印制電路板背鉆孔的塞孔樹脂與銅層分離分析

聶小潤 陳 煉 劉俊峰

（珠海杰賽科技有限公司，廣東 珠海 519170）

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

0 前言

隨著信息化產(chǎn)業(yè)的不斷推動，數(shù)字信號傳輸?shù)乃俣仍絹碓娇?、頻率越來越高，傳統(tǒng)設(shè)計的印制電路板（PCB）已經(jīng)不能滿足這種高頻電路的需要。為信號的完整性，PCB中的導(dǎo)通孔（PTH）中無用的孔銅部分需要去除，于是用背鉆的方法去掉孔中多余的鍍銅層。PCB多數(shù)設(shè)計采用高速材料，再搭配背鉆工藝，以減小過孔Stub帶來的“殘樁效應(yīng)”來保證信號的完整性。但受高密度元器件封裝技術(shù)限制，背鉆孔需要進行樹脂塞孔。

樹脂塞孔的技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)逐漸被許多用戶所接受，并不斷在一些高端產(chǎn)品上發(fā)揮其不可或缺的作用，尤其廣泛運用于盲埋孔、HDI、背鉆孔等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品涉及到通訊、軍事、航空、電源、網(wǎng)絡(luò)等行業(yè)，由此帶來背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離就成為需要解決的課題。

1 背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離的分析

1.1 背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離的機理

在熱處理過程中，隨著熱脹冷縮，塞孔樹脂與覆蓋在樹脂上面的銅由于膨脹系數(shù)差異而產(chǎn)生的拉扯力，外加背鉆孔基材內(nèi)可能存在的水氣對樹脂的膨脹力，而塞孔樹脂與覆蓋在樹脂上面的銅之間的結(jié)合力無法對抗以上的兩種力，從而導(dǎo)致背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離。背鉆孔見圖1。

圖1 背鉆孔及塞孔

1.2 背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離影響因子分析

從背鉆孔塞孔樹脂與銅皮結(jié)合力和熱應(yīng)力兩方面綜合考慮，導(dǎo)致背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離的主要因子有：板材類型、樹脂類型、背鉆孔大小、背鉆孔深度等方面進行分析。

2 主要因子的DOE試驗

板材類型的試驗見表1所示；樹脂類型的試驗見表2所示；背鉆孔大小的試驗見表3所示；背鉆深度試驗見表4所示。

3 結(jié)果與討論

（1）不同板材類型、不同樹脂類型、不同背鉆孔大小、不同背鉆孔深度的影響（見圖2）。

表1 不同板材類型的試驗結(jié)果

表2 不同樹脂類型的試驗結(jié)果

表3 不同背鉆孔大小的試驗結(jié)果

表4 不同背鉆深度的試驗結(jié)果

圖2 不同因素的效應(yīng)

（2）在不同板材類型、不同樹脂類型、不同背鉆孔大小、不同背鉆孔深度因素中，對于背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離的主要影響因素為板材類型。

（3）特殊板材的Tg后膨脹系數(shù)為0.02%/℃左右，而樹脂油墨的Tg后膨脹系數(shù)為0.01%/℃左右，兩者的膨脹系數(shù)相差較大，導(dǎo)致背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離，而FR-4板材膨脹系數(shù)與樹脂油墨的膨脹差別不大就不會出現(xiàn)分離問題。

4 結(jié)論

對背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離的主要因子板材類型、樹脂類型、背鉆孔大小、背鉆孔深度進行試驗，總結(jié)出背鉆孔塞孔樹脂與銅皮分離的主要影響因素為板材類型。