问题排除之pcb系列

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1、问题排除之PCB系列—孔壁脱离byMichaelCaranoAugust1,2007与金属化工艺相关的最严重的问题中（除空洞外）有一个是孔壁脱离（HWPA）问题。简单说来，HWPA是一个存在化学镀铜沉积粘合力不足的区域或PTH内的区域。该缺陷小到为很微小的起泡现象，大到大面积的粘接力不足。图1所示为HWPA的一个例子图1中，孔壁脱离（HWPA）相当严重，表现为大面积镀层不粘合。图2显示出经过一次焊接后的起泡，该缺陷比图1所示的缺陷程度更普遍。该文章将对各类的HWPA及起因进行讨论。自树脂回缩后，电镀槽中的另一个小恶魔通常与HWPA混淆，我们此处也将讨论对其起因

2、和与孔壁脱离（HWPA）的分别。并且将与您一起来看一下一些解决这些问题的常用方法。孔壁脱离（HWPA）起因与其他PCB或组装上的任何缺陷一样，可能性的起因是多方面的，HWPA的起因也一样。以下是孔壁脱离（HWPA）的最常见的起因。化学镀铜工艺过分活跃孔壁脱离的一个重要起因是铜沉积太快，导致了受应力的条件。沉积中固有的应力导致了铜从基材上脱离。如果这是起因，以下是一些可能找到原因的地方：·检查化学镀铜沉积率面板上沉积率，检查是否由于化学镀铜溶液的过温情况而引起沉积率增加。·查看溶剂中甲醛、碱、铜成分的比例，尤其是如果该工艺由这些外加剂操作窗控制时。碱浓度偏高将导

3、致沉积率升高。·检查化学镀铜沉积的晶格结构（grainstructure）。当HWPA不存在时与以上结果比较。去钻污操作使在树脂上遗留的表面形貌结构偏少表面形貌结构差通常与过锰酸盐工艺相关。较高Tg树脂抗去钻污化学液能力较强，因此表面形貌结构和树脂的去除程度超过了偏好值。使用重量损耗测量法将呈现一些证据，即用一个带相同树脂结构的小样品，经过现有条件下的去钻污工序。在去钻污后对PTH进行SEM，可获得树脂上表面形貌结构较好的画面。图3是树脂表面形貌结构极好的一个清晰图例。该表面提供足够的表面来提高催化剂吸收，并为其后的的铜金属化提供粘接点。很显然，solvent

4、swell（碱性高锰酸盐工序的第一个工艺步骤）不足以减弱树脂中ymer-polymer间的结合力。这将导致树脂去除不足和表面形貌结构不足。但是，溶液侵入树脂结构中过多也是有害的。高锰酸盐溶液不仅氧化了减弱后的树脂结构中polymer结合，也氧化过量的溶剂。过量的溶剂将导致HWPA和其他问题。需要避免图4中所示的情况。该形貌结构非常光滑，将最小化催化剂吸收和其后最小的均匀金属化。该光滑形貌结构也将减小铜与树脂间的粘接力。光滑形貌结构的通常起因是：·与溶剂步骤的接触时间不足·溶剂与树脂结构不匹配·碱性高锰酸盐溶液中的时间和温度不足·高锰酸盐溶剂中锰组成低于20g/

5、L·高锰酸盐溶剂中碱含量太低接下来，我们将研究HWPA的其他起因，并提供一些使用碱性高锰酸盐去除各类树脂结构的有效贴士。孔壁脱离（HWPA）起因研究一个生产商经历了不规律HWPA的情况。缺陷出现在在FR-4材料上、小孔和大孔上都有、6-8层板上明显。制造商引进了EDTA的化学镀铜（中等沉积）24个月，用于在30分钟内沉积50-60微英寸的铜。操作温度定为75到5°F。在存照问题起因的过程中，电镀线操作员报告说没有偏离工序规定，但目检一些面板时发现电镀后的铜上有明显颜色较深的情况。另外，重量损耗测量法表明，有一些时候，记录到的沉积高达0-100微英寸。使用过度电

6、镀后的板制样后经过浮焊，几个样品显示出了高度HWPA。主要起因很简单：化学镀铜沉积时在受应力条件下。记住这个特定的化学镀铜工序中公式是30分钟内沉积50到60微英寸，而不是相同时间内90到100微英寸。对更高的沉积率另有公式，但这一情况不是。当化学超过其能力时，异常情况就出现了。现在让我们看问题的起源。化学镀铜溶液是通过一根单通道控制器监控工作溶液含量来维护的。根据铜的分析，补充其他的化学物质使达到比例，维持工作范围的工序。这就是说氢氧化钠的含量是根据加铜后的铜来确定加入的。不幸的是，在这个案例中，感铜的感应器没有调零，因此，在溶液中铜含量正常的情况下，“控制

7、器”却认为铜含量偏低。由于误计算，另加的铜和氢氧化钠使得含量偏高。氢氧化物比要求值偏高，使沉积率超过要求的50到60微英寸。请记住，任何可导致超过正常沉积率的工序的变化都可造成HWPA。树脂回缩树脂回缩与其说是电镀/金属化缺陷，不如说是材料问题。如果不仔细的话，树脂回缩会与、也经常与HWPA混淆。树脂回缩是树脂未固化完全的结果。当带未固化完全的树脂和层压板经过锡焊冲击或其他热冲程后，带有未完全固化树脂的区域将容易发生收缩。一种区分HWPA和树脂回缩的方法是仔细看晶相切片。如果是HWPA，将会看到基材面的侧壁是直的，而镀层铜向外弯（见图1）。如果是树脂回缩，孔中

8、的镀层铜是直的，而树脂是往回收的。在未