理解 PCB 互连缺陷 (ICD):成因、预防与对策
您需要了解的互连缺陷 (ICD)
内层分离,即互连缺陷 (ICD),可导致 PCB 电路失效。为制造全功能 PCB,制造商必须关注 ICD 及其成因。本文概述 ICD 及制造商如何预防和纠正。
什么是互连缺陷 (ICD)?
PCB 生产中,制造商钻穿内层电路并镀化学铜连接内层电路。这个镀铜孔通常称作过孔,将电路引至板顶层。过孔使 PCB 不同层互连,赋予功能。
然而,有时钻孔内或附近出现缺陷。此缺陷称作互连缺陷 (ICD) 或内层分离。顾名思义,ICD 涉及铜填充与电路间分离。这些组件必须正确连接 PCB 才能正常工作。内层铜可靠性是制造无系统损坏功能 PCB 的关键。
ICD 最常因热冲击(如焊接)发生。通常在板两面第一内层发现,深层较少见。
层分离成因
ICD 两大常见成因:铜结合失效与过量碎屑。虽专家按成因分类,但本文按缺陷位置分类。了解分类请跳至下节。现聚焦两大成因:
- 碎屑型 ICD: 钻孔过程中碎屑进入互连孔。钻孔污渍、玻璃与无机填料颗粒也可堆积孔内。清洗这些物质是标准制造步骤,但有时步骤执行不当或被忽略。碎屑常导致含无机填料低损耗材料的 ICD。
- 铜结合失效 ICD: 其他情况下 ICD 非碎屑堵塞所致,而是内层铜未连接或断裂。键合经历高应力或结合强度不足时发生。较厚 PCB 和较大孔增加铜结合失效 ICD 风险。因技术变革如板厚增加,制造商近年更频繁见此类 ICD。随 PCB 设计进步,希望此类失效减少。
高树脂含量、低铜含量、使用低耐温材料、欠固化板卡增加 ICD 风险。
分离类型
按 PCB 内位置分类,ICD 分三类:
- I 型: 发生在内层铜与化学铜界面
- II 型: 位于化学铜与电镀铜界面
- III 型: 位于化学铜层内部
I 型和 III 型 ICD 通常因化学铜工艺控制不善(铜结合失效)发生,II 型 ICD 因污染(碎屑型)发生。确定 ICD 位置,制造商用显微切片技术和表面蚀刻获取易见横截面。III 型 ICD 需精密测试检测,故须高度重视 ICD 测试。
如何预防分离
预防 PCB 内层分离似显而易见——进入下一生产阶段前测试。但 ICD 不总在测试中显现,因其响应应力而生。反而在组装或使用阶段(此时无缺陷最重要)发生。需主动方法真正预防 ICD 形成。
为降低 ICD 风险,制造商必须严谨对待生产每环节。具体可采取以下步骤针对根因:
- 彻底去污钻孔孔壁,尤其使用导致钻头更热的方法时
- 使用高耐温材料
- 确保化学铜具有承受高应力的适当晶粒结构与厚度
提升内层铜可靠性取决于制造工艺质量。使用正确材料、钻孔参数、化学控制可将 ICD 风险降至最低。
了解更多 PCB 生产流程,在线联系我们或致电 717-558-5975。
工业技术