PCB生產(chǎn)中的ICD失效如何避免？

ICD 失效，即 Inner connection defects，又叫內(nèi)層互連缺陷。對于 PCB 生產(chǎn)廠家而言，ICD 問題在電測工序較難有效攔截，往往是流到下游甚至是客戶端，在進行 SMT 貼裝過程，PCB 板經(jīng)歷無鉛回流焊 IR、波峰焊接、以及一些手工焊或是返修等高溫制程的沖擊下，發(fā)生內(nèi)層互聯(lián)失效開路，而此時的 PCB 板已進行了組裝，因而會產(chǎn)生極大的品質(zhì)風險。

下面簡要從鉆孔質(zhì)量和除膠過程這兩個方面，闡述 ICD 失效的影響機理，對此類問題的檢測和分析經(jīng)驗進行小結。

鉆孔質(zhì)量對 ICD 的影響
以高頻高速材料的加工為例，高頻高速板材的基板具有低 Dk 、低 Df 的特性，其極性小，材料活性低，去除膠渣困難，從而進一步加大了孔內(nèi)殘膠對 PTH 電鍍的影響。部分高頻板材介質(zhì)層樹脂填料多，物理特性比較硬，對鉆刀的鉆嘴磨耗大，孔壁粗糙度大，以及鉆嘴摩擦高溫凝膠較多。因此，在孔壁粗糙度大、釘頭異常等情況可能導致除膠藥水循環(huán)不良，造成除膠效果不佳，未能完全將孔壁殘留膠渣去除干凈，導致內(nèi)層孔銅與孔壁連接處產(chǎn)生 ICD 失效。也有一部分板材的基材偏軟且軟化點低，鉆孔加工過程中產(chǎn)生的高溫易使鉆屑軟化、粘附成團，造成入鉆排屑不暢而形成間歇性的擠出排屑，鉆屑易被擠壓粘附在孔壁上，極大的增加了后工序除膠處理難度，存在孔內(nèi)殘膠風險，最終可能會導致 ICD 問題。

對于剛－撓結合印制板（FPC），柔性材料的絕緣介質(zhì)為聚酰亞胺（PI）等，這些材料的機械加工性能相對較差，加工過程中產(chǎn)生形變大，容易導致釘頭產(chǎn)生，也就在內(nèi)層互連的位置留下了應力，因此，這種情況下鉆污殘留對孔銅和內(nèi)層銅層的互連可靠性的影響會更加突出，最終導致產(chǎn)品在受到焊接過程的高溫沖擊時，內(nèi)層互連處裂開而出現(xiàn)開路。

1 案例背景
除膠不凈對 ICD 的影響

以普通環(huán)氧樹脂體系的 FR－4 板材為例，在化學除膠過程中，鉆孔后殘留在孔壁的高分子環(huán)氧樹脂膠所包含的 C－O、C－H 等化學鍵可被 KMnO4 氧化分解，生成對應的二氧化碳和水等無機物，再經(jīng)水洗或除油后，可被完全清除干凈。當出現(xiàn) KMnO4 濃度低于控制限范圍等異常情況時，孔內(nèi)壁的基銅層就可能會殘留樹脂膠，經(jīng)除膠、水洗、除油等流程后均無法有效除凈，電鍍時，在有膠的區(qū)域基銅層與電鍍銅結合力較差，經(jīng)熱應力處理后，殘膠區(qū)域受到熱應力的“拉扯”而出現(xiàn)微裂紋現(xiàn)象。

對于高頻材料而言，其介質(zhì)層與鉆刀的鉆嘴磨損更劇烈，鉆嘴摩擦高溫導致凝膠過多，因此，高頻板的除膠過程需更加注意，有些產(chǎn)品甚至采用“等離子除膠＋化學除膠”兩次除膠相結合的流程，來確?？妆跉埬z被完全清除，防止殘留的膠渣造成內(nèi)層銅環(huán)與電鍍孔銅之間結合不良，從而導致 ICD 失效。

審核編輯 黃昊宇