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PCB灯芯效应

何物灯芯

所谓"灯芯效应"(Wicking)是指通孔切片之孔壁上,其玻璃束断面之单丝间有化学铜层渗镀其中,出现如扫把刷子般的画面,原文称为Wicking灯芯之意。其成因一如古早油灯所用的灯芯草一般,在毛细作用下会将液体引入存有微隙的丝束中,此乃传统化学铜必定会出现的一种常态。IPC-6012节b段中会提到此术语。

过度的Wicking多半是出自钻孔动作的粗鲁,或钻针破损不利下拉松拉大玻织纱束所致,因而各种规范自古以来就对灯芯侵入的深度订有上限。IPC-6012对Class 2的板类规定"Wicking"不可超过4mil。传统化学铜的通孔,不管怎么小心去做一定会有灯芯出现,只是深浅而已。至于各种直接电镀法则多半不会产生灯芯效应,即使发生也不很明显,尤其是Black Hole,其碳粉沉积的皮膜早已将纱束空隙填满才去做电镀铜的,当然就不容易出现金属铜反光的灯芯效应了。

过度的灯芯加上孔与孔相距太近时,可能会使得其间板材的绝缘品质变差,或使得"玻织束阳极性漏电"(CAF:Conductive Anodic Filament)情况变得严重。不过常见商用板在这方面尚无需过虑,即使热应力漂锡试验后也不会变得太过份,一般客户很少会在这个节骨眼上找碴。

PCB灯芯效应

图(一)

图1.左500X图可见到玻织横向纱束中已出现渗铜,但并不严重也不致造成绝缘的问题。此种轻微渗铜反而可让孔铜壁的抓地力更好更牢。右500X图可见到画面纵向松散的玻织束中也出现渗铜,且情况也不严重,但钉头情形却很大是很不好的兆头。

PCB灯芯效应

图(二)

图2.上图为200X玻织束渗入化学铜层之明显情形,IPC-6012规定在100X下不可超过4mil。正常微切片的检验是在100X下进行,200X只在有争议时做为促裁公断之用。中400X者则为过度除胶渣之画面。

下图为孔体水平切片所见到化学铜层渗入孔壁玻璃纱数之Wicking情形(浅色处)。

PCB灯芯效应

图(三)

图3.微切片对于PCB的用途正如X-Ray对医生一样,是一种判断病情的最佳功具。左500X图可清楚看到玻织布的突出以及渗铜,都是出自孔口刷磨过度,连外环的铜箔都磨刷得不见了,当然板材就只好特别突出了,这当然不是钻孔粗糙的问题。中500X图显然是过度除胶渣,使得玻织纱束的树脂被溶掉才造成渗铜。右1000X画面则是断纱而造成的渗铜。三者成因不同。