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高科技發(fā)展，人們需要性能高、體積小、功能多的電子產(chǎn)品，促使印制線路板制造也向輕、薄、短、小發(fā)展，有限空間，實(shí)現(xiàn)更多功能，布線密度變大，孔徑更小。自1995 年至2005 年間，機(jī)械鉆孔批量能力最小孔徑從原來(lái)0.4mm 下降到0.2mm，甚至更小。金屬化孔孔徑也越來(lái)越小。層與層間互連所依賴的金屬化孔，質(zhì)量直接關(guān)系印制電路板可靠性。隨著孔徑的縮小，原對(duì)較大孔徑?jīng)]影響的雜物，如磨刷碎屑、火山灰，一旦殘留在小孔里面，將使化學(xué)沉銅、電鍍銅失去作用，出現(xiàn)孔無(wú)銅，成為孔金屬化的致命殺手?？谆⑹箤娱g互聯(lián)失效，藥水控制不良成因及影響業(yè)界已多有文章論述，本文不再述。以下從日?？刂品e累的細(xì)小雜物對(duì)金屬化孔影響，與大家共享。

一、孔化機(jī)理

　鉆頭在敷銅板上先打孔，再經(jīng)過(guò)化學(xué)沉銅，電鍍銅形成鍍通孔。二者對(duì)孔金屬化起著至關(guān)重要的作用。

1、化學(xué)沉銅機(jī)理：

　在雙面和多層印制電路板制造過(guò)程中，都需要對(duì)不導(dǎo)電的裸孔進(jìn)行金屬化，亦即實(shí)施化學(xué)沉銅使其成為導(dǎo)體?；瘜W(xué)沉銅溶液是一種催化式的“氧化/還原”反應(yīng)體系。在Ag、Pb、Au、Cu 等金屬粒子催化作用下，沉積出銅來(lái)。

2、電鍍銅機(jī)理：

　電鍍定義是利用電源，在溶液中將帶正電的金屬離子，推送到位在陰極的導(dǎo)體表面形成鍍層。電鍍銅是一種“氧化/還原”反應(yīng)，溶液中的銅金屬陽(yáng)極將其表面的銅金屬氧化，而成為銅離子。另一方面在陰極上則產(chǎn)生還原反應(yīng)，而令銅離子沉積成為銅金屬。兩者皆通過(guò)藥水交換，化學(xué)作用達(dá)到孔化目的，交換效果好壞直接影響孔化質(zhì)量。

二、雜物塞孔

　在長(zhǎng)期生產(chǎn)控制過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)孔徑達(dá)到0.15-0.3mm，其塞孔的比例遞增30%。

1、孔形成過(guò)程中的塞孔問(wèn)題：

　印制電路板加工時(shí)，對(duì)0.15-0.3mm 的小孔，多數(shù)仍采用機(jī)械鉆孔流程。在長(zhǎng)期檢查中，我們發(fā)現(xiàn)鉆孔時(shí)，殘留在孔里雜質(zhì)

以下為鉆孔塞孔的主要原因：

　當(dāng)小孔出現(xiàn)塞孔時(shí)，由于孔徑偏小，沉銅前高壓水洗、化學(xué)清洗難以把小孔里面的雜物去除，阻擋化學(xué)沉銅過(guò)程中藥水在孔里的交換，使化學(xué)沉銅失去作用。

　鉆孔時(shí)根據(jù)疊層厚度選用合適鉆嘴、墊板，保持基板清潔，不重復(fù)使用墊板，有效的吸塵效果（采用獨(dú)立的吸塵控制系統(tǒng)）是解決塞孔必須考慮的因素。

2、調(diào)整金屬表面狀態(tài)過(guò)程中的塞孔問(wèn)題：

　為滿足當(dāng)今苛刻的技術(shù)要求和印制電路板向高密度、細(xì)線路發(fā)展的需求，沉銅、干膜前對(duì)板面進(jìn)行有效的表面處理，提高結(jié)合力，是極為關(guān)鍵的流程。多數(shù)廠家采用去毛刺、清潔、拋光和研磨等手段來(lái)調(diào)整金屬表面狀態(tài)。此幾種表面處理方式使用的磨料和輔料的種類，對(duì)小孔塞孔起著關(guān)鍵作用。

2.1 磨料塞孔問(wèn)題：

　去毛刺、清潔、拋光和研磨都必須使用到磨刷，磨刷在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磨料殘留物，如果殘留物大小與小孔孔徑接近，將出現(xiàn)小孔塞孔問(wèn)題。采用不織布磨刷，對(duì)金屬表面處理效果較好，但此種類型磨刷在磨板過(guò)程中存在不織布脫落，而且脫落的不織布大小不一，一旦殘留在小孔里面，采用高壓水洗無(wú)法去除。

　結(jié)論：不織布磨刷磨板，不織布刷毛存在脫落塞孔問(wèn)題，目數(shù)越小問(wèn)題比例越高。且都是高壓水洗無(wú)法去除，換成其它類型磨刷，則塞孔問(wèn)題可避免，而且能夠有效去除鉆孔孔邊毛刺等缺陷。

　量體裁衣，根據(jù)產(chǎn)品的特性選用合適的磨刷。是小孔金屬化的重要保證。

2.2 火山灰塞孔：

　保證干膜與基板表面牢固的粘附，要求基板表面無(wú)氧化層、油污、指印及其它污物，無(wú)粗糙鍍層。增大干膜與基板表面的接觸面積，還要求基板有微觀粗糙的表面。達(dá)到上述兩項(xiàng)要求，貼膜前要對(duì)基板進(jìn)行認(rèn)真處理，而且現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)要求越來(lái)越細(xì)的線寬和間距，滿足板件特性要求，因此發(fā)展了火山灰刷板機(jī)?；鹕交曳鬯鍣C(jī)是將火山灰粉懸濁液噴到板面上用尼龍刷進(jìn)行擦刷，其加工主要有以下五個(gè)流程：

　 a．尼龍刷與火山灰粉漿液相結(jié)合進(jìn)行擦刷；

　 b．刷洗除去板面的火山灰粉；

　 c．高壓水洗；

　 d．水洗；

　 e．干燥。

火山灰粉刷板機(jī)處理板面有如下優(yōu)點(diǎn)：

　 a．磨料火山灰粉粒子與尼龍刷相結(jié)合的作用與板面相切擦刷，能除去所有的污物，露出新鮮的純潔的銅；

　 b．能夠形成完全砂?；摹⒋植诘?、均勻的、多峰的表面，沒(méi)有耕地式的溝槽；

　 c．由于尼龍刷的作用緩和，表面和孔之間的連接不會(huì)受到破壞；

　 d．由于相對(duì)軟的尼龍刷的靈活性，可以彌補(bǔ)由于刷子磨損而造成的板面不均勻的問(wèn)題；

　 e．由于板面均勻無(wú)溝槽，降低了曝光時(shí)光的散射，從而改進(jìn)了成像的分辨率。

　 A、對(duì)于孔徑為0.3mm，“FFF”型號(hào)火山灰磨板后有2 個(gè)孔出現(xiàn)塞孔，“FFFF”不存在有塞孔問(wèn)題。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確認(rèn)當(dāng)火山灰粒子尺寸比加工板件孔徑≤3mil 能夠有效防止火山灰塞孔。

　 B、對(duì)于孔徑為0.25mm、0.2mm、0.15mm 火山磨板后，兩種火山灰都出現(xiàn)塞孔，但“FFFF”塞孔比例明顯低于“FFF”火山灰。而且隨著孔徑縮小，“FFF”塞孔比例明顯上升，但“FFFF”火山灰，塞孔仍保持在低比例。

　 C、磨板過(guò)程中火山灰殘留在小孔里面，經(jīng)過(guò)后制程高壓水洗，仍無(wú)法解決火山灰的塞孔問(wèn)題。導(dǎo)致小孔鍍不上銅、鉛錫，蝕刻后出現(xiàn)孔無(wú)銅問(wèn)題。

　根據(jù)孔徑大小，選擇合適的火山灰類型是保證小孔質(zhì)量的另一個(gè)重要因素。

三、結(jié)論

　隨著PCB尺寸不斷減小，孔徑不斷縮小，布線密度不斷提高，板件加工技術(shù)要求進(jìn)一步提高，過(guò)去輕忽或認(rèn)為不重要的部分，現(xiàn)在都成為關(guān)鍵及重要的影響，必須深入研究板件特性和加工過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)，加以改進(jìn)，提高。