三、蚀刻法

  设计方法:蚀刻法是从上述两种方法中总结出来的改良方法,其指导思想就是在上述加工流程中再增加浸锡和二次蚀刻流程,利用锡保护线路,二次钻后只有披锋处铜面裸露,采用碱性蚀刻的方法将半金属化孔的披锋给蚀刻掉。
  生产流程:(只以二次钻法+蚀刻法进行介绍)
  1. 碱性蚀刻流程:板件→一次钻孔→PTH→外层图形转移→图形电镀→退膜→碱性蚀刻→浸锡→二次钻孔→碱性蚀刻→退锡→感光阻焊→表面处理→字符印刷→锣外形
  2. 酸性蚀刻流程:板件→一次钻孔→PTH直接加厚孔铜→外层图形转移→酸性蚀刻→浸锡→二次钻孔→碱性蚀刻→退锡→感光阻焊→表面处理→字符印刷→锣外形
  这里增加浸锡工艺不是多余的。或许有人认为板件走碱性蚀刻流程时,可以退膜后直接二次钻,然后碱蚀,同时把线路蚀出,披锋蚀掉.此种看法考虑不够周全.如果我们的板件是精细线路,有阻抗控制或线宽控制要求,就必须考虑到蚀刻药水对线路侧壁的攻击。为了蚀掉披锋而放慢传输速度、加大喷淋压力,都会增大药水对线路的侧蚀,导致Undercut过大。所以最好的方法还是先蚀刻出线路,再浸锡将线路侧壁保护起来,然后二次钻。

  加工效果:我们此次出于提高生产效率的目的,以3块每叠用二次钻法生产同一料号的板件70个PANAL,840个出货拼板单元,3360个PCS。在碱蚀后被除去了。下面是采集的效果数据:以3块每叠用二次钻法生产同一料号的板件70个次钻后板件披锋残留比例增大了很多,不过最后都在碱蚀后被除去了。下面是采集的效果数据:
  优劣分析 :蚀刻法可以彻底的消除半金属化孔的披锋残留,完全避免了人工修理的麻烦。而且可以在二次钻时按正常叠数生产,是一项值得推荐的好方法。不过浸锡流程在其中扮演着重要角色,最好是拥有一条完整的浸锡生产线。这样才能较好的控制浸锡后板件的锡厚以及锡在板件各处沉积的均匀一致,避免浸锡不良或着厚度不够,未能有效保护好线路和孔铜。又或锡层过厚,造成退锡不净。

  四、填孔法

  设计方法:填孔法是在镀完孔铜后,采用树脂填孔将需要制作成半金属化孔的孔填满,这样锣出半金属化孔后,B点断面后有树脂支撑,也不会有披锋产生。然后再采用凹蚀除胶流程清除树脂。此方法比较适合半金属化孔的孔径小,孔比较密集的板件。
  生产流程:(仅以酸性蚀刻板件为例)
  酸性蚀刻流程 :板件→一次钻孔→PTH直接加厚孔铜→树脂填孔→外层图形转移→酸性蚀刻→感光阻焊→锣半金属化→激光烧蚀+凹蚀除胶→表面处理→字符印刷→锣外形
  加工效果 :只有试验样板,没有批量试验。在此难以评估效果。
  优劣分析 :填孔法的技术含量要求非常高。树脂填孔、激光烧蚀+凹蚀除胶对设备性能要求很高。而感光阻焊层能否经得起凹蚀,还需要进行可靠性测试。总之,填孔法还不成熟,还不能应用到实际生产中。
  以上为大家介绍了四种半金属化孔的加工设计方法,前面三种都是结合我们在实践中的经验,集思广益总结出来的,比较有参考价值。另外有以下两点建议供大家参考:  1、尽量采用PTH直接加厚孔铜的方式,孔铜厚度控制在0.6-0.8mil。PTH加厚的孔铜相对于电镀孔铜而言,金属原子间的结合力小,延展性比较小,容易切断。而加厚到0.6-0.8mil的孔铜,已经可以经受5次热冲击(288℃,10S)的考验。
  2. 尽量说服客户采用沉锡、沉银或者OSP表面处理方式替代热风整平和沉镍金工艺。

  结束语

  本文旨在讨论如何从CAM/CAD设计上以及加工技巧上有效的控制、减小半金属化孔的铜皮翘起和披锋,同时评估各种加工方法对成本控制和制作周期的影响。希望广大PCB从业者从中能得到启示,找到适合自己公司的解决方案。