随着现代电子产品的持续升级,企业对PCB工艺的要求日益严格。由于结构空间限制,对PCB体积的追求越来越小,这对工艺的发展提出了新的挑战。
随之而来的是PCB工艺的复杂性逐渐增加,其中钻孔环节尤为关键。
在工程实践中,有时工程师会依据板厂公布的最小钻孔能力,如0.1mm,来设计PCB中的孔径,以解决线路布局空间不足的问题。当将设计文件交给板厂进行制作时,常会遇到板厂反馈无法实现这一孔径的情况。
这究竟是为何呢?关键在于一个常见的误区:并非所有板材都具备钻制0.1mm孔的能力。虽然0.1mm看似微小,但在采用机械钻时,易导致断刀问题。目前,最小的机械钻孔直径为0.15mm,对于更小的孔径,如低于0.15mm的孔,需要采用激光钻孔技术。
激光钻孔有一个重要前提:板子的介质厚度需在0.127mm以内,超出此厚度的板子无法用激光穿透。设计中的孔无法被制作出来往往不是因为技术无法达到,而是因为设计的板子厚度超出了激光钻孔的适用范围。
为了解决这一问题,可以采取以下几种方法:
开铜窗法
首先将RCC(涂上树脂的铜箔层)压合在内层板上,然后使用光化方法制作窗口。接着通过蚀刻树脂,再利用激光烧除窗口内的基材材料,形成微盲孔。
开大窗法
此法涉及增大铜窗直径至约0.05mm,其大小通常依据底垫和孔径大小确定。当孔径为0.15mm时,底垫直径宜在0.25mm左右,而大窗口直径则为0.30mm。通过激光照射,可精确烧出微盲孔,此法位置准确,适用于制作精确的铜窗底垫。
还有以下几种技术路径可供选择:
树脂表面直接成孔技术
该技术包括多种实施方式,如通过基板上的树脂铜箔压涂、使用FR-4半固化片材及铜箔的工艺方法等。
超薄铜箔直接烧蚀工艺
在采用树脂铜箔两面压覆内层芯板后,通过半腐蚀法将铜箔厚度减至微米级别,再经过黑氧化处理,即可实现CO2激光成孔。
填孔不良的分析与对策
在HDI板的制造过程中,填孔不良是一个常见问题。主要表现为凹陷、漏填和空洞等。这些问题的原因可能包括添加剂浓度失控、打气喷管堵塞、导电性不良、填孔前微蚀异常以及板子入槽时的变形等。
例如,添加剂浓度的不当会导致盲孔内吸附平衡被,影响填孔效果;而打气喷管堵塞则会影响孔内水的交换效果,导致填孔效果欠佳。
为解决这些问题,需要从工艺参数、流程设计、设备等多个方面进行综合考虑和优化。例如,需要确保泵浦吸的气密性良好,避免大量空气进入槽内干扰孔内水的交换等。
PCB工艺的发展与优化是一个综合性的工程过程,需要从设计、材料、工艺等多个方面进行全面考虑和不断探索。