通孔铜层空洞的原因和解决方法.docx

通孔铜层空洞的原因和解决方法
通孔中导电层空洞的原因大概有两种：沉积的金属不足，或在充分足量的金属沉积后，又因某种原因， 失掉部分金属。不充分的金属沉积可能是由于电镀参数不当引起，如槽液的化学组成，阴极移动，电流，电 流密度分布，或电镀时拌和活化槽撞击或振动几乎没有用。另外，增加化学沉铜湿润性，前处理潮位避免气泡 也十分重要。镀液的表面能量于氢气气泡在跑出孔中或破灭前的尺寸有关，显然希望气泡在变大前排除于孔 外，以免阻碍溶液交换。
3、干膜有关的孔中空洞
A、 特征描述
孔口或孔边空洞(Rim voids)，即空洞位于离板面较近的位置，它常常由位于孔中的抗蚀剂引起，大约 50－70 微米宽离板面50－70 微米，边缘空洞可能位于板一面或两面，可能造成完全或部分开路。而由化学 铜，电镀铜，镀铅/锡引起的空洞多位于孔中央。桶形裂纹(Barrel cracks)造成的空洞，也与干膜造成的 空洞物理特征不同。
B、 缺陷机理 孔口或孔边空洞是由于抗蚀剂进入孔内，显影时未去掉，它阻碍铜，锡，焊料电镀，抗蚀剂在去膜时去
掉，化学铜被蚀刻掉。一般显影后很难发现孔内的抗蚀剂，空洞所在的位置和缺陷宽度是判断孔口和孔边空 洞的主要依据。抗蚀剂为何流入孔中？被抗蚀剂覆盖的孔中气压比大气压低 20％，贴膜时孔中空气热，空 气冷到室温时气压降低。气压导致抗蚀剂慢慢流入孔中，直至显影。
主要有三种因素导致抗蚀剂流动的速度深度，即： (1〕贴膜前孔里有水或水汽。
高厚径比小孔，。
贴膜与显影时间太长。 水汽停在孔中的主要原因，水分可以降低抗蚀剂粘度，使其较快流入孔中。高厚径比小孔较易发生空洞
问题，这是由于这种孔较难干燥。小孔中的抗蚀也较难显影。显影前时间较长也使更多的抗蚀剂流入孔中。 表面处理与自动贴膜连线，更易发生问题。
C、 避免孔口或孔边空洞 避免孔口或孔边空洞最佳及简单的办法是在表面处理后增加烘干的程度。孔若干燥，不会发生孔口或孔
边空洞。再长的放置时间和显影不佳也不会造成孔口或孔边空洞。增加烘干后，尽可能使贴膜与显影间的放 置时间短，但要考虑稳定问题，若发生以下情况，孔口或孔边空洞可能会发生(以前没有)：
新的表面处理设备及干燥设备安装后。
表面处理设备及干燥段功能失常。
（3）生产高厚径比小孔板。
（4）抗蚀剂变化或换厚的干膜。
（5）真空贴膜机使用。
最坏的也是少有的情形是，抗蚀剂在孔中形成掩盖层。表现为掩膜层被推入孔中50－70微米深，由于 掩膜会阻碍溶液进入，在孔的一端表现为一般的边缘空洞，空洞会延伸到大部分孔中，从孔的另一端起，镀 层厚度越接近孔中央越薄。
许多印制板厂已转为直接电镀工艺，它有时与贴膜机连线，若后段烘干不充分，可能会发生孔口和孔边 空洞。要使小孔充分干燥，烘干段需十分充分。
4、与掩孔有关的空洞
掩孔工艺中，如果掩膜不好会造成蚀刻剂进入孔中，蚀刻去沉积的铜。掩膜的机构损伤是动态发生的， 而上下掩膜一起出现空洞的情况较少。同样，掩膜很薄弱，造成孔内负压，最终导致掩孔缺陷，这层掩膜又 可以降低负压，对面的掩膜较易生存。一面的掩膜破坏，蚀刻剂进入孔中，靠破的掩膜一边的铜首先被蚀刻 掉。另一面，掩膜堵住了蚀刻剂的出口，蚀刻液交流太少，故空洞图形也是较对称的，表现为一端铜厚，另 一端薄。根据掩