一种渐薄型孔无铜原因探析

对于金属化孔板来讲，其实孔内无铜产生原因很多，并不像一般人认为的是化学铜的原因，对于不同的板件不同的设备。

主要从人机料法环几个方面和生产工艺流程方面作简要的解说，希望可以给业者和技术服务人员一些启发和提示。

人员方面主要操作方面的控制问题特别是对于手动线来讲。

化学处理与其他处理相比，需要比较严格的生产工艺控制，常见如温度，浓度，处理时间，污染物，槽液老化的控制等方面，稍有不慎都有可能造成一些生产质量问题。

生产原料方面除了化学药水要寻找相对正规的药水供应商，保证药水的品质稳定外，还要注意其他相关物料，如硫酸，双氧水，微蚀剂过硫酸盐，甲醛，过滤芯，清洗水，槽液配制用水等的质量和使用效果。

在机械方面主要设备的定期维护，检修，调校，以及生产自动程序的定期检查调教，加热器，过滤泵温度，温控系统，摇摆震动系统等和必要的分析技术。

生产工艺方面主要也是工艺控制调整改善等问题。

生产中的各个环节的特别是转存挪运等状况是很多工厂控制的弱点和盲区。

以上是粗略的从生产的环节作简要地分析，下面从生产工流程方面对上述问题作一个系统地分析：1．首先是基材本身组成和材质（如陶瓷，玻璃基，铝基板等），采用不同树脂系统和材质的基板，如环氧树脂，聚四氟乙烯树脂，聚酯树脂，聚亚酰胺树脂，复合基CEM等，树脂系统的不同，也导致沉铜处理时活化效果和沉铜时的明显差异差异性。

特别是一些CEM复合基板材和高频板银基材的特异性，在做化学沉铜处理时，需要采取一些较为特殊的方法处理一下，假若按正常的化学沉铜有时很难达到良好的效果。

2．基板前处理问题。

一些基板可能会吸潮和本身在压合成基板时部分树脂固化不良，这样在钻孔时可能会因为树脂本身的强度不够而造成钻孔的质量很差，钻污多或孔壁树脂撕挖严重等，因此开料时进行必要的烘烤是应该的。

此外一些多层板层压后也可能会出现pp半固化片基材区的树枝固化不良的状况，也会直接影响钻孔和除胶渣活化沉铜等。

3．钻孔的问题。

钻孔状况太差，主要表现为:孔内树脂粉尘多，孔壁粗糙（孔内玻璃纤维突出，树脂撕挖拉扯严重，孔内的凹凸度大（特别是对小孔来说一般0。

孔无铜分析
一.造成孔无铜的原因很多，通常是干区与湿区两大制程造成；其次是镀铜过薄时，在工序经过的“微蚀”段过多、造成孔无铜（返工板最常见）。

二.沉铜气泡造成孔无铜:主要特征是二铜包一铜，断口铜是由薄变厚（沉铜时有气泡、孔内杂物、遥摆与振动幅度不够造成，主要是药水没有在孔内穿透、药水在孔内存在静置状态，板电时出现断续或连续断点现场，图电后形成二铜包一铜）。

孔粗及药水质量差也会造成此现象发生。

三.油墨入孔造成孔无铜：断口处的二铜没有将一铜包住，甚至有一铜底铜、无二铜；1印湿膜时，油墨在孔里严重堵塞、显影时无法全部显影掉，在图电时没有镀上铜造成，在后面的工序经过多个微蚀段的咬蚀、形成无孔铜，湿膜返工板最易造成油墨塞孔。

2或是干膜返工板，在片碱（NaOH)缸里的时间太久造成（片碱缸里存在大量的干膜碎与杂物质等，片碱缸长时间没有更换或干膜碎无清理）。

四.图电时孔内杂物或气泡造成孔无铜：孔铜断口处由薄变厚、但是距离短小，形成气泡弧形状，杂物规则不等，二铜无包住一铜。

主要体现是断口处的铜由薄变厚且距离短小（气泡或杂物下的一铜2-7UM，在生产过程中则会被微蚀工序咬蚀掉，返工板咬蚀的更多，孔铜断口处更长些）。

五.成品板客户投诉孔无铜：主要表现为过程镀铜偏薄、后工序生产时，微蚀过度或返工次数过多造成，通常是客户端上零件后，功能失效，原本有几个微米的铜，在上件后，经过大电流或强电流下，将薄的孔铜烧断开，造成过孔不通。

一种渐薄型孔无铜是什么原因
 孔金属化是PCB制程中最重要的工序，本文就一种渐薄类型的孔无铜表现形态、成因及解决方案谈一点个人理解和认识。

渐薄类型的孔无铜均有一共性，即：孔内铜层从孔口至孔中央逐渐减薄，直至铜层消失。

 具体图片如下：
 部分客户对此类型孔无铜的误判如下：
 1、锡光剂深镀（走位）能力差而致电锡不良；
 2、PTH异常，孔内未沉上铜；
 3、镀铜的深镀能力差。

 在实际生产中，渐薄型孔无铜屡见不鲜。

究其原因，无外乎是导电基材上（板电一铜或沉厚铜层）存在阻碍电镀铜沉积的阻镀层。

以下就这种阻镀层。

微孔无铜原因分析与改善周毅;崔青鹏;陈雯【摘要】文章主要分析了PCB制造过程中微孔出现孔无铜的各类原因以及改善预防措施,并且详细介绍了对于火山灰堵孔造成的微孔孔无铜的原因分析。

%Specially in Micro-hole,void in hole is a big trouble that bother PCB manufactures.With the development of Electric-production,hole in the PCB becomes smaller and smaller.So it is necessary to find the root cause and sum up the experience of the solution method in this field.By analyzing every possible cause in the PCB production,especially in front-process,this paper explained some key-points in process which are overlooked in manufacturing.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】4页(P33-36)【关键词】微孔;孔无铜;高纵横比产品【作者】周毅;崔青鹏;陈雯【作者单位】深圳崇达多层线路板有限公司,广东深圳518132;深圳崇达多层线路板有限公司,广东深圳518132;深圳崇达多层线路板有限公司,广东深圳518132【正文语种】中文【中图分类】TN411 前言随着电子行业的不断发展，印制线路板亦越来越精细，不仅表现在线宽/线距更细、更密集，层数更高，同时导通孔的孔径也越来越小，即厚径比越来越高，这不仅对钻孔工艺和设备提出了更高的要求，也对与导通相关的其他工艺如沉铜、线路、电镀等亦提出了更高的要求，由于孔径过小，很多钻孔后制程都可能对孔导通产生重要的影响。

To ：正天伟/朱副总Cc ：冉总Fm ：正天伟客服/唐永生Date ：2012-1-9APP ：NO ：HY120101SUB ：孔无铜原因分析及跟进报告一、 目的为贵司找出孔无铜的根本原因，提高品质合格率。

增加与贵司良好的合作关系。

二、问题描述据贵司反馈近段时间生产板孔无铜的问题比较频繁。

三、现场了解情况2012 年 1 月 6 日下午赶到贵司首先查看孔无铜板的具体状况。

经了解，主要有D28010、D26931、D26485 三个料号产生孔无铜。

经观察，孔径为 0.4mm 的小孔孔无铜比例占 90%,孔径为 1.0 以上的大孔孔无铜比例占 10%。

平均 1PCS 上孔无铜达 2-5 个孔数。

见下表生产料号 生产数量 （PNL ）生产数量 （PCS ）孔无铜数量（PCS ） 孔破率D28010 173 2076 336 16% D26931 202 606 30 4.9% D26485大批量(无祥细数据)25不明确四、切片分析原因1、取 D28010 料号做 4 个切片，图片如下：（孔径：0.4mm ）切片特征描述：孔口到孔中间铜厚足渐变薄，最后断裂。

根据以上图片分析孔无铜的孔内残留油墨磨板过度导致孔口无铜钻孔粗糙度达钻孔粗糙度达钻孔粗糙度达钻孔粗糙度达钻孔粗糙度达蓝色为孔内残留油蓝色为孔内残留油原因为镀铜深镀不良或显影不净。

但把图片放大400 倍后观察孔内状况，各孔内均有钻孔粗糙度过大的问题。

2、取D26931 料号做4 个切片，图下如下：根据以上图片分析孔无铜的原因有油墨入孔，蚀刻后磨板过度，钻孔粗糙度过大导致沉不上铜而最终产生孔无铜。

3、取D26485 料号做8 个切片，图片如下：切片特征描述：断裂位在于孔中间或孔口处，且孔铜呈对称平行状断裂现象。

根据以上图片分析孔无铜主要因油墨入孔所致，且部份切片用肉眼可明显看到有油墨在孔内残留。

另在现场跟进过程中，发现此料号显影后的板孔内也有大量油墨在孔内残留。

孔无铜原因分析及改善对策一、原因分析：1、沉铜孔无铜；2、孔内有油造成孔无铜；3、微蚀过度造成孔无铜；4、电镀不良造成孔无铜；5、钻咀烧孔或粉尘堵孔造成孔无铜；二、改善对策：1、沉铜孔无铜：a、整孔剂造成的孔无铜：是因整孔剂的化学浓度不平衡或失效，整孔剂的作用是调整孔壁上绝缘基材的电性，以利于后续吸附钯离子，确保化学铜覆盖完全，如果整孔剂的化学浓度不平衡或失效，会导致孔无铜。

b、活化剂：主要成份是pd、有机酸、亚锡离子及氯化物。

孔壁要有金属钯均匀沉积上，就必须要控制好各方面的参数符合要求，以我们现用的活化剂为例：①、温度控制在35-44℃，温度低了造成钯沉积上去的密度不够，造成化学铜覆盖不完全；温度高了因反应过快，材料成本增加。

②、浓度比色控制在80%--100%，如果浓度低了造成钯沉积上去的密度不够，化学铜覆盖不完全；浓度高了因反应过快，材料成本增加。

③、在生产过程中要维护好活化剂的溶液，如果污染程度较严重，会造成孔壁沉积的钯不致密，导致后续化学铜覆盖不完全。

c、加速剂：主要成份是有机酸，是用以去除孔壁吸附的亚锡和氯离子化合物，露出后续反应的催化金属钯。

我们现在用的加速剂，化学浓度控制在0.35-0.50N，如果浓度高了把金属钯都去掉了，导致后续化学铜覆盖不完全。

如果浓度低了，去除孔壁吸附的亚锡和氯离子化合物效果不良，导致后续化学铜覆盖不完全。

d、化学铜参数的控制是关系到化学铜覆盖好坏的关键，以我司目前所使用的药水参数为例：①、温度控制在25--32℃，温度低了药液活性不好，造成孔无铜；如果温度超过38℃时，因药液反应快，铜离子释出也快，造成板面铜粒而返工甚至报废，这样沉铜药液要立即进行过滤，否则药液有可能造成报废。

②、Cu2+控制在1.5—3.0g/L，Cu2+含量低了药液活性不好，造成孔化不良；如果浓度超过3.5g/L时，因药液反应快，铜离子释出也快，造成板面铜粒而返工甚至报废，这样沉铜药液要立即进行过滤，否则药液有可能造成报废。

孔内无铜的分析研究内容提要一.定义二.目的三.出现孔内无铜的原因及分析1)钻孔导致孔内无铜的原因及分析2)三合一导致孔内无铜的原因及分析3)干菲林导致孔内无铜的原因及分析4)图形电镀导致孔内无铜的原因及分析5)压板导致孔内无铜的原因及分析四.解决方法1)压板2)钻孔3)三合一4)干菲林5)图形电镀一.孔内无铜的定义定义:指镀通孔孔内出现部分无铜(孔内破洞)或全部无铜(电测试开路),从而无法满足客户的要求,此缺陷称作孔内无铜.二.目的本文通过分析研究造成孔内无铜的原因,从而针对不同的原因找出相应的解决方法,进而减少由于孔内无铜的缺陷造成的报废.三.孔内无铜的原因及分析孔内无铜的原因涉及以下的几个工序(1)压板(2) 钻孔(3) 三合一(4)干菲林(5)图形电镀1.压板导致孔内无铜的原因及分析★压板时压板不紧致钻孔时撕裂,进而在沉铜时沉不上铜,导致孔内无铜.分析:压板后层间结合力不足，会导致多层板在后续制程(钻孔)中出现撕裂现象而造成分层有以下的原因:A.内层湿度及挥发物含量过高;B.内层表面受污染;C.氧化层表面呈碱性或有亚氯酸盐残留物;D.黑氧化层结晶不良;E.黑氧化未形成足够的表面积;以上是压板不紧导致孔内无铜的原因分析.2.钻孔导致孔内无铜的原因及分析★钻孔粗糙度过大导致孔内沉不上铜.造成钻孔粗糙度过大原因有:A.)机器参数：(1). 减慢下刀速度 (2). 减少转速B.)人为： (1).不换钻咀(2).钻咀翻磨不良 (3)钻咀被碰裂3.三合一导致孔内无铜的原因及分析★可造成孔内无铜的缺陷有以下三方面的原因:A.在三合一流程中’中和’这一步处理的不好,在孔壁还留有MnO2\KMnO4等成份, MnO2残留在孔壁会导致沉铜后背光不良;B.沉铜时药水浓度及其它的参数控制不当导致沉铜后背光级数不够;C.在三合一流程中”调整”这一步电性调整的不好,将导致部分地方铜沉不上,也即背光效果不好.D.活化缸\沉铜缸振动器运作不良,使气泡残留在孔内,导致孔内沉不铜.4.外层干菲林导致孔内无铜的原因及分析★在曝光时有菲林碎粘在孔壁,显影时未冲掉,因而在图形电镀时镀不上铜,从而导致孔内无铜.菲林碎产生的原因有:A.菲林使用次数过多;B.菲林不够干净;C.菲林擦花导致有菲林碎;4.图形电镀导致孔内无铜的原因及分析★图形电镀时锡缸参数设置不当或振动器马达运作不良,使得孔内有些地方未镀上锡,在经过褪膜,蚀刻时孔内未镀上锡的部分铜层被蚀刻掉,从而导致孔内无铜.三.孔内无铜的解决方法。