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    常見問題

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    PTH孔與NPTH孔的區別及用途
    2022-07-13
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    PCB板設計中,孔有四個作用:電氣導通、定位、散熱、方便分板。而孔又分導通孔(PTH)和非導通孔(NPTH),而在一般的設計中,只有PTH孔有孔環,NPTH孔是不具備有孔環的,但是一些特殊情況也會將NPTH孔設計孔環(這時候的孔環起到接地作用)。PTH金屬化孔,與相連的層是導通的,有電氣連接。與之相對的是NPTH 非金屬化孔,是指孔內側沒有銅,電氣隔斷。NPTH是非沉銅孔,孔壁無銅,一般是定位孔及鑼絲孔??捎酶赡し饪谆蛟陔婂兦澳z粒塞或電鍍后二次鉆孔。

    PTH孔與NPTH孔的用途:
    PTH是金屬化孔,一般在電路板的PTH孔有兩種用途,一種是用來焊接傳統dip零件腳用的,這些孔的孔徑必須比零件的焊接腳直徑來得大一些,這樣才能把零件插到孔中。

    另一種比較小的PTH,通常稱其為via(導通孔),是用來連接及導通電路板(PCB)的兩層或多層之間的銅箔線路用的,因為PCB是由許多的銅箔層堆迭累積而成,每一層銅箔(copper)之間都會再鋪了一層絕緣層,也就是說銅箔層彼此之間不能互通,其訊號的連接就是靠via,所以中文才會稱其為(導通孔)。

    NPTH是非金屬化孔,孔內側沒有銅,電氣隔斷通孔是指貫通PCB板的頂層和底層,類似孔還有盲孔和埋孔,而通孔可以是PTH,也可以是NPTH,根據具體需求而定。例如用于連接導線的孔需要PTH,用于固定功能的,例如螺絲孔,就可能是NPTH。

    PTH的功能:在鉆孔的非導電細胞壁基板上,薄薄一層化學銅化學沉積作為后續電鍍銅的基質。PTH工藝分解:堿性脫脂→2或3次逆流沖洗→粗化(微蝕刻)→二次逆流沖洗→預浸漬→激活→二次逆流沖洗→脫粘→二次逆流沖洗→下沉→二級逆流沖洗→酸洗。

    PTH流程說明:
    堿性脫脂:去除板表面的油,指紋,氧化物,孔中的灰塵。然后從負面調整孔壁充電至正電荷以促進膠體鈀在后續工藝中的吸附。脫脂后,應嚴格按照指南進行清洗,并應使用銅背光測試進行測試。

    微蝕刻:去除電路板表面的氧化物并使表面粗糙,以確保后續銅層與基板底部銅的良好粘合。新的銅表面具有很強的活性,可以很好地吸附膠體鈀。

    預浸漬:主要保護鈀罐免受預處理槽的污染,延長鈀槽的使用壽命。除鈀氯化物外,主要成分與鈀罐相同,氯化鈀可有效潤濕孔壁,促進活化液隨后活化成孔,足夠有效的激活。

    活化:預處理堿性脫脂極性調節后,帶正電孔壁可有效吸附帶負電荷的膠體鈀顆粒,保證后續銅的平均,連續性和致密性下沉,激活對后續銅槽的質量至關重要。

    控制點:指定時間,標準亞錫離子和氯離子濃度,比重,酸度和溫度也很重要,必須嚴格按照操作說明進行控制。

    肽化:去除膠體鈀顆粒的亞錫離子,并暴露膠體顆粒中的鈀核以直接催化化學銅沉淀反應的引發。經驗表明,使用氟硼酸作為脫粘劑是更好的選擇。

    化學鍍銅:化學鍍銅的自催化反應是由鈀核的活化引起的,新的化學銅和反應副產物氫都可以用作催化反應的反應催化劑,使銅沉淀反應繼續進行。在該步驟之后,可以在板的表面或孔的壁上沉積一層化學銅。在此過程中,浴液應保持在正常的空氣攪拌下,以轉化更多可溶的二價銅。

    PTH它的核心作用,就是通過在孔壁鍍銅,實現 PCB 層與層之間的導通,它是雙面板、多層板能夠發揮作用的核心關鍵點,孔金屬化技術并不復雜,可以簡單的分為兩個部分:電鍍銅前準備、電鍍銅。而電鍍銅的好壞,又在很大程度上取決于電鍍銅前準備。因此,業內人士往往會把關于 PCB 可靠性的問題,聚焦到電鍍銅前準備的部分。目前行業主流的電鍍銅前準備工藝,主要有三種:沉銅、黑孔、黑影。(還有膠體鈀、金屬灌漿等,但非目前主流)

    沉銅,也稱化學沉銅,其主要原理是采用化學中的置換反應,在孔壁上沉積一層銅,以作為后續電鍍銅的導電引線。假如是常規的沉薄銅,它的厚度一般為 0.5μm 左右。作為最傳統的電鍍銅前準備工藝,它具有如下優缺點:

    1.金屬銅具有優良的導電性能(電線里面,常規就采用銅線作為導電)。
    2.厚度可調整范圍大,適應性廣(目前業內最低在 0.3μm 左右,最高可到 30μm,直接代替后續的電鍍銅工藝)。
    3.工藝成熟穩定,可以適用于所有的線路板品類產品(PCB/FPC/RFPCB/載板/金屬基板/陶瓷基板等等)。

    缺點:
    1.含甲醛,對操作人員健康不利。
    2.設備投資大,生產成本高,環境污染不小。
    3.時效管控短,一般有效時間為 3~6 小時。

    黑孔,屬于直接電鍍技術中的一種,其主要原理是采用物理原理,使碳粉吸附在孔壁表面,形成一層導電層,以作為后續電鍍銅的導電引線。通常情況下,其厚度為 0.5~1μm。作為目前主流的電鍍銅前準備工藝之一,它具有如下優缺點:

    1.不含甲醛,對作業人員健康影響小,且對環境的污染小。
    2.設備投資不大,廢物處理更簡單,工藝成本比沉銅低。
    3.藥水與流程相對減少,時效性可達 48H,更便于維護與管理。

    缺點:
    1.在導電性能方面,導電碳粉會弱于沉積銅層。
    2.其適用性不如沉銅廣,因此,雖然已經被大規模運用,但目前業內主要用于雙面板,高端的如HDI板等產品,幾乎不采用。

    黑影,嚴格意義上來說,算是黑孔工藝的進一步發展,其原理、優缺點,都類似,并且要優于黑孔。其主要區別是:黑孔的導電層為碳粉,而黑影的導電層則為石墨。此外,黑孔一般不會用于高端的產品,或者搭配復雜的工藝,但黑影可以,黑影工藝已部分替代沉銅,廣泛地應用于高端線路板,如 HDI 板、IC 載板等,甚至有時黑影工藝會優于沉銅工藝,如選擇性圖形電鍍。

    大家可能會覺得沉銅工藝會比黑孔、黑影工藝更好,如果籠統地來看,業內一般也是這么認為的,但如果涉及到實際的應用層面,則不盡然,每一種PCB工藝,都會有它的優缺點,進而確立它在實際應用中的地位,假如確實已經全面落后,那自然會被行業所淘汰。愛彼電路(iPcb?)是專業高精密PCB電路板研發生產廠家,可批量生產4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結合板等

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