【0.1mm鉆孔】揭秘激光鉆孔加工常見的4種方法

隨著電子產(chǎn)品的不斷升級，企業(yè)對PCB工藝的要求越來越高，而且由于結(jié)構(gòu)空間原因，希望PCB的體積越小越好，這又進(jìn)一步對工藝發(fā)展提出了新要求。

因此，PCB工藝正變得越來越復(fù)雜，鉆孔就是其中一道難題。

一、0.1mm的鉆孔，為什么做不了？

很多工程師看到板廠的工藝能力寫著最小孔0.1mm時，便把PCB設(shè)計(jì)中的孔改到0.1mm，以解決線路布局空間不足的問題。但當(dāng)他們把設(shè)計(jì)文件發(fā)給板廠打板時，卻收到板廠反饋這孔做不了！

怎么回事呢？其實(shí)這里有個誤區(qū)——不是所有的板都能做0.1mm的鉆孔。

0.1mm是很小的孔，采用機(jī)械鉆的時候，容易斷刀，目前最小的機(jī)械鉆是0.15mm，低于0.15mm的孔需要采用激光鉆。但激光鉆孔有個前提條件，就是板子的介質(zhì)厚度只能是0.127mm以內(nèi)，大于這個厚度就無法激穿。

因此，板子之所以不能做0.1mm的孔，不是因?yàn)榘鍙S做不了，是因?yàn)樵O(shè)計(jì)的板子太厚了。

圖中紅色為激光

二、激光鉆孔加工常見的4種方法

1、開銅窗法：

先將RCC(涂上樹脂的銅箔層)復(fù)壓于內(nèi)層板上，用光化方法制作窗口，然后用蝕刻露出樹脂，再用激光燒除窗口內(nèi)基材材料形成微盲孔。

2、開大窗法：

將銅窗直徑增大到0.05mm左右，比底墊還大(通常根據(jù)孔徑大小確定)，當(dāng)孔徑為0.15mm時，底墊直徑應(yīng)在0.25mm左右，其大窗口直徑為0.30mm。然后進(jìn)行激光照射，即可燒出微盲孔，這樣位置準(zhǔn)確，可用于制作精確的銅窗底墊。它的主要特點(diǎn)是選擇自由度大，進(jìn)行激光照射時可選擇另按內(nèi)層底墊的程序打孔。這種方法有效地避免了由于銅窗直徑與孔徑相同所引起的偏置，從而使激光點(diǎn)不能對準(zhǔn)正窗口，從而導(dǎo)致大量的大尺寸拼板表面有很多半孔或殘孔。

3、樹脂表面的直接成孔技術(shù)：

具體操作方式有以下4種：

a. 基板是用樹脂銅箔在內(nèi)層板上壓涂，然后將銅箔全部蝕刻除去，便可用CO2激光直接在樹脂表面打孔，再繼續(xù)按鍍覆工藝進(jìn)行打孔。

b. 用FR-4半固化片材及銅箔代替涂樹脂銅箔的工藝方法，與用銅箔制作相類似。

c. 涂覆感光樹脂及后續(xù)層壓銅箔的工藝方法。

d. 采用干膜作為介質(zhì)層，與銅箔一起進(jìn)行壓貼工藝制備。

4、超薄銅箔直接燒蝕的工藝方法：

在用樹脂銅箔兩面壓覆內(nèi)層芯板后，可以用“半腐蝕法”將銅箔厚度17m經(jīng)腐蝕減薄至5微米，再經(jīng)過黑氧化處理，即可獲得CO2激光成孔。

三、盲孔填孔不良分析

目前多階HDI板的層間互連大多采用微孔疊孔及交錯連接方式設(shè)計(jì)，一般采用電鍍銅填孔方式進(jìn)行導(dǎo)通，但電鍍填盲孔技術(shù)與傳統(tǒng)電鍍有一定差別，且在工藝參數(shù)、流程設(shè)計(jì)、設(shè)備方面更有嚴(yán)格要求，填孔過程中出現(xiàn)空洞、凹陷、漏填也是板廠控制的難點(diǎn)，下面將填孔缺陷進(jìn)行分析，提供些填孔不良的思路。

填孔不良主要為凹陷、漏填、空洞，其中凹陷、漏填比例較高，其次為空洞。填孔不良可能原因很多，包括：

添加劑濃度失調(diào)：盲孔的填孔主要是通過添加劑中各組成分的協(xié)調(diào)作用、吸附差異平衡化完成，濃度失控勢必會造成添加劑在盲孔內(nèi)吸附平衡的破壞影響填孔效果

打氣噴管堵塞：填孔槽打氣大小直接影響到填孔過程中孔內(nèi)藥水交換效果，若打氣效果差必然會造成孔內(nèi)藥水交換導(dǎo)致填孔效果欠佳凹陷值偏大

導(dǎo)電性不良：夾頭或掛具損壞、飛靶和V型座接觸不好，導(dǎo)致電流分布不均，板內(nèi)電流小區(qū)域必然會出現(xiàn)盲孔凹陷或漏填現(xiàn)象

填孔前微蝕異常：填孔前微蝕不足均可能導(dǎo)致個別盲孔孔內(nèi)導(dǎo)電不良，孔內(nèi)電阻偏高，在填孔時不利于添加劑分布導(dǎo)致填孔失敗

板子入槽時變形：導(dǎo)致局部盲孔突起，局部盲孔漏填或凹陷。泵浦吸入口漏氣，必然會造成大量空氣進(jìn)入槽內(nèi)，通過過濾泵循環(huán)過濾將起泡帶入整個槽內(nèi)通過氣流進(jìn)入盲孔，阻礙孔內(nèi)藥水交換導(dǎo)致盲孔漏填現(xiàn)象

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審核編輯黃昊宇