李會霞 夏國偉 張志州 張興望

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

0 引言

內層互連缺陷（inner connection defects，ICD）是指多層板內層焊盤與孔內鍍層之間存在分離的情況，如圖1所示。ICD嚴重威脅多層板層間連接的可靠性，其不安全隱患會極大影響品質。

圖1 內層互連缺陷形態(tài)

本文通過對印制電路板（printed circuit board，PCB）中ICD 原因展開分析，針對其主要源頭殘膠的去膠（去鉆污）方法展開研究，制定改善對策。

1 ICD原因分析

PCB 出現(xiàn)ICD 不良，通過能譜儀（energy dispersive spectrometer，EDS）元素分析找到相關特征元素物質，判定排查。對ICD 處和樹脂處展開EDS元素分析，見表1。

由表1可知，ICD 處有Br 和Si 無素，說明ICD 處有樹脂殘存。殘存樹脂（殘膠）來自多層板鉆孔，是基板樹脂粘附在孔壁后形成的鉆污，改善鉆孔參數(shù)都會留下不同程度殘膠物，只能在后制程完成除膠作業(yè)。

表1 ICD處與樹脂處的EDS分析

2 除膠方法比較

多層板孔金屬化工藝過程必須包含除膠渣（去鉆污），目前常規(guī)方法有化學除膠渣和等離子體除膠渣。

2.1 化學除膠方法

多層板去除孔內殘膠至化學沉銅的工藝流程為：上板-溶脹-高錳酸鉀-中和-玻璃蝕刻-清潔調整-整孔-沉銅。

溶脹是使用膨松劑使樹脂中長碳鍵斷裂，樹脂疏松利于后續(xù)堿性高錳酸鉀的強氧化性對樹脂氧化，使內層焊盤上的鉆污裸露出來便于去除；中和是孔壁去除鉆污反應后，殘余錳的溶解性高價化合物發(fā)生中和反應，形成溶解性最好的二價錳，將其清洗干凈。溶脹、高錳酸鉀去鉆污和中和均為化學反應，其效果都受反應時間、溫度和濃度影響。去除孔壁殘膠的干凈程度直接關系后續(xù)出現(xiàn)ICD的概率。

2.2 等離子體除膠方法

PCB 材料經過改良和創(chuàng)新，高頻高速等高分子材料應運而生。傳統(tǒng)的化學除膠法除膠力不足，極易產生除膠不凈，因此出現(xiàn)了新的等離子體（plasma）除膠。等離子體除膠是利用射頻激發(fā)的離子和自由基，與膠渣反應生成具有揮發(fā)性的碳氫化合物，由抽真空系統(tǒng)抽離，達到孔內除膠效果。

當蝕刻氣體進入反應腔后，在一定溫度和壓力的環(huán)境下，經高頻電極作用，激發(fā)成等離子體狀態(tài)，與PCB 基材反應，生成各種易揮發(fā)氣態(tài)物質并進行清洗。等離子體除膠的主要影響因素為氣體（常用O2/CF4體系）腔體壓力、流速、溫度和除膠時間，分為升溫、除膠和降溫3個階段。

2.3 等離子體除膠均勻性測試

將測試板放入等離子體設備，如圖2所示。依據(jù)實際水平設置除膠線生產參數(shù)和等離子除膠設備參數(shù)，正常生產測量除膠速率，見表2。在表2中，樣本均使用標準片（A 材料，尺寸100 mm×100 mm），除膠量要求為0.1～0.3 mg/cm2，測試結果均在要求范圍內。如孔內需要制作成正凹蝕，可調整咬噬時間及除玻纖制程。

表2 等離子體除膠速率測試

圖2 等離子體測試

除膠時間與除膠數(shù)量成正比，即隨著除膠時間推移，除膠量不斷增加。除膠量應適中，確保產品無ICD即可，如圖3所示。

圖3 等離子除膠效果

3 等離子體和化學除膠對ICD影響

目前在PCB 生產中，對于化學除膠能力不足的情況，孔內除膠主要依靠等離子體除膠。針對厚徑比為16∶1 的高厚徑比訂單，等離子體難以進入厚板中心，導致孔中心除膠不足。因此采用2次除膠作業(yè)，即水平線化學除膠加等離子體除膠方式，以達到更好的除膠效果。對除膠進行模擬驗證試驗（design of experiment，DOE），確定最佳生產制作條件。按正?？景濉⑼字辈迨皆╬lating through hole，PTH）和板電流程操作，結果見表3。

表3 不同的除膠方式組合結果

續(xù)表3

對化學除膠、等離子體除膠等除膠方式展開對比測試，同時監(jiān)控除膠量，最終確定條件1、條件2和條件3均可滿足除膠需求。

4 結語

本文通過分析ICD 產生的原因，利用EDS 元素分析鎖定為殘膠引起。通過對化學除膠、等離子體除膠等不同除膠組合展開測試驗證，最終確定化學除膠1 次+等離子除膠1 次+烤板175 ℃或190 ℃烘烤2 h為改善ICD的最佳方式。