PCB通孔电镀层剥离失效原因分析及改进
2021-06-30陈正清宋祥群秦典成纪成光刘梦茹
电镀与涂饰 2021年11期
陈正清 ,宋祥群 ,秦典成 ,纪成光 ,刘梦茹
(1.生益电子股份有限公司,广东 东莞 523127;2.广东省高端通讯印制电路板工程技术研究开发中心,广东 东莞 523127)
沉铜与电镀是印制电路板(PCB)生产的核心工艺,对电子产品的功能及可靠性有着重要影响[1-3]。PCB沉铜是先利用胶体钯对原本绝缘的孔壁进行活化,然后在环氧树脂表面将铜离子还原成铜单质并吸附于其上得到薄铜,为后续加厚铜做准备。电镀是利用电化学方法将薄铜增至一定的厚度,以实现PCB层间的电路导通[1-3]。
目前电子产品轻量化、高度集成化的趋势越来越明显,这就要求在增大PCB厚度的同时减小通孔的直径,以便留出更多空间供导体布线,即通孔的厚径比越来越大[1,3-4]。厚径比越大,电镀时通孔内药水的交换能力就越差,电镀变得愈加困难,失效风险随之加大[1,3-4]。对于厚径比在16∶1以上的PCB,小孔内镀层之间发生剥离是一种少见的失效形式,目前很少有这方面的研究报道。本文将对此展开失效分析,并根据分析结果优化电镀流程,为工程应用提供技术参考。
1 镀层剥离处的微观形貌
高厚径比PCB因孔内药水交换能力差,电镀时铜原子在板面的沉积速率远远高于在孔壁的沉积速率,且板面因电流密度分布不均,容易造成面铜厚度不均而影响线路蚀刻,故通常采用“一次沉铜→一次电镀→二次沉铜→二次电镀”的流程,即PCB在第一次电镀后旋转180°,再进行第二次电镀,以提升面铜均匀性,减小极差[5]。采用这种工艺时镀层之间容易剥离失效,其截面形貌如图1所示。……
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