镀覆孔的质量控制和检测方法随着微电子技术的飞速发展,多层和积层印制电路板在电子工业中获得广泛的应用,并且对可靠性的要求越来越高。而镀覆孔作为贯穿连接多层与积层式印制电路板各层电路的导体,其质量的优劣对印制电路板的可靠性有着很大的影响。因此,在印制电路板生产过程中对镀覆孔的质量控制和质量检测,对镀覆孔的质量保证起着非常重要的作用。在印制电路板制造程序中,对镀覆孔质量影响较大的工序主要是数控钻孔、化学沉铜和电镀等。要实行质量跟踪与检测,就必须根据不同的工序的特点,制定与建立控制要点和设立控制点,并采取不同的工艺方法和检测手段,实现随机质量控制。为更加深刻地了解各工序的工艺特性,就需分别加以研究与讨论。一.钻孔质量的控制钻孔是印制电路板制造的关键工序之一。对于钻孔工序而言,影响孔壁质量的主要因素是钻头的转速和进刀速度。要设定正确的钻孔工艺参数,就必须了解所采用的基板材料的性质和特点。否则所设定的工艺参数:转速、进刀速度等所钻的孔就达不到技术要求,严重的就会造成孔壁环氧钻污或拉伤,以致在后工序沉铜或电镀过程中产生空洞、镀瘤等缺陷。根据这种情况,就必须采用工艺试验法,也就是将进厂的基板材料进行实验,设定不同的进刀速度和转速进行组合钻孔,再经化学沉铜后,采用金相剖切法对切片呈现的孔镀层图像与实物进行评估,确定最隹的工艺参数范围,以便在生产过程中根据不同厂家供应的基板材料调整工艺参数。当然,在钻孔工序中其它影响孔壁质量有因素也必须予以重视和控制。如钻头的质量及钻孔过程所使用的上盖板下垫板材料、钻孔过程的吸尘系统和叠层的数量等。二.沉铜工序的质量控制化学沉铜是镀覆孔过程的第一步,它的质量优劣直接影响电镀的质量。因此确保化学沉铜层的质量,是保证通孔电镀质量的基础。为此,必须严格地对化学沉铜槽液进行有效的控制和检测。这因为化学沉铜溶液在生产过程中溶液的各种成份会有很大的变化,除了实现自动控制系统的作用外,还应采取定期定时的抽查分析溶液中各种成份的含量是否符合工艺规范要求,以确保溶液正常工作。根据化学沉铜机理主要控制其沉积速率及沉积层的密实性。化学沉铜的沉积效果检测的主要项目是沉积速率和背光试验来进行。(1)沉铜速率的控制和检测根据化学沉铜的反应化学原理,对化学沉铜速率的主要影响因素有二价铜离子浓度、甲醛浓度、PH值、添加剂、温度和溶液搅拌等。所以,每当溶液工作一段时间(时间的长短由溶液的负载量来决定),就采用一块试验板(带有孔)随产品流过沉铜生产线,以测试其沉铜速度是否符合工艺技术指标与要求。如符合工艺要求,产品板还必须使用检孔镜对产品板进行检查后转入下道工序。如未符合工艺要求,就必须进行背光实验作进一步的测试与判断。测试沉铜沉积速率和背光试验的具体工艺方法如下:1.沉积速率的测定:首先将剥掉铜的基板,剪裁成尺寸为100×100mm(即1dm2)在试验板上一排小孔,留着背光试验用。测定沉积速率的板沉铜前后均在120℃下烘1小时再称重。沉铜速率可通过下式计算:S=[(W2-W1)/t]×5.580式中:S-沉铜速率((m/min)W1-沉铜前试验板重量(g)W2-沉铜后试验板重量(g)T-沉铜时间(min)5.580-每沉积1克铜新增加铜层厚度((m)2.背光实验的检测:主要检测沉铜层的致密度。评定的标准要根据所采用的供应商提供的标准而定。德国先灵公司将沉铜层的致密度分为12个背光等级,最高为5级,最低为0.5级;其它公司所提供的等级标准各有不同,都有评定的合格标准,如背光等级低于合格标准,就说明沉铜层的致密度差,其最终的电镀质量也就无法保证。其具体的方法就是将试验板切一块带有孔的基板材料作试样,经过锯切或磨制到孔中心位置(即中心线上)。测试时利用光从底面射入,然后使用100倍放大镜进行检查即可。通过上述两种控制沉铜质量的工艺方法,就可以进一步确定孔壁质量的可靠性,当转入下道工序-进行电镀铜时,只要能够严格的控制电镀工艺参数就可以达到最终的技术标准和技术要求。三.电镀铜层质量的控制通孔电镀铜层质量控制是非常重要的,因为多层或积层板向高密度、高精度、多功能化...