原创 PCB设计第020篇 钻孔与孔壁电镀

2023-11-29 19:54 335 1 1 分类: PCB 文集: 2 PCB Layout
    [初次发表 23-11-29  最后编辑:23-11-30]
    上一篇简介了孔的类型和孔环,这一篇说说对孔加工步骤的理解,以及如何从设计角度规避风险。孔是PCB上面比较容易出可靠性问题的地方,本身又不像铜箔图案那样直观,如果因为设计不当带来隐患,那查找起来恐怕会很抓狂。
    钻孔是第一步。PCB图纸上的镀覆孔直径叫做完成尺寸,而考虑到电镀镀层的厚度,实际钻孔的直径必须大于完成尺寸。这个增加量是在 2~4mil之间。
    一般,PCB上较大的孔是用机械钻孔方式制作的,微细的孔则用激光钻孔,有的厂家会建议用化学腐蚀方式。对于低成本的板材,例如CEM(棉,纸纤维),还会使用冲孔工艺。
    钻头尺寸的增量是 50um(2mil)。虽然PCB板厂有很多钻孔尺寸可以提供,但是建议设计师控制一块PCB上孔大小的种类,最好控制在10种以内,越少越好。在PCB制作要求文档中,最好是用双向公差来标注允许的孔径和误差。
    钻孔之后需要做以下3项处理:
    去毛刺/Deburring——钻孔后,铜箔处的孔边沿会出现毛刺,这时需要去毛刺。
    去有机污染/Desmear——钻头穿过树脂材料时,因为摩擦生热,孔壁表面的树脂会熔化。如前一篇所述,通孔是在压合之后加工的,那么树脂残渣就会覆盖在内层铜箔的断面上(即内层的孔壁),这将导致断路或者载流能力下降的问题。去有机污染工序可以除掉这部分多余树脂,让内层铜箔的纵向断面光洁,适合电镀。
    凹蚀/Etchback——为了形成连贯的孔壁,还需要把钻孔方向各层基材的树脂蚀刻掉一些,这样可以把内层导体的上下平面都露出一点(即孔环靠近圆心的部分)。

    第二步是电镀。孔的内壁需要沉积铜,厚度大约 1mil。为了保护孔壁的铜,避免被后续蚀刻工艺破坏,还需要给铜表面镀一层保护性金属,通常是活动性比铜差的锡。
    经过上面两步就得到一个基本的孔,要成为一个合格的孔,还需要设计孔环。
    孔环有最小环宽的要求。最小环宽一般根据镀覆孔的用途来确定。从可靠性角度,不要使用非常窄的环宽。
    

作者: 电子知识打边炉, 来源:面包板社区

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