分层、起泡的定义
![线路板分层、起泡示意图 线路板分层、起泡示意图](/static/images/loading.gif)
IPC-A-600G对分层/起泡的定义:
- 分层(Delamination):出现在基材内任两层之间或一块印制板内基材与覆金箔之间,或其他层内的分离现象。
- 起泡(Blister):一种局部膨胀形式的分离,表现为层压基材的任意层间或者基材与导电箔或保护性涂层间的分离。
分层、起泡的要求
IPC-A-600G对基材分层、起泡的要求
允收:2级、3级:
说明:无分层或无起泡可以允收。拒收:2级、3级:
说明:有分层或有起泡的拒收。
内层分离
允收:1级、2级、3级:
说明:内层连接完好,无任何分层现象,可以允收。拒收:2级、3级:
说明:内层铜与孔铜之间产生分离或存在夹杂物,拒收。
互连后分离
多层板各内层孔环与后来的铜孔壁完成互连以后,大功即将告成一半时,但这些介面的"互连"(Interconnecting)还要耐得住后续各种高温环境的考验而不分离才算是合格的产品。
通常用288℃高温锡炉,浸锡10秒的方法来验证这种"互连"可靠性,我们把这种浸高温锡的试验称之为漂锡试验(Thermo Stress Test or Solder Floating Test)。只有经过这种严苛的漂锡试验而不出现分离的板件才能合格允收,IPC-6012只要求漂一次锡,但是一般现在都要求连续漂三次以上才算合格。
按IPC-6012B的3.6.2.1节"镀层完整性"之规定,镀覆层的镀层完整性应符合IPC-6012B之表3-6所列述的要求。对于2级和3级产品,不应有镀层分离或镀层裂缝,且内层互连处不应有镀覆孔孔壁与内层间的分离或污染。
产生互连后分离的原因主要是内层孔环的侧面,在化学沉铜或直接电镀铜之前,就有可能存在氧化物或钝化物破膜,两者附着力不够牢靠所造成。因此镀铜前要活化处理是必不可缺的一道工艺,这样电镀铜的可靠度(Reliability)才让人放心。
上图所示:铜壁从铜环上强力拉开,但学没有完全分离开来的切片影像图。
上图所示:微蚀不够彻底,但是可以看出"丝连"的铜钉效果。
上图所示:热应力后铜壁与孔环之间并未完全拉开,而局部拉开所隆起的部分还造成了整体铜壁的轻微突出,按IPC-6012标准此种板拒收。
在进行漂锡试验时,铜壁在强大热应力的拉扯下,使一铜与二铜之间发生了轻微的分离,按IPC-6012标准,此类板子拒收。
上图所示:漂锡试验后环壁铜与内层铜之间产生了分离的沟痕,而且边内环黑化皮膜处与铜孔壁上均出现了"树脂缩陷",热应力之大可见一斑。
上图所示:环壁分离,中间已经隔空,但并不表示全壁整环已空,也不表示已电气开路,只是切片正好逮到此处。
Desmear造成的互连分离
由于基板FR-4环氧树脂的Tg约在130℃时(高Tg板除外),在钻孔时钻嘴与板材强呼摩擦所产生的温度很高,再加上玻纤树脂与碳化钨(Tungsten Carbide)均为不良导体,故所累积的热量常常使得孔壁瞬间温度高达200℃以上,使得部分树脂被软化而成为胶渣,随着钻嘴的调整旋转而涂满孔壁,各内孔环的侧铜面(内层铜面)也自不能幸免,这些软化的树脂冷却后变成钻污(Smear),形成了后来孔环与铜壁在"互连"(Interconnection)方面的障碍,这就是业内人尽皆知的由钻污(Smear)所造成的分离"Separation"。
钻污必须在化学镀通孔(PTH)之前除干净,只有这样才能够让多层板在电性能上拥有最起码的导通品质。不过IPC-6012在3.6.26节中对此制程也有明文规定:去钻污应充分满足镀层分离的可接受准则,去钻污时的咬蚀量不应大于25μm。当分散的钻孔撕伤或划槽造成小区域深度超过25μm时,去钻污不干净不应作为不合格的去钻污。
![Desmear造成的内层互连分离切片 Desmear造成的内层互连分离切片](/static/images/loading.gif)
左二图为以低光率较长时间曝光所得到的照相,可见到左图内层孔环与孔壁之间,确有未除尽的残余钻污存在。右图的微蚀效果甚好,其环与壁之间呈现一种"分离空洞"的情形,很可能两铜之间原本是相互连接的,但因其附着力不够强,在孔壁镀铜层的内应力影响下又被拉开了。这应属于"后分离"(Post-Separation))最早出现的一类,至少是局部分离。
![Desmear造成的内层互连分离切片 Desmear造成的内层互连分离切片](/static/images/loading.gif)
通孔垂直切片上看到的互连分离画面,原因可能是钻污(Smear)造成分离,或是后续高温中才发生的分离,甚至互连处存在夹杂物离等。IPC-6012A在表3-6中对Class2的板类规定对此分离一律不能允收。上左图面之分离与右图之明视与暗视以及再次放大的画面均可判断该板不可允收。