隨著印制電路板金屬化孔孔徑的越來越小，印制電路板孔壁電鍍銅層空洞對產(chǎn)品合格率和整機使用可靠性的危害就越來越大。本文探討了印制電路板孔壁電鍍銅層空洞的成因，從而有的放矢地采取預(yù)防措施來提高印制電路板產(chǎn)品的合格率和整機使用可靠性。
印制電路板孔壁一般用化學沉銅法為后面的電鍍做準備，化學沉銅法可在孔壁以及銅面上，形成極薄的導(dǎo)電銅層。而孔壁鍍層的空洞是印制電路板孔金屬化常見的缺陷之一，也是易引起印制電路板批量報廢的項目之一，因此解決印制電路板鍍層空洞問題是印制板廠家重點控制的一項內(nèi)容，但由于造成其缺陷的原因多種多樣，只有準確的判斷其缺陷的特征才能有效的找出解決的方案。
用源興影像測量儀檢測出的PCB孔壁鍍層空洞如下圖所示：
那么，究竟是什么原因引起的PCB孔壁鍍層出現(xiàn)空洞呢？讓我們來一起探討下。
1、PTH造成的孔壁鍍層空洞
PTH造成的孔壁鍍層空洞主要是點狀的或環(huán)狀的空洞，具體產(chǎn)生的原因如下：
淺談電路板孔壁鍍層空洞的成因及對策 - 飛隆俠客 - 飛隆俠客歡迎您的到來!其筋骨苦其心智誠
（1）沉銅缸銅含量、氫氧化鈉與甲醛的濃度
銅缸的溶液濃度是首先要考慮的。一般來說，銅含量、氫氧化鈉與甲醛的濃度是成比例的，當其中的任何一種含量低于標準數(shù)值的10%時都會破壞化學反應(yīng)的平衡，造成化學銅沉積不良，出現(xiàn)點狀的空洞。所以優(yōu)先考慮調(diào)整銅缸的各藥水參數(shù)。
（2）槽液的溫度
槽液的溫度對溶液的活性也存在著重要的影響。在各溶液中一般都會有溫度的要求，其中有些是要嚴格控制的。所以對槽液的溫度也要隨時關(guān)注。
（3）活化液的控制
二價錫離子偏低會造成膠體鈀的分解，影響鈀的吸附，但只要對活化液定時的進行添加補充，不會造成大的問題。活化液控制的重點是不能用空氣攪拌，空氣中的氧會氧化二價錫離子，同時也不能有水進入，會造成SnCl2的水解。
（4）清洗的溫度
清洗的溫度常常被人忽視，清洗的最佳溫度是在20℃以上，若低于15℃就會影響清洗的效果。在冬季的時候，水溫會變的很低，尤其是在北方。由于水洗的溫度低，板子在清洗后的溫度也會變的很低，在進入銅缸后板子的溫度不能立刻升上來，會因為錯過了銅沉積的黃金時間而影響沉積的效果。所以在環(huán)境溫度較低的地方，也要注意清洗水的溫度。
（5）整孔劑的使用溫度、濃度與時間
藥液的溫度有著較嚴格的要求，過高的溫度會造成整孔劑的分解，使整孔劑的濃度變低，影響整孔的效果，其明顯的特征是在孔內(nèi)的玻璃纖維布處出現(xiàn)點狀空洞。只有藥液的溫度、濃度與時間妥善的配合，才能得到良好的整孔效果，同時又能節(jié)約成本。藥液中不斷累積的銅離子濃度，也必須嚴格控制。
（6）還原劑的使用溫度、濃度與時間
還原的作用是去除去鉆污后殘留的錳酸鉀和高錳酸鉀，藥液相關(guān)參數(shù)的失控都會影響其作用，其明顯的特征是在孔內(nèi)的樹脂處出現(xiàn)點狀空洞。
（7）震蕩器和搖擺
震蕩器和搖擺的失控會造成環(huán)狀的空洞，這主要是由于孔內(nèi)的氣泡未能排除，以高厚徑比的小孔板最為明顯。其明顯的特征是孔內(nèi)的空洞對稱，而孔內(nèi)有銅的部分銅厚正常，圖形電鍍層（二次銅）包裹全板鍍層（一次銅）。
2、圖形轉(zhuǎn)移造成的孔壁鍍層空洞
圖形轉(zhuǎn)移造成的孔壁鍍層空洞主要是孔口環(huán)狀和孔中環(huán)狀的空洞，具體產(chǎn)生的原因如下：
（1） 前處理刷板
刷板的壓力過大，將全板銅和PTH孔口處的銅層被刷磨掉，使后面的圖形電鍍無法鍍上銅，從而產(chǎn)生孔口環(huán)狀空洞。其明顯的特征是孔口的銅層漸漸變薄，圖形電鍍層包裹全板鍍層。所以要通過做磨痕測試，控制刷板壓力。
（2）孔口殘膠
在圖形轉(zhuǎn)移工序?qū)に噮?shù)的控制非常重要，因為前處理烘干不良、貼膜的溫度、壓力的不當都會造成孔口的邊緣部位出現(xiàn)殘膠而導(dǎo)致孔口的環(huán)狀空洞。其明顯的特征是在孔內(nèi)的銅層厚度正常，單面或雙面孔口處呈現(xiàn)環(huán)狀空洞，一直延伸到焊盤，斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡，圖形電鍍層沒有包裹全板（參見圖3）。
（3）前處理微蝕
前處理的微蝕量要嚴格控制，尤其要控制干膜板的返工次數(shù)。主要是孔中部因電鍍均勻性的問題鍍層厚度偏薄，返工過多會造成全板孔內(nèi)的銅層減薄，而最終產(chǎn)生孔內(nèi)中部的環(huán)狀無銅。其明顯的特征是孔內(nèi)全板鍍層漸漸變薄，圖形電鍍層包裹全板鍍層（參見圖4）。
3、圖形電鍍造成的孔壁鍍層空洞
（1）圖形電鍍微蝕
圖形電鍍的微蝕量也要嚴格的控制，其產(chǎn)生的缺陷與干膜前處理微蝕基本相同。嚴重時孔壁會大面積無銅，板面上的全板層厚度明顯偏薄。所以要定時測微蝕速率，最好通過進行DOE實驗優(yōu)化工藝參數(shù)。
（2）鍍錫（鉛錫）分散性差
由于溶液性能差或搖擺不足等因素使鍍錫的鍍層厚度不足，在后面的去膜和堿性蝕刻時把孔中部的錫層和銅層蝕掉，產(chǎn)生環(huán)狀空洞。其明顯的特征是孔內(nèi)的銅層厚度正常，斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡，圖形電鍍層沒有包裹全板（參見圖5）。針對這種情況，可以在鍍錫前的浸酸內(nèi)加一些鍍錫光劑，能夠增加板子的潤濕性，同時加大搖擺的幅度。
4、結(jié)論
造成鍍層空洞的因素很多，最常見的是PTH鍍層空洞，通過控制藥水的相關(guān)工藝參數(shù)能有效的減少PTH鍍層空洞的產(chǎn)生。但其它因素也不能忽視，只有通過細致的觀察，了解到產(chǎn)生鍍層空洞的原因及缺陷的特點，才能及時有效的解決問題，維護產(chǎn)品的品質(zhì)。由于本人的水平經(jīng)驗有限，在此列舉了一些平時生產(chǎn)中遇到的實際問題，與同行共享和交流。
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