标签: PCB工艺

自1936年，保罗·艾斯纳正式发明了 PCB 制作技术，到现在，已过去 80 余年，PCB 迅猛发展，并且成为电子行业必不可少的基础。虽然 PCB 一般只占成品电路板 5~10%的成本，但 PCB 的可靠性，却远比单一的元器件重要——元器件坏了，电路板尚可修理，而 PCB 坏了，电路板就只能报废! 说到可靠性，这就不得不提起关于 PCB 的孔金属化问题了。 孔金属化，它的核心作用，就是通过在孔壁镀铜，实现 PCB 层与层之间的导通，它是双面板、多层板能够发挥作用的核心关键点，因此，许多电子行业的巨头，如苹果、华为等，都对此极其重视。 但其实，孔金属化技术并不复杂，可以简单的分为两个部分：电镀铜前准备、电镀铜。而电镀铜的好坏，又在很大程度上取决于电镀铜前准备。 因此，业内人士往往会把关于 PCB 可靠性的问题，聚焦到电镀铜前准备的部分。 目前行业主流的电镀铜前准备工艺，主要有三种：沉铜、黑孔、黑影。(还有胶体钯、金属灌浆等，但非目前主流，此处不作讨论) 一、沉铜 沉铜，也称化学沉铜，其主要原理是采用化学中的置换反应，在孔壁上沉积一层铜，以作为后续电镀铜的导电引线。假如是常规的沉薄铜，它的厚度一般为 0.5μm 左右。作为最传统的电镀铜前准备工艺，它具有如下优缺点： 优点： (1)金属铜具有优良的导电性能(电线里面，常规就采用铜线作为导电) (2)厚度可调整范围大，适应性广(目前业内最低在 0.3μm 左右，最高可到 30μm，直接代替后续的电镀铜工艺) (3)工艺成熟稳定，可以适用于所有的线路板品类产品(PCB/FPC/RFPCB/载板/金属基板/陶瓷基板等等) 缺点： (1)含甲醛，对操作人员健康不利 (2)设备投资大，生产成本高，环境污染不小 (3)时效管控短，一般有效时间为 3~6 小时 二、黑孔 黑孔，属于直接电镀技术中的一种，其主要原理是采用物理原理，使碳粉吸附在孔壁表面，形成一层导电层，以作为后续电镀铜的导电引线。通常情况下，其厚度为 0.5~1μm。作为目前主流的电镀铜前准备工艺之一，它具有如下优缺点： 优点： (1)不含甲醛，对作业人员健康影响小，且对环境的污染小 (2)设备投资不大，废物处理更简单，工艺成本比沉铜低 (3)药水与流程相对减少，时效性可达 48H，更便于维护与管理 缺点： (1)在导电性能方面，导电碳粉会弱于沉积铜层 (2)其适用性不如沉铜广，因此，虽然已经被大规模运用，但目前业内主要用于双面板，高端的如 HDI 等产品，几乎不采用 三、黑影 黑影，严格意义上来说，算是黑孔工艺的进一步发展，其原理、优缺点，都类似，并且要优于黑孔。其主要区别是：黑孔的导电层为碳粉，而黑影的导电层则为石墨。 此外，黑孔一般不会用于高端的产品，或者搭配复杂的工艺，但黑影可以，黑影工艺已部分替代沉铜，广泛地应用于高端线路板，如 HDI 板、IC 载板等，甚至，有时黑影工艺会优于沉铜工艺，如选择性图形电镀。 如上所述，大家可能会觉得沉铜工艺会比黑孔、黑影工艺更好，如果笼统地来看，业内一般也是这么认为的，但如果涉及到实际的应用层面，则不尽然，每一种 PCB 工艺，都会有它的优缺点，进而确立它在实际应用中的地位，假如确实已经全面落后，那自然会被行业所淘汰。 黑孔，可以作为一个参考答案，但却不能作为一个最终答案，因为，它还涉及到各个工艺使用工厂的实际情况，以及工艺中所采用的设备、药水、参数等等。 所以，真实地来看，工艺只是为了制作产品的手段，只要生产出的产品，能够满足出货的要求，并且，生产商也能获得满意的利润，那么，这个工艺就是可以采用的。 经过工厂验证，华秋作为主攻中高端方向的 PCB 供应商，为满足客户需求，实现高可靠生产，华秋决定采用目前最为稳定与成熟的沉铜工艺，以确保更优质的交付品质——虽然成本更高，但合适的，才是最好的! 作为出色的线上 PCB 快板打样及中小批量生产商，华秋不断优化工艺水准，提升管理能力。

过孔，即在覆铜板上钻出所需要的孔，它承接着层与层之间的导通，用于电气连接和固定器件。过孔是PCB生产至关重要且不可缺少的一环。 在PCB生产中，常见的过孔工艺有： 过孔盖油、过孔塞油、过孔开窗、树脂塞孔、电镀填孔 等，每种工艺各有特点，都有对应的应用场景。 五大过孔工艺 一、过孔盖油 过孔盖油的“油”指的是阻焊油，过孔盖油就是把过孔的孔环用阻焊油墨盖住。过孔盖油的目的是绝缘，所以必须保证孔环的油墨盖全且足够厚，这样后期在贴片和DIP时都不会粘锡。 这里要注意下，如果你的文件是pads或是protel，发给工厂要求过孔盖油时，千万要仔细检查一下插件孔(pad)是否用了via，如果是，你的插件孔就会上绿油导致不能焊接。 二、过孔开窗 过孔开窗，相对于“过孔盖油”的处理方式——过孔和孔环均不覆盖阻焊油。 过孔开窗会增加散热面积，有利于散热，所以如果对板子散热要求比较高的，可以选择过孔开窗。另外，如果你需要在过孔上用万用表做一些测量工作，那就做成过孔开窗的。但是过孔开窗有个风险——容易导致焊盘连锡短路。 三、过孔塞油 过孔塞油，即在PCB生产时先用铝片将阻焊油墨塞进过孔里面，再整板印阻焊油，所有过孔都不会透光。目的是将过孔堵住，以防孔里藏锡珠，因为锡珠遇到高温溶解会流到焊盘上导致短路，尤其是BGA上。 如果过孔没有塞好油墨，孔边缘会发红，引起“假性露铜”不良。另外过孔塞油没做好，也会对外观造成影响。 四、树脂塞孔 树脂塞孔简单来说就是孔壁镀铜之后，用环氧树脂填平过孔，再在表面镀铜。 树脂塞孔的前提是孔里面先要有镀铜。 这是因为PCB使用树脂塞孔常是为了BGA零件：传统BGA可能会在PAD与PAD间做via到背面去走线，但是若BGA过密导致via走不出去时，就可以直接从PAD钻孔做via到别层去走线。 采用树脂塞孔工艺的印刷电路板表面无凹痕，孔可导通且不影响焊接，因此在一些层数高、板子厚度较大的产品上面备受青睐。 五、电镀填孔 电镀填孔是指过孔用电镀铜填平，做出来的孔底平坦，不仅利于设计叠孔和盘上孔，还有助于改善电气性能、散热、提高可靠性等。 三大常见的过孔品质问题 一、 孔口气泡 原因： 显影时显影液没有及时更换，老化的显影液中的干膜混合物进入孔内，在后续的清洗时没有清洗干净，烘干后残留在孔中，就会出现孔口气泡。这种情况就会产生二铜镀层厚度向孔内逐渐变薄，最后镀不上的情况，另外就是光剂控制不好也会出现这种不良。 品质隐患： 后期做表面贴装的时候，由于孔里面藏有空气，遇到高温时候可能会炸裂。焊锡的时候也会造成虚焊等。 二、 塞孔不饱满 原因： 导致塞孔不饱满的原因很多，比如未使用铝片塞孔或未添加开油水;没使用树脂孔;孔大于0.3mm;操作员的手法问题，如力度，刮刀方向等。 品质隐患： 在焊盘上可能会出现假焊，虚焊等问题。 三、 树脂与铜分层 原因： 导致树脂与铜分层的原因也比较多，大多是由于树脂塞孔没填满就做下一个工序引起的，还有打磨不平整、设备参数调整、压力和温度调整、树脂原材料等问题也可能导致树脂与铜分层。 品质隐患： 由于树脂塞孔没填满，造成电镀会有凹陷问题，后期对芯片焊接的电阻，以及虚焊假焊等现象都会产生。 题外话： 【华秋电路】专业1-32层板制造商,为您提供PCB/SMT/BOM配单一站式服务，同时还为华秋用户提供四层板免费打样、6层板特价服务。欢迎咨询！