問題。一般生產(chǎn)廠會采用不同的工具進(jìn)行制程中的品質(zhì)監(jiān)測，借以保持應(yīng)用的孔品質(zhì)水準(zhǔn)，圖5.18所示為典型的盲孔品質(zhì)監(jiān)測范例。

一般生產(chǎn)流程中會利用顯微設(shè)備進(jìn)行孔形的狀態(tài)觀察與管制，同時(shí)會對盲孔底部的殘留樹脂狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控以防止雷射加工的異常。另外在整體盲孔形狀的控制方面則會用所謂的輪廓儀進(jìn)行孔形的非破壞性檢查。圖中的左邊所呈現(xiàn)的是盲孔真圓度的監(jiān)控照片，中間的是盲孔底部的觀察狀況，圖右邊所呈現(xiàn)的是輪廓儀的監(jiān)控結(jié)果。但比較可惜的是，這三種方式都沒有辦法觀察出盲孔頂部的孔緣長角問題，這方面的工作必須要用3D顯微鏡較為有效。

至于對電鍍的影響，在電鍍的部分再作細(xì)部討論。由于孔型的不良，金屬化的程序碰到了困難，極容易發(fā)生金屬處理不良或應(yīng)力集中所造成的信賴度問題。圖5.19所示，為雷射加工能量配置不當(dāng)所產(chǎn)生的孔緣長角問題。

孔偏的部分在通孔是屬于一般性的常識，并不準(zhǔn)備在此多作討論。但是盲孔的部分則因?yàn)楦呙芏鹊脑V求，加上多次的加成制程都會使得盲孔孔偏容易發(fā)生。其中孔偏的部分又分為底部加工孔偏與頂部加工孔偏兩類，基本上這都與基板的尺寸漲縮以及對位所采用的基準(zhǔn)系統(tǒng)有關(guān)。

圖5.20所示，為典型的加工偏移范例。一般而言，通孔制程是以整片基板的各層對位整體配合度為考量，但是盲孔的部分只要是相領(lǐng)的兩層線路之間能夠進(jìn)入對位的范圍，基本上就沒有問題了。

至于其他的缺點(diǎn)，多數(shù)都與雷射加工能量及加工范圍有直接的關(guān)系。例如：加工的真圓度，常受到設(shè)定加工掃描范圍大小的影響。單次加工掃描范圍越大其邊緣的孔型偏橢圓的情況就越嚴(yán)重，這個(gè)部分雖然不一定會產(chǎn)生孔內(nèi)品質(zhì)的問題，但是對于高密度電路板（HDI PCB）產(chǎn)品的對位度而言就是一個(gè)大問題了。

孔內(nèi)無受損的部分，對通孔而言也是一種一般性的需求，但是對于盲孔而言又會產(chǎn)生不一樣的意義。因?yàn)槔咨浼庸せ蚋泄獬煽讜r(shí)，盲孔的底部會受到雷射散溢出來的能量或反彈的能量所攻擊，或者因?yàn)槠毓狻@影的程序而產(chǎn)生盲孔底部的品質(zhì)問題。

如果雷射加工能量過高，以致介電質(zhì)材料產(chǎn)生側(cè)面剝離的現(xiàn)象，則后續(xù)的濕制程處理就會有滲鍍的問題，會影響最終產(chǎn)品的信賴度。盲孔底部的銜接層，如果用過高的能量來加工，同樣也可能會因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)移而打傷底部基材，造成板內(nèi)空洞信賴度不良的問題，這些都是加工時(shí)應(yīng)該注意的事情。

孔的形成一直是電路板高密度化的重要議題，不論制作技術(shù)如何改變，以微孔導(dǎo)通進(jìn)行不同金屬層的導(dǎo)通，會是一個(gè)持續(xù)被討論的話題。即使對于將來的光波導(dǎo)技術(shù)，微孔形成技術(shù)仍將是重要的指標(biāo)技術(shù)不能不注意。

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