深孔电镀孔无铜缺陷成因探讨及改善

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1、深孔电镀孔无铜缺陷成因探讨及改善摘要随着线路板技术的不断发展，深孔电镀正逐渐成为线路板电镀技术的发展方向及目标，而由于深孔电镀产品纵横比高的特点，PTH流程极易出现孔内无金属现象，造成后续孔内电镀不佳等缺陷。本文针对多层线路板尤其是高纵横比线路板在PTH加工制造过程中容易出现的孔内无金属问题进行详细分析，并针对不同类型的PTH孔内无金属现象确定改善措施，以应对高纵横比PCB产品对PTH工序所带来的挑战。关键词深孔电镀PTH高纵横比孔内无金属CausesandImprovementofHoleWithoutCopp

2、erduringDeepHolePlatingZHANGYan-shengDENGDanZHUTuoTIANWei-fengZHOUYiCUIQing-pengAbstract:Asthecircuitboardtechnologyunceasingdevelopment,deep-holeplatingisgraduallybecomingthedirectionandtarget.PTH(platedthrowhole)pronetonometalholebecauseofthehighaspectratio

3、features,causingthedefectssuchaspoorhole-plating.Thispaperanalyzedthepoorhole-platingduringPTHmanufacturingprocessbasedonthemultilayercircuitboard,especiallyhighaspectratiowiringboard.Improvementmeasurestodifferentpoorhole-platingtypeswereputforwardtocopewith

4、thehighaspectratioPCBproductsonthePTHprocesschallenges.Keywords:deep-holeplating;PTH;highaspectratio;holewithoutmetal1前言随着电子产品与技术的不断发展创新，电子产品的设计概念逐渐走向轻薄、短小,印刷电路板(PCB)的设计也在向小孔径、高密度、多层数、细线路的方向发展。而伴随线路板层数厚度增加和孔径的减小，产品通孔厚径比增加明显，PTH加工难度逐渐加大，易导致孔内无金属现象频发。针对此类问题，本文通

5、过药水异常、特殊设计及生产操作等方面介绍深孔电镀在PTH过程中孔内无金属现象产生的具体原因，并根据不同原因确定预防及改善措施，确保PTH良好，保证后续深孔电镀效果。2线路板PTH原理PTH也称电镀通孔，主要作用是通过化学方法在绝缘的孔内基材上沉积上一层薄铜，为后续电镀提供导电层，从而达到内外层导通的作用。PTH主要流程如下图1所示：图1PTH流程图其中，涉及化学反应如下所示：活化：Pd2++2Sn2+→[PdSn]2+——在溶液中反应形成不稳定络合物[PdSn]2+→Pd+Sn4++Sn2+——大部分络合物被还原

6、成金属钯SnCl2+H2→Sn(OH)Cl+HCl——活化后水洗时SnCl2水解生成碱式锡酸盐沉淀随着SnCl沉淀，Pd核也一起在活化的基材表面沉积沉铜：HCHO+OH-→H2+HCHOO-——Pd作为催化剂时，该步反应才能得以进行Cu+H2+OH-→Cu+2H2O——铜离子在碱性条件下被还原成金属铜钯金属微粒基材不连续镀层连续镀层PTH后孔内结构如下图2所示：图2化学镀铜沉积示意图1PTH孔内无金属产生原因分析及改善措施由于深孔电镀产品纵横比较高，导致在PTH过程中，孔内药水交换困难，极易出现孔内无金属现象。线

7、路板PTH流程孔内无金属切片形态明显，不同原因所造成孔内无金属现象相近，需仔细分析区分才能辨别出造成该缺陷真正原因，根据不同切片形态，可将PTH孔内无金属分为如表3.1中三大类：表1不同PTH类别孔内无金属切片形态表原因药水异常特殊设计生产操作典型切片图3.1药水异常类药水异常所造成PTH孔内无金属缺陷主要表现为孔内星点装PTH不良，缺陷处图电铜包裹板电铜，缺陷示意图如下图3：基材板电铜图电铜图电铜包裹板电铜图3药水异常PTH孔内无金属示意图3.1.1产生原因A、活化剂中钯离子含量不足，导致在活化的过程中无法形成

8、足够的胶体钯沉积在基材表面，在后续沉铜过程中，缺少钯离子催化从而导致孔壁沉铜不良，引起孔内无金属缺陷。B、活化缸内渗入微小气泡，引起缸内胶体钯水解，使活化缸丧失活化功能，孔内无法沉积铜层。C、溶液内PH值过低，由于化学沉铜需要在强减性条件下才能进行，PH过低时甲醛还原能力下降，影响沉铜反应速率，造成沉铜不良。D、沉铜缸内络合剂不足，导致部分铜离子生成氢氧化铜沉淀，铜缸内没