凌晨三点, 办公室里的白炽灯依旧亮着, 我注视着显微镜下的切片图, 眉头紧紧皱起。这是客户寄来的“疑难杂症”, 也就是PCB孔壁分离（Plating Hole Separation）。在行内人的眼中, 这东西宛如PCB里的“隐形杀手”, 平常不显露痕迹, 一旦发作, 便是整批货品的灾祸。身为猎板的一名资深制程工程师, 这种场景我太过熟悉了。今儿个咱不谈论那些不切实际的，就讲讲这个能让无数质量保证人员与产品经理为之烦恼的问题, 它究竟是怎样出现的, 还有咱们猎板是怎样在每一个环节都全力以赴去杜绝它而不懈努力的。
大致来讲, 就是在进行钻孔操作后, 孔所在位置的铜层与作为基材的部分（一般指玻璃纤维布）脱离开来了。试着去模拟这样一种情景, 当你朝着墙面钉入钉子时, 出现了墙面表层与内部砖头之间发生开裂的状况, 钉子依旧处于其中, 然而却无法起到固定的作用了。对于印制电路板而言, 这种情况所代表的是电气连接完全中断以及信号断连, 这块板子根本就不能正常使用只好直接废弃了。
好多人问: “为何恰恰是我这块板子呢? ”实际上, 孔壁分离并非由单一缘由导致, 它是应力、材料、工艺多重相互作用的结果。这如同谈恋爱, 性格不契合（材料热膨胀系数存有差异）、交流不顺畅（去钻污未彻底进行）、外部环境不佳（冷热冲击过于强烈）, 最终只能“分开”。
让大家能够看得更为清楚起见, 咱们运用猎板日常处理客诉所呈现的逻辑, 将原因分解成为三个占据核心地位的维度:
这是最为关键的物理缘由, PCB 基材, 像 FR - 4 这类, 与孔壁铜箔的热膨胀系数, 也就是 CTE, 全然不一样, 基材受热时膨胀速度缓慢, 铜箔膨胀速度较快, 要是在制造进程中, 像是压合或者电镀的时候, 温度上升下降速度太快, 两者恰似两个步伐不协调的舞者, 强行把结合面撕裂, 尤其是厚径比大的孔, 这种应力集中更为显著。
进行钻孔操作时, 高温致使基材表面的树脂呈现熔融状态, 冷却之后由此形成一层质地坚硬的“残胶”。要是这一作业环节未能妥善完成, 那么后续的化学沉铜便无法良好地附着于基材之上, 而是附着在这层残胶上面。残胶与基材之间的结合力远远弱于铜和基材之间的结合力, 所以一旦遭遇受热情况, 首先发生断裂的部位便是此处。这便是为何猎板在开展多层板工艺期间, 对于等离子去钻污（Plasma Desmearing）有着近乎偏执的要求。
被称作孔壁的粗糙度, 影响着铜层咬合力的形成；假设前处理工作欠佳不达要求, 致使孔壁表面极为光滑, 那么铜层与基材的附着状况便如表层涂抹了一层油, 难以良好附着；要是微蚀操作过量过度进行, 又存在对孔壁结构造成损伤破坏伤害的可能；处于猎板的标准流程范畴内, 流程当中每一步骤所涉及的化学药水浓度, 以及药水温度, 还有所需时间长度等, 均经过了精确细致精准的计算推算, 以此保障促进使得孔壁既能拥有构成足够机械锚固点所需条件, 不至于欠缺, 又不会产生导致破坏损伤孔壁现有结构的不良状况结局。
已经知晓了缘由, 那么猎板采用怎么样的方式去应对呢? 我们并非凭借运气, 依靠的实则为体系化的制程把控。
1. 接单阶段, 会将根据客户板子结构、层数以及孔径去作材料选型前置评估, 进而推荐最为合适的基材等级, 对于工控板或者是医疗板这类有着高可靠性要求的板子, 会倾向于采用带有低CTE的高TG材料以从源头之上减少热应力差异。
2. 等离子去钻污在常态下的应用情况是, 对于两层以上的诸如盲埋孔这类板子而言, 猎板基本上都配备了等离子处理这种方式。和传统的铬酸去钻污相比较, 等离子能够更加深入到微孔的内部, 从而清除掉树脂残胶, 并且与此同时还能活化孔壁, 进而大幅提高结合力。
3. 施行严格的那种切片抽检机制, 在出货之前, 每一个批次都可是会依据一定比例去展开切片检查的, 我们所查看的并非仅仅只是那“有没有铜”这么简单的情况啦而是要着重去看那“铜和基材的结合界面是不是清晰、不存在空洞现象、也没有分层状况”这样一系列的细节呢一旦侦察到处于临界状态之时就要马上追溯该生产记录从而调整诸多工艺参数。
PCB孔壁出现分离状况, 咋一看好像是个微观层面的材料方面的问题, 实际上却是对整个制造链条精度的一种考验, 这一情况提醒我们, 在追求速度以及成本之际, 绝对不能够忽视工艺的稳定性啊。
那些广大的学生以及喜爱电子相关事物的人而言, 明白这一点是有着这般意义的: 当你得到一块堪称完美的印刷电路板的时候, 其背后是有着无数类似于凌晨三点那般时刻的夜晚的, 工程师们于显微镜之下对于每一微米接合力满怀执着时开展的工作。猎板所做的事情, 便是将这些繁杂的制造流程转化成标准模式、变得透明可见, 还能让你不用为幕后有暗处操作而忧心呢。
记住, 优质的板子是制作而成的, 更是通过“管理”方能达成的。下次碰到板子出现失效情况之时, 别匆忙地去抱怨, 要先瞧瞧是不是孔壁出现了问题。期望这篇包含丰富经验之谈文字, 能够助你减少走冤枉路的情况。毕竟, 在印刷电路板的领域范围之内, 稳定才是最为关键的要素。
