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小插件孔吃锡不良成因是什么?

小插件孔吃锡不良成因是什么?

小孔径插件孔,通常指孔径小于0.6mm。针对小孔径插件孔吃锡不良的原因是多方面的,哪些是PCB制造端造成的呢?本文按各流程来分析及说明。

★钻孔工序

📍钻孔质量不良

⇢毛刺/粗糙度过大

钻头磨损或使用不当、参数不当(转速、进给率)会导致孔壁粗糙,产生玻璃纤维/树脂的这些非导体残留物会阻碍后续金属化,形成局部拒镀区,最终导致吃锡不良。

⇢钻污

高速钻孔产生的高温使树脂融化并涂抹在孔壁玻璃纤维上,形成一层难以去除的绝缘层,严重影响孔壁与铜层的结合力。

★PTH – 化学沉铜

📍除胶/凹蚀不充分

⇢这是最常见、最根本的原因之一,特别是对于高Tg板材、无卤素板材,高速高频材料其树脂体系化学稳定性高,难以被常规的除胶剂(如高锰酸钾溶液)完全去除。

⇢除胶不足导致钻污残留,沉铜层无法在洁净的孔壁基材上有效生长,附着力极差,在后续热应力时铜层易剥离。

📍沉铜/化学镀铜异常

⇢活化(钯胶体)失效:钯胶体活性不足、浓度低或被污染,导致孔壁活化点密度不足,沉铜层不连续、有空洞。

⇢沉铜层质量差:槽液成分(铜离子、甲醛、络合剂、pH值、温度)失控,导致沉铜层疏松、有颗粒、厚度不均或覆盖不全(特别是孔中央),形成微观缺陷。

⇢小孔药水交换困难:孔径越小,药水在孔内的交换、循环越困难,容易导致孔中央位置清洗不净、活化不良、沉铜不均,形成“狗骨”或“中间薄”现象。

★图形电镀

📍电镀铜厚度不足或不均

⇢小孔纵横比大,电流分布不均,易出现孔口铜厚、孔中/孔尾铜薄的现象(“狗骨效应”)。孔中间有效铜厚不足(如小于15μm),在焊接时无法承受热冲击而破裂,导致吃锡不良或孔壁分离。

⇢电镀药水(添加剂、主盐、酸度)失衡,导致铜层结晶粗糙、韧性差,易产生裂纹。

📍电镀层结合力差

沉铜层与电镀铜层之间结合不良,可能因沉铜后处理不当(如微蚀过度或不足)或电镀前处理不洁导致。

★阻焊/表面处理

📍阻焊油墨进孔或污染

⇢阻焊油墨流入孔内(尤其是小孔),并经固化后形成残留。即使后续有喷锡或沉金,油墨上的锡/金层在焊接时也无法提供有效焊接面。
⇢阻焊后烘烤不彻底,油墨残留溶剂在后续热风整平(HASL)时挥发,造成孔内空洞或锡层不沾。

📍表面处理问题
✡︎热风整平(HASL)
⇢温度或风压不足,锡未充分流入小孔深处。
⇢助焊剂活性不足或喷涂不均,孔内氧化层未被有效去除。
⇢锡炉中铜含量升高,导致焊锡润湿性下降。
⇢插板角度、速度不当,不利于小孔排气和锡液填充。

✡︎化学沉锡/沉银(Immersion Tin/Silver)
⇢药水活性不足或交换差,孔内沉积不完整。
⇢前处理微蚀过度,导致铜面粗糙,反而影响焊锡性;或微蚀不足,氧化层未除净。
⇢处理后的板子存放时间过长或环境不当,导致锡/银面氧化。

✡︎ENIG(化金)
⇢“黑盘”问题:磷含量不当、沉金反应过度导致的镍层腐蚀、氧化。虽然常表现为焊盘脆裂,但孔壁镍层同样可能发生,导致吃锡不良。
⇢镍层厚度不均或孔隙率高,金层无法完全覆盖,镍层在储存中氧化。

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