PCB线路板孔化和电镀的基本特征

【导读】在有“芯板”的多层PCB板线路板中所形成的微导通孔的最根本的特征是盲孔,这些微导通孔要通过孔化和电镀铜来实现层间电气互连。对于多层PCB线路板这种盲孔进行孔金属化和电镀时,其最大的工艺特征是镀液的进入和更换方面。相关阅读:PCB板因智能家居迎来转机
电路板厂家制造多层PCB板中是在有“芯板”的板面上涂覆或层压介质层(或涂树脂铜箔)并形成微导通孔而制做的。这些在“芯板”上积层而形成的微导通孔是以光致法、等离子体法、激光法和喷沙法(属机械方法,包含未介绍的数控钻孔法等)等方法来制得的。多层PCB线路板这些微导通孔要通过孔金属化和电镀铜来实现PCB层间电气互连。本节主要是介绍PCB板中微导通孔在孔化、电镀时有哪些特点和要求。
对于贯穿孔来说,如果是垂直式孔化电镀时,可以通过PCB线路板在制板夹具(或挂具)摆动、振动、镀液搅拌一或喷射流动等方法使PCB在制板两个板面间产生液压差,这种液压差将迫使镀液进入孔内并赶走孔内气体而充满于孔内,对于高厚径比(厚径比:介质层厚度与微导通孔径之比)的微小孔,这种液压差的存在显得更为重要,接着进行孔化或电镀。在孔化电镀时,都要消耗掉孔中镀液中的部分Cu2+离子,因而孔中镀液Cu2+浓度越来越低,孔化或电镀的效率将越来越小。加上贯穿孔内镀液流体的效应(如可视为“层流”现象等)和电流密度分布不均(孔内电一流密度远低于板面的电流密度),因此,孔内中心处的镀层厚度总是低于板面处镀层厚度的。为了减少这种镀层厚度的差别,最根本的方法为:一是提高孔内镀液的流通量或单位时间内孔内镀液的交换次数(假设是一次次的更换镀液,实际上要复杂得多,但这种假设是能说明问题的);二是提高孔内的电流密度,这显然是困难的,或者说是行不通的,因为,提高孔内镀液的电流密度,势必也要提高板面的电流密度,这样一来,反而造成孔内中心处镀层厚度与板面镀层之间厚度更大的差别;三是减小电镀时的电流密度和镀液中Cu2+离子的浓度,同时提高孔内镀液流通量(或镀液交换次数),这样一来,可以减小板面与孔内之间镀液中Cu2+离子浓度的差别(指部分消耗Cu2+和更换镀液的差别而带来的Cu2+浓度差别),这种措施和办法是可以改善板面镀层和孔内镀层(中心处)厚度之间的差异,但往往要牺牲PCB生产率(产量)为代价,这又是人们不希望的;四是采用脉冲电镀方法,根据不同的高厚径比的微导通孔,采用相应的脉冲电流进行电镀的方法{可以明显地改善PCB板面镀层和孔内镀层厚度之间的差别,甚至可达到相同的镀层厚度。这些措施对于多层PCB线路板中微导通孔的孔化电镀是否能适用呢?
正如前面所说的那样,多层PCB线路板中的微导通孔的孔化电镀是在盲孔中进行的,当盲孔的孔深度小或厚径比小时,实践己表明上述的四种电镀措施都能得到好的效果的。但是,当盲孔深度高或厚径比大时,则微导通孔的孔化电镀的可靠性如何?或者说,多层线路板盲孔的深度或厚径比的合适程度如何控制呢?
至于采用水平式的孔化电镀多层PCB线路板中的微导通孔情况未见有详细的报导,但人们可以想象得到,对于PCB板上厚径比不大时,采用水平式孔化电镀应能得到可靠性的电气互连的。而对于较大厚径比的盲导通孔来说,多层PCB板的下表面的盲导通孔是难于赶走孔内气体的,甚至连镀液进入孔内都困难,更谈不上镀液在孔内交换问题,除非定期翻转板面。根据以上多层PCB线路板的孔化、电镀的基本特征和原理,我们可以得出,采用水平式孔化电镀多层PCB线路板中盲导通孔(特别是厚径比大的,如厚径比>0.8)是不及垂直式孔化电镀的。bottomsolder
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