激光盲孔与底铜结合力不良的失效机理分析
铜合金重力铸造常见表面不良分析与对策
y创新性研究铜合金重力铸造常见表面王毅不良分析与对引言长期以来，困扰铜合金重力铸造件表面质量的主要问题有:渣孔、裂纹、硬质点以及气孔等。
而这种缺陷往往要到抛光或电镀工序才能够发现,属于微观缺陷。
前道生产，如成型、机加工序不容易发现，造成较大的报废损失。
本文从铜合金重力铸造件的生产流程入手,分别从原材料检验、生产工艺、设备保养与维护等方面,分析研究品质问题产生的原因和改善措施。
重力铸造生产工艺流程在重力作用下，将熔融的金属液注入铸型而获得所需铸件的工艺方法，即为重力铸造。
一般分为手工浇注、半自动浇注以及全自动浇注。
本文主要以半自动重力铸造工艺为研究对象。
重力铸造工艺流程如图1所示。
图1重力铸造工艺流程重力铸造件常见不良原因分析与改善措施1.硬质点(1)表现形式主要表现为铸件表面抛光后出现孤立或弥散分布的硬质凸点。
在抛光过程中因为硬质颗粒阻挡,经常伴随有尾巴状拉痕存在。
此类不良电镀后愈发明显，导致产品报废。
(2)原因分析对铸件表面硬质点做扫描电镜分析如图2,铸件表面明显可见有硬质凸点缺陷。
图2对铸件表面硬质点扫描电镜分析对铸件表面硬质点进行能谱分析后发现,其 主要成份为O、Al、C、Si、Fe,以及少量Ti、B、S、V、Ca等元素。
新性研究结合重力铸造实际生产工艺及设备特点，做进一步研究分析认为，铸件表面硬质点是以上元素的氧化物，如表1o铸件表面的氧化物与黄铜的物理性质有很大区别，见表1o表1氧化物特性名称密度硬度（莫氏）黄铜&5 3.0AL2O3 4.08.8SiO2 2.67.0SiC 3.29.5Fe2O3 4.9 6.5从表1可见，与铸件基体材料黄铜相比较，AI2O3、S1O2、S1C、Fe2O3、等相关氧化物的密度明显偏低，而硬度非常大。
由于氧化物的硬度比黄铜高很多，在铸件抛光过程中,软的黄铜基体材料首先被抛下,硬的氧化物较难抛平,形成残留凸起的硬质点。
进一步研究分析发现，这些氧化物源自以下途径。
微电子器件失效分析机理
微电子器件失效分析机理微电子器件失效分析机理微电子器件的失效是指器件在运行过程中出现故障或无法正常工作的现象。
失效分析是一种通过对失效器件进行深入分析和研究，找出失效原因的技术手段。
了解微电子器件失效的机理对于提高器件的可靠性和性能至关重要。
微电子器件的失效机理可以归纳为以下几个方面：1.电子迁移：电子迁移是指在电流通过器件时，电子会由高浓度区域向低浓度区域迁移。
长时间的电子迁移会导致金属线或晶体管的导电路径变窄，进而引起电阻增加或电流无法正常通过。
电子迁移会加速器件老化，降低器件的寿命。
2.热失效：高温环境下，器件内部的材料容易发生热膨胀、融化、结构变形等问题。
高温还会加速杂质扩散，导致器件的电性能下降。
热失效是导致器件损坏的重要原因之一。
3.光辐照：光辐照是指器件受到光的照射，光能量会激发器件内部的电子，产生额外的载流子，从而改变器件的电性能。
长时间的光辐照会使得器件的特性发生变化，甚至导致器件烧毁。
4.电压应力：过高或过低的电压都会对器件造成应力，导致器件的电性能下降或失效。
过高的电压会导致电场强度增加，引起介质击穿或漏电。
过低的电压则会导致器件无法正常工作。
5.湿气腐蚀：湿气中的水分和氧气会与器件内部的金属或半导体材料发生化学反应，导致器件腐蚀，进而引起失效。
湿气腐蚀是封装不良或外界环境湿度过高导致的常见问题。
对于微电子器件的失效分析，可以采用以下方法：1.故障分析：通过对失效器件进行外观检查、电气特性测试和物理结构分析，找出故障点所在，并进一步分析故障原因。
2.材料分析：通过对器件的材料进行化学分析和显微结构观察，确定是否存在材料缺陷或污染物，以及其对器件性能的影响。
3.应力分析：通过应力测试和有限元仿真等方法，分析器件的应力分布情况，找出由于应力导致的器件失效。
4.加速老化实验：利用高温、高湿等环境条件，加速器件老化过程，研究器件在极端环境下的失效机理。
通过对微电子器件失效机理的深入研究和分析，可以指导器件设计、制造和使用过程中的改进措施，提高器件的可靠性和性能。
激光模切压敏胶粘接失效分析及解决方案
激光模切压敏胶粘接失效分析及解决方案【摘要】激光模切压敏胶粘接技术在电子领域有广泛应用，但在实际使用过程中常出现失效现象。
本文通过分析激光模切对压敏胶粘接的影响和失效原因，提出了优化激光模切参数、选择合适的压敏胶、改善胶接工艺和加强胶接部件设计等解决方案。
总结了激光模切压敏胶粘接失效分析的关键点，并提出了今后改进方向建议，希望能为相关研究和实践提供参考。
通过本文的研究，可以有效提高激光模切压敏胶粘接的效果，减少失效率，促进技术的进步和应用的推广。
【关键词】激光模切、压敏胶、粘接、失效分析、解决方案、参数优化、胶选择、工艺改善、设计加强、关键点、改进建议1. 引言1.1 激光模切压敏胶粘接失效分析及解决方案激光模切压敏胶粘接失效分析及解决方案是在工程制造领域中常见的问题之一。
激光模切技术在材料加工中具有高精度、高效率的优势，但在应用过程中会对压敏胶粘接产生一定的影响，导致粘接失效的情况频繁发生。
压敏胶粘接失效的原因主要包括激光模切过程中产生的热量引起胶粘剂变性、胶粘剂和基材界面粘合不牢固、胶粘剂质量不合格等。
为了解决这些问题，可以采取以下几种解决方案：优化激光模切参数，避免过度热量对胶粘剂的影响；选择合适的压敏胶，确保其性能符合实际需求；改善胶接工艺，提高粘接质量；加强胶接部件设计，增加结构强度。
对激光模切压敏胶粘接失效分析的关键点包括对激光模切参数、胶粘剂选择、胶接工艺、部件设计等方面的综合考量。
未来的改进方向建议可以在深入研究激光模切对胶粘接的影响机理上，进一步完善解决方案，提高压敏胶粘接的可靠性和稳定性。
2. 正文2.1 激光模切对压敏胶粘接的影响1. 温度影响：激光模切过程中会产生高温，对压敏胶的粘接性能造成影响。
如果温度过高，可能导致压敏胶失去原有的粘接性能，甚至烧损。
3. 光能影响：激光能量的强弱会直接影响激光模切对压敏胶的粘接效果。
激光能量过强可能导致压敏胶烧损，过弱则可能无法完全切割胶粘接部件。
电镀填孔凹陷偏大不良的改善
印制电路信息2021 No.5电镀填孔凹陷偏大不良的改善孙亮亮 席道林 万会勇（广东东硕科技有限公司，广东 广州 ５１０２８８）摘 要 电镀填盲孔技术是高密度互连（ＨＤＩ）板制作最关键、最重要的技术之一，而凹陷偏大会影响后续工艺进行甚至电路板的性能。
本文针对一种在垂直连续电镀填孔中出现的底部凹陷偏大进行深入研究，通过对设备排查及调整，最终彻底解决问题，为制程改善提供依据。
关键词 填孔电镀；凹陷；改善中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096（2021）05-0020-03 Improvement of hole filling dimple in electroplatingSun Liangliang Xi Daolin Wan Huiyong(GuangDong Toneset Science & Technology co.,LTD, Guanzhou,510288) Abstract Via filling plating technology is one of the most important technologies in the production of HDI boards. Large-dimple is the common problem in the via filling plating. Sometimes it can affect the subsequent processes and even the reliability of circuit boards. This paper made an intensive study of the large-dimple on bottom in the Via filling process Vertical Continuous Electroplating Line. Finally, the problem was solved by checking and adjusting the equipment, which could provide reference for process improvement.Key words Via Filling Plating; Dimple; Improvement近年来，电子产品对于轻薄小、多功能、高可靠性的需求日益迫切，对印制电路板的技术要求越来越高，从工程、工艺设计到配套设备和人员操作等都提出了更高的要求[1]。
激光熔覆层的缺陷成因及控制方法
不同和激光熔覆的快固过程中，气体不能及时逃出表
[2]
过程中形成的热应力和组织应力所致 。
控制裂纹产生的最为有效的方法有以下
几种：
1）调整应力的状态，
尽可能降低拉应力：
①合理降低熔覆层的线膨胀系数，使熔覆层
与基体的线膨胀系数两者应尽可能接近，从而减
面，就会出现气孔。如果保护气体流量过大就会
①减少金属粉末颗粒尺寸，使用球状颗粒或
[1]
表面改性技术 。激光熔覆技术是一种新型的材
料表面改性技术，在工业上具有广泛的应用领
混合粉末可以改进其抗裂性能。
②选择合理的扫描速度、送粉速度、功率密度
域。但由于温差和膨胀系数的不同，激光熔覆过
程中熔覆层可能会出现多种缺陷，如：裂纹、气孔、
等来提高熔覆层的质量。
激光熔覆是在高能激光束作用下，把预置于
小熔覆层残余拉应力，防止裂纹的产生。
②通过基体预热和后热处理可以减小熔覆过
或同步送入金属表面的合金粉末熔化，并微熔一
薄层基体，同时实现熔覆层与基体的冶金结合，使
程中的残余热应力，控制熔覆层的开裂。
2）优化激光熔覆的工艺方法和参数：
熔覆层具有与原合金粉末同样的优异性能的材料
层的交界处容易产生裂纹，裂纹贯穿于熔覆层，沿
②合金化改变组织状态，有利于减少裂纹的
产生。
2
激光熔覆层气孔的形成及控制方法
激光熔覆是一个快速熔化、快速凝固的过程，
着与激光扫描相垂直的方向近乎平行的进行延
在激光熔覆前，金属粉末受潮带有水分或金属氧
伸。裂纹是由于熔覆层与金属基体的热膨胀系数
化物发生氧化还原反应，熔覆时就会有气体产生，
5
[4]
易于逸出 。
PCB之ICD原因分析及改善
PCB之ICD 失效原因分析及改善1. ICD失效：即 Inner connection defects，又叫内层互连缺陷。
对于PCB生产厂家而言，ICD问题在电测工序较难有效拦截，往往是流到下游甚至是客户端，在进行SMT贴装过程，PCB板经历无铅回流焊IR、波峰焊接、以及一些手工焊或是返修等高温制程的冲击下，发生内层互联失效开路，而此时的PCB板已进行了组装，因而会产生极大的品质风险。
2.下面简要从钻孔质量和除胶过程这两个方面，阐述ICD 失效的影响机理，对此类问题的检测和分析经验进行小结。
2.1钻孔质量对ICD 的影响以高频高速材料的加工为例，高频高速板材的基板具有低Dk 、低Df 的特性，其极性小，材料活性低，去除胶渣困难，从而进一步加大了孔内残胶对PTH电镀的影响。
部分高频板材介质层树脂填料多，物理特性比较硬，对钻刀的钻嘴磨耗大，孔壁粗糙度大，以及钻嘴摩擦高温凝胶较多。
因此，在孔壁粗糙度大、钉头异常等情况可能导致除胶药水循环不良，造成除胶效果不佳，未能完全将孔壁残留胶渣去除干净，导致内层孔铜与孔壁连接处产生ICD失效。
也有一部分板材的基材偏软且软化点低，钻孔加工过程中产生的高温易使钻屑软化、粘附成团，造成入钻排屑不畅而形成间歇性的挤出排屑，钻屑易被挤压粘附在孔壁上，极大的增加了后工序除胶处理难度，存在孔内残胶风险，最终可能会导致ICD问题。
对于刚-挠结合印制板（FPC），柔性材料的绝缘介质为聚酰亚胺（PI）等，这些材料的机械加工性能相对较差，加工过程中产生形变大，容易导致钉头产生，也就在内层互连的位置留下了应力，因此，这种情况下钻污残留对孔铜和内层铜层的互连可靠性的影响会更加突出，最终导致产品在受到焊接过程的高温冲击时，内层互连处裂开而出现开路。
2.2除胶不净对 ICD 的影响以普通环氧树脂体系的FR-4板材为例，在化学除胶过程中，钻孔后残留在孔壁的高分子环氧树脂胶所包含的C-O、C-H等化学键可被KMnO4氧化分解，生成对应的二氧化碳和水等无机物，再经水洗或除油后，可被完全清除干净。
导电聚合物用于微盲孔直接电镀工艺的常见问题与对策
导电聚合物用于微盲孔直接电镀工艺的常见问题与对策刘彬云;肖亮;何雄斌【摘要】The conductive polymer film was applied to direct electroplating process for metallization of microvias in fabrication of printed circuit board (PCB). The main process flow including smear removal, conductive organic film formation, and copper electroplating was introduced. The common problems occurred during experiments and production were summarized and some countermeasures were given.%将导电聚合物膜应用于印制电路板(PCB)制造的微盲孔金属化直接电镀工艺中.介绍了主要工艺流程,包括除胶渣、有机导电膜工艺和电镀铜.总结了实验和生产过程中的常见问题,并给出了相应的解决对策.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2018(037)008【总页数】6页(P350-355)【关键词】印制电路板;微盲孔;金属化;直接电镀铜;导电聚合物膜;除胶渣【作者】刘彬云;肖亮;何雄斌【作者单位】广东东硕科技有限公司,广东广州 510288;广东东硕科技有限公司,广东广州 510288;广东东硕科技有限公司,广东广州 510288【正文语种】中文【中图分类】TQ153.14;TG178在印制电路板(PCB)制造工艺中，层间电路导通是靠通孔或盲孔金属化来完成的。
传统工艺一般都采用以甲醛为还原剂的化学镀铜层为底层。
但甲醛毒性大，是一种致癌物质，并且含有铜离子、镍离子、钯离子和配位剂的化学镀铜废液难以处理。
生活中失效的案例
生活中失效的案例引言随着电子制造的高密度化发展和无铅化焊接的高温要求，多层板的层间连接导通孔面临越来越严苛的考验，而导通孔的可靠性在一定程度上决定印制线路板的可靠性。
特别是电子组件（PCBA）的工艺复杂程度在不断提高，印制线路板需要承受多个周期的温度冲击，较高的温度冲击对导通孔内层铜与孔化铜形成较大的应力作用，这就要求生产商不仅要满足相应的出场检验标准，还要从过程控制的角度对导通孔的质量和稳定性进行关注。
印制线路板导通孔出现质量问题的原因有很多，本文基于孔铜断裂的实际失效案例，对孔铜断裂的内在机理进行探讨和分析，并提出工程应用的关注环节和改善方向。
1、案例失效背景某PCB在制造阶段100%测试无异常，在SMT贴片后测试环节发现通孔开路失效现象，不良率在20%左右。
2、CT结构分析对开路通孔进行CT扫描分析，测试结果显示：通孔孔壁均匀性较差，存在异常阴影，见图1（a）；通孔孔铜平直度差。
图1. CT扫描图（a）三维结构图；（b）虚拟切片图3、剖面分析将开路通孔进行纵向剖切研磨，利用场发射扫描电子显微镜（SEM）对通孔剖面结构进行显微观察，结果如图2所示：通孔存在明显的环形裂纹，孔壁粗糙度较大，且PCB整孔不良。
图2.失效通孔剖面形貌如图3、图4所示，孔壁厚度均匀性较差，裂纹萌生扩展区的孔壁有效厚度极小。
SMT回流焊接过程中，PCB经历高温冲击，通孔承受垂直于板面的拉应力作用，孔壁较薄区域属于应力集中区。
此外，值得注意的是裂纹内含有明显异物，异物成分主要为碳、氧元素（见表1），说明PCB除胶渣不够彻底。
图3.失效通孔A区域微观剖面形貌表1. 孔铜裂纹处EDS结果(Wt.%)对通孔开裂区域孔铜的最小有效厚度进行测量，孔铜最薄厚度仅为9.87µm，不符合标准IPC-6012A中关于最小孔铜厚度的要求。
图4. 失效通孔B区域微观剖面结构4、孔铜晶粒形貌分析决定通孔孔铜性能的因素有：1）孔铜宏观结构，如厚度、粗糙度等；2）孔铜微观金相组织，如晶粒形貌。
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激光盲孔与底铜结合力不良的失效机理分析
1 背景描述
电子设计在不断提高整机性能的同时，也在努力缩小其尺寸。
从手机到智能武器的小型便携式产品中，"轻、薄、小"是永远不变的追求。
而PCB制造工艺中的高密度集成（HDI）技术可以使终端产品设计更加小型化，同时满足电子性能和效率的更高标准。
HDI技术目前广泛应用于手机、数码(摄)像机、笔记本电脑、汽车电子和其他数码产品等，其中以手机的应用最为广泛。
采用激光盲孔作为主要的微导通孔是HDI关键技术之一。
激光盲孔孔径小而孔数多的特点是实现HDI板高布线密度的有效途径，因此，激光盲孔的可靠性直接决定到产品的可靠性。
从业内现有的研究成果来看，激光盲孔的可靠性主要取决于制程工艺流程和介质层材料。
一般来说，引起盲孔失效的主要原因包括：（1）由于盲孔孔铜与底铜的结合力不良，产品在使用过程中盲孔孔铜与底铜出现分离；（2）由于盲孔脚部孔铜较薄，产品在使用过程中盲孔脚部孔铜断裂。
本文以一例HDI产品激光盲孔底部裂纹失效案例为切入点，讨论了盲孔与底铜结合力不良的失效机理。
2 盲孔底部裂纹案例
分析
2.1 化铜层针孔导致盲孔底部裂纹
2.1.1 案例背景
某型号的光电通讯设备在可靠性测试过程中的高温和低温状态时，均发现整机不能稳定工作。
经最终排查确认，是PCBA的激光盲孔电阻值出现异常，失效现象为：常温下，故障网络上测得的阻值为367.68 mΩ；将PCBA放入125℃恒温条件下的高温试验箱内部一段时间后，阻值逐渐增大至882.65mΩ，最终发生开路故障。
再从125℃的恒温条件冷却至室温后，故障网络上的阻值为395.41mΩ。
2.1.2 故障定位。