盲孔填孔不良分析
盲孔之填孔技术分析解析
制程化学参数
镀铜液中无机物成份： 硫酸铜 硫酸 氯化物(HCL)
硫酸铜浓度提升时,填孔的 效果比较好.但是对于通孔 的分布力确刚好相反,也就 是当硫酸铜浓度增加时,通 孔铜厚的分布反而下降.
2006/06/10 Prepared By Level
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光剂分解物对填孔的影响
有活性光泽剂副产物(BPU),刻意以不同浓度的 方式加入全新的镀铜液中,发现当副产物浓度越 高时,填孔能力越差;
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待镀板的影响
盲孔是否能够完整又可靠的填平,除了盲孔孔径 与孔深影响以外,还有以下会影响:
薄
厚
从上图来看,当板厚增加、电流密度增大时，可以 明显看出PPR的分布力要优于DC;反之则DC又会 比PPR来的更好。
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D/C与PPR区别
DC填孔
优点：
传统整流 操作方便
PPR填孔
优点：
厚板深孔之分布较佳 板面图形之分布与外 形较好 经由波形调整的协助 而有较好的填孔能力
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填孔的原理
运载剂： 主要是聚氧烷基式大分子量式化合 物，协同氯离子一起吸附在阴极表 面高电流区，降低镀铜速率. 光泽剂： 主要是含硫的小分子量化合物,吸附 在阴极表面低电流区，可排挤掉已 附着的运载剂,而加速镀层的沉积. 整平剂： 主要是含氮的杂环类或非杂环类芳 香族化学品,可在突出点高电流区赶 走已着落的光泽剂粒子,从而压抑该 区之快速镀铜,使得全板面铜厚更为 均匀.
孔无铜缺陷判读及改善
缺陷描述11
整孔无铜，而且大孔、小孔均无铜：
失效分析
➢ 特点：表面只有一层电镀层，孔内整孔无铜， ➢ 主要原因：
板件未沉铜就直接进行平板或图形电镀， 图形电镀时由于吊车故障等原因在微蚀缸停留时间 过长，平板层被全部蚀掉（从内层铜层形成负凹蚀 的情况进行确认）。
➢ 措施：对异常停机情况进行纠正，及时吊出微 蚀缸板件。
性差等原因，填胶不满导致碱蚀药水进入造成 孔内无铜； 措施：改用流动性较好B片，如高树脂含量等。
第四部分：纠正行动及改善方案
采用D-M-A-I-C改进模式： 界定(Define)：对切片缺陷进行认真界定 测量(Measure)：通过通断、BB机和切片 分析(Analyze)：根据具体流程进行分析 改进(Improve)：针对存在问题进行改进 控制(Control)：有效控制形成文件指导生产
缺陷描述6
无铜处全部发生在树脂部位：
失效分析
特点：孔内无铜位置全部发生在树脂部位； 原因：除胶渣不够，树脂蜂窝状结构尚未形成； 措施：检查凹蚀段条件，提高除胶渣能力（如：
提高浓度、温度或延长时间等）
缺陷描述7
电镀层包住平板层，切片从孔口向孔中央平板层逐渐消失：
失效分析
➢ 特点：图形层包住平板层，切片从孔口向孔中 央平板层逐渐变薄并最后消失；
孔无铜缺陷判读及预 防
课程目标
帮助学员对切片缺陷进行判读； 通过案例对原因进行分析并预防； 降低孔定义 第二部分：原因分析 第三部分：缺陷现象及失效分析 第四部分：纠正行动及改善方案
第一部分：孔无铜定义
孔无铜是指印制板金属化孔孔内开路； 在通断检测时失去电气连接性能； 金属化孔包括：通孔、盲孔和埋孔； 孔壁不导通也称“破孔”或“孔内开路”。
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]。
印制电路板电镀填盲孔失效分析
图1 盲孔漏填失效现象激光钻孔后的孔径、孔深、孔口悬伸量、孔底侧蚀量等对填孔效果都有一定的影响。
孔径过大需要更多的铜来填满盲孔，同时药水交换不能过于激烈，否则很难将盲孔填满；孔径过小或过深则不利于药水的交换，如果药水交换不好或电流密度过大，盲孔内极易出现漏填或空洞问题[4]。
而孔深过深会造成电镀的深镀能力不足，也会造成漏填的几率大大增加。
2.1.2 前处理不良无论是采用一次性直接电镀填盲孔还是采用闪镀后再电镀填盲孔，都需要对盲孔里面进行除氧化、气调，出现某个或某几个组分偏高许多，出现某个组分或某几个组分严重偏低许多，就不可能很好的“配合”，发挥各自应有的效应，导致漏填失效的可能性是很大的。
另外，由于镀液在生产过程中是在一直进行着物理、化学反应，必然会有副产物产生，副产物的产生会导致药液的老化或失效。
因此，液进行定期的工艺维护，除去药液中的残留物和副产物，保持药液的鲜活性和清色度。
2.2 Dimple大Dimple大与漏填有一定的相似之处，也就是说漏图2 镭射钻孔孔型×Dimple 控制在多少为宜，Dimple 大到多少就会造成失效呢？这个问题是大家最想知道的，其实Dimple 大小的控制与产品类型和设备能力等有很大的关系。
一般来说，普通的HDI 板内层Dimple 控制在20μm 以内，外层控制在25μm 以内即可，而对于高端HDI 板内层Dimple 要控制在15μm 以内，甚至是10μm 以内，外层Dimple 要控制20μm 以内。
Dimple 大主要不良影响是会造成下一层的互连困难或失效，如图4所示[7]。
2.2.1 电镀参数Dimple 过大的原因最容易想到的就是电镀参数不当，即由于电流密度过小，理论铜的沉积不足以将盲孔内填满，尚欠缺一部分镀铜厚度。
这种因素导致的Dimple 过大也比较容易解决，通常采用加大电流密度或加长电镀时间两种方式，但如采用加大电流密度的方式则要注意不能过大，过大的电流密度会造成盲孔“封镀”，出现盲孔空洞问题。
一种特殊盲孔底部残胶的原因分析
一种特殊盲孔底部残胶的原因分析钟皓;周刚;柳超【摘要】常见的盲孔底部残胶,往往由于激光钻孔参数不合理或袁铜厚度异常、棕化颜色异常,导致盲孔底部树脂残留过多,正常除胶无法完全除去,对盲孔导电性能存在严重的开风险.但有一种特殊盲孔底部“残胶”并非单纯的残胶,不当的处理方法可能会带来更为严重的后果.本文对这一特殊现象进行分析与研究,防止类似问题发生.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2018(026)010【总页数】4页(P28-31)【关键词】任意阶;盲孔底部残胶;铜牙过大;熔融;氧化【作者】钟皓;周刚;柳超【作者单位】广东科翔科技电子有限公司,广东惠州516005;广东科翔科技电子有限公司,广东惠州516005;广东科翔科技电子有限公司,广东惠州516005【正文语种】中文【中图分类】TN410 现象描述ELIC（每层互连）板在生产制作过程中，涉及到对芯板进行激光钻孔。
能量过大则会击穿底层铜箔，导致填孔电镀失效，而能量过小则底部树脂残留过多，存在导通性能失效的风险，因此有些线路板厂为了解决此两难问题，芯板选用阴阳铜（即一面18 μm、一面35 μm），然后减铜至激光钻孔可加工的铜厚范围，从铜箔较薄的一面进行激光钻孔，这样能确保另一面铜箔不会被击穿。
但在实际生产过程中却发现，盲孔底铜残胶的几率较高，加大激光钻孔能量适得其反，盲孔底部残胶更为严重，存在严重的开路风险（见图1、图2）。
1 原因分析1.1 叠合结构及作业流程某6层ELIC板叠合结构见图3。
作业流程如下：芯板开料→烤板→减铜棕化→芯板激光打孔（从L3面）→黑孔→填孔电镀→3/4层线路→次外层压合→减铜棕化→激光打孔→黑孔→填孔电镀→次外线路→外层压合→减铜棕化→激光打孔→机械钻孔→黑孔→填孔电镀→外线路→阻焊→字符→化金→成型→测试→FQC1.2 原因分析图1 切片显示盲孔底部异物分层图2 直接显微镜观察可见盲孔底部异常图3 叠合结构示意图（1）从切片（见图1）看不良现象，初步分析为激光能量偏小，盲孔底部树脂残留过多，除胶无法完全除去。
1mil盲孔填孔电镀加工方案
1mil盲孔填孔电镀加工方案一、引言电镀加工是一种常用的表面处理方法，能够改善金属制品的外观和性能。
在电镀加工中，盲孔的处理一直是一个难题，特别是1mil以下的盲孔更是如此。
本文将针对1mil盲孔填孔电镀加工方案进行探讨，以解决这一难题。
二、1mil盲孔填孔电镀加工的挑战1mil以下的盲孔填孔电镀加工存在以下挑战：1. 盲孔小而深，填孔困难。
由于盲孔的尺寸较小，加之深度较大，传统的填孔方法难以满足要求。
2. 填孔材料选择受限。
填孔材料需要具备良好的导电性和耐腐蚀性，同时要能够与基材形成牢固的结合。
3. 填孔工艺控制难度大。
1mil以下的盲孔填孔需要高精度的控制，包括填孔液的浓度、温度、填孔时间等参数的精确调控。
三、1mil盲孔填孔电镀加工方案为解决1mil以下盲孔填孔电镀加工的难题，我们提出以下方案：1. 填孔液的优化选择。
根据盲孔的尺寸和要求，选择适当的填孔液。
填孔液应具备低表面张力、适度的粘度和良好的填充性能，以确保填孔液能够充分填满盲孔。
2. 填孔液的温度控制。
通过控制填孔液的温度，可以改变其粘度和流动性，从而更好地填充盲孔。
温度的选择应根据填孔液的特性和盲孔的尺寸进行合理调控。
3. 填孔液的浓度控制。
填孔液的浓度对填孔效果有重要影响。
通过精确控制填孔液的浓度，可以实现更好的填充效果。
同时，填孔液的浓度也与填孔时间相关，需要在实际操作中进行优化调整。
4. 填孔时间的控制。
填孔时间的选择应根据盲孔的尺寸、深度和填孔液的特性进行合理调控。
填孔时间过长可能导致过度填充，而填孔时间过短则可能无法完全填满盲孔。
5. 填孔材料的选择。
填孔材料应具备良好的导电性和耐腐蚀性，同时要能够与基材形成牢固的结合。
常用的填孔材料包括镍、银、金等。
根据具体情况选择合适的填孔材料。
6. 电镀工艺的优化。
在完成盲孔填孔后，需要进行电镀处理，以进一步改善表面性能。
电镀工艺的优化包括电镀液的配方、电镀时间和电流密度的控制等。
印制电路板镀盲孔的失效分析
印制电路板镀盲孔的失效分析摘要：运用多种宏微观测试技术和表征方法，对某新型手机用PCB出现的断路故障进行了系统研究。
通过观察盲孔的开裂形貌、分析裂纹的化学成分，确认了镀液配比不当、硫等杂质元素偏析是引起开裂缺陷的关键起因，并首次提出了开裂的失效机制。
同时，辅以有限元方法（FEM）模拟了热循环作用后盲孔的热应力分布情况，并评估了微裂纹扩展趋势。
最后提出相应的建议和意见，这对保障PCB制造和使用过程中的安全可靠性和盲孔的结构完整性有重要参考价值。
关键词：盲孔；开裂；硫脆化；PCB；失效分析Failure Analysis on Blind Vias of PCB for Novel Mobile PhonesJI Li-Na, YANG Zhen-Guo *(Department of Materials Science, Fudan University, Shanghai 200433, China) Abstract: Through macroscopic and microscopic testing methods and characterization techniques, the failure analysis of the vias on PCB for novel mobile phones has been systematically carried out. The investigation on the cracking morphology of the blind vias and chemical analysis on the grain boundary of copper-plating layers have definitely identified that inappropriate compositions of electroplating solution and sulfur segregation are the critical causes of the crack defect. Failure mechanism of the cracking in the blind via was put forward for the first time. Complementarily, microcrack propagation probability was estimated based on the finite element method (FEM) results of stress distribution after thermal cycling. Finally, improvement countermeasures and suggestions are addressed and are of significant value for reference to the safe reliability and structural integrity of PCB products during manufacturing and services.Keywords: blind via; cracking; sulfur embrittlement; PCB; failure analysis1.引言在二级封装用载板—印制电路板（printed circuit board, PCB）的电镀工艺中，镀铜层主要分为两种。
BGA空洞不良之解析
BGA 空洞不良空洞不良之之解析解析随着技术的发展，产品的更新，目前的绝大部份电子产品的设计已几乎离不开BGA 这样的核心元器件。
BGA 的Size 有大也有小，最大的我做过45 x 45 x 3.5mm ， 最小的仅仅是几个毫米，BGA 的Pitch 也有不同，大的有一点几毫米，小的仅仅达到0.4mm ，甚至在随着科技突飞发展将会更小。
因此，为了满足客户对产品越来越高的要求和期望，现在球数越来越多，而Pitch 越来越小的BGA 在SMT 行业中不断地更新换代。
那么，这样就要求产品的设计者在线路设计时，尽可能的利用每一点点有限的空间来进行PCB Layout 。
由此，对于直接面对可能因产品设计的限制，或因制程能力、生产环境、原材料等因素而不得不利用各种工程方法去解决各种工程问题的SMT 制造工程人员来说，挑战越来越大也就可想而知了。
大家都知道，生产制程中，只要有BGA 的产品就就一定会有空洞，是不可避免，只是空洞的大小和多少不同而已。
如果发现BGA 的Voids （即空洞）越多的话，那么它的稳定性或说可靠性就越差，而且空洞面积超过IPC 规定的25%，这种空洞也是制程所不能接受的，那么，该如何来解决这种BGA Voids （空洞）不良呢？我这里给出一些分析经验，与大家共享。
可能导致的原因分析：1. 回流炉温度曲线未调到最佳（预热温度偏低，助焊剂中的溶剂难以完全挥发，停留在焊点内部就会造成填充空洞现象）；2. 操作过程中沾染的有机物同样会产生空洞现象，比如：SMT 车间未紧闭，半自动印刷机无顶盖，工作台面的脏污导致外来灰尘等物质混入到P CB 或锡膏中；3. P AD 上有盲孔而未要求做Copper filling 将孔填平, 会使气泡不良的产生风险增大；4. BGA 或P CB 受潮（多存在于由于转线/不良维修滞后而造成尾数未管控），在回流焊接时，水气进入到锡球中；5. 锡膏未严格受控，或锡膏品质问题（锡膏中助焊剂比例偏大，回流后，挥发后所形成的空隙和空气泡，难以在焊点凝固之前完全逸出）；6. 有铅BGA 搭配无铅锡膏，锡铅合金提前熔化并覆盖住无铅合金，使得无铅合金中空洞不良样板图（1） 空洞不良样板图（2）的助焊剂难以逸出从而产生填充空洞；7.BGA锡球本身已存在空洞。
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电镀盲孔填孔不良分析
目前多阶HDI板的层间互连大多采用微孔叠孔及交错连接方式设计，一般采用电镀铜填孔方式进行导通，但电镀填盲孔技术与传统电镀有一定差别，且在工艺参数，流程设计，设备方面更有严格要求，填孔过程中出现空洞、凹陷、漏填也是厂内控制的难点，下面将厂内填孔缺陷进行分析，提供些填孔不良的思路；
一、填孔不良分析：
针对厂内填孔不良切片分析分类，统计如下：
序号缺陷分类不良图片不良比例
1 凹陷75%
2 漏填15%
3 空洞5%
二、原因分析：
通过切片分析确认，不良主要为凹陷、漏填、空洞，其中凹陷、漏填比例较高，其次为空洞，现针对厂内填孔不良可能原因进行分析.
2.1添加剂浓度失调：盲孔的填孔主要是通过添加剂中各组成分的协调作用、吸附差异平衡化完成，浓度失控势必会造成添加剂在盲孔内吸附平衡的破坏影响填孔效果.
2.2打气喷管堵塞：填孔槽打气大小直接影响到填孔过程中孔内药水交换效果，若打气效果差必然会造成孔内药水交换导致填孔效果欠佳凹陷值偏大.
2.3导电性不良：夹头或挂具损坏、飞靶和V型座接触不好，导致电流分布不均，板内电流小区域必然会出现盲孔凹陷或漏填现象.
2.4填孔前微蚀异常：填孔前微蚀不足均可能导致个别盲孔孔内导电不良，孔内电阻偏高，在填孔时不利于添加剂分布导致填孔失败.
2.5板子入槽时变形导致局部盲孔突起，局部盲孔漏填或凹陷.
2.6泵浦吸入口漏气，必然会造成大量空气进入槽内，通过过滤泵循环过滤将起泡带入整个槽内通过气流进入盲孔，阻碍孔内药水交换导致盲孔漏填现象.
三、效果验证：
实验前通过对药水调整至最佳状态，检查打气管道、夹头（挂具）、打气状况，维修设备接触不良处并用稀硫酸清洗、微蚀速率控制在20—30u”,保证板为垂直状态后进行填孔测试，测试结果无异常.
四、结论：
通过改善前后对比可以看出：厂内填孔不良主要为药水浓度、打气、导电性、填孔前微蚀量异常及槽内有气泡导致填孔异常，当然影响盲孔填孔异常的因素还有很多，只有平时做到长期监控，细心维护设备，认真排查造成填孔不良的每一个可能因素，才能真正运用好填孔技术，解决厂内填孔异常.。