Los orificios metalizados proporcionan conexiones eléctricas entre distintas capas de cobre en una PCB multicapa. Para que dichas conexiones permanezcan fiables, la pared del orificio perforado debe prepararse adecuadamente antes de la metalización con cobre.
Uno de los pasos importantes de esta preparación es el desengrase.
Aunque el desengrase no es visible en la PCB terminada, una preparación inadecuada de la pared del orificio puede contribuir a vacíos en la metalización, conexiones débiles entre capas internas y menor fiabilidad durante el ensamblaje o el funcionamiento a largo plazo.
Normalmente, las PCB multicapa se perforan después de que las capas individuales de cobre y los materiales dieléctricos hayan sido laminados juntos.
Durante la perforación mecánica, la broca genera calor y fricción. Esto puede reblandecer la resina epoxi de la lámina y extenderla sobre la pared del orificio perforado. El residuo resultante se conoce como contaminación por resina o contaminación por perforación.
La capa residual puede cubrir parcialmente los bordes expuestos del cobre de la capa interna. Si permanece en la pared del orificio, puede interferir con la conexión eléctrica entre el barril de cobre metalizado y las capas internas de cobre.
El desmear es un proceso de preparación de la pared del orificio que se lleva a cabo tras la perforación y antes de la deposición de cobre sin corriente.
El desmear no crea por sí mismo la conexión eléctrica; más bien, prepara la pared del orificio para que los procesos posteriores de metalización y electrodeposición puedan formar un barril continuo de cobre.
Residuo de resina antes del desengrase frente a una pared de orificio adecuadamente preparada y metalizada.
Un orificio metalizado pasante debe conectarse con las pistas o planos de cobre de las capas internas. Cuando un residuo de resina cubre el borde expuesto de cobre, el cobre depositado podría no formar una conexión completa con dicha capa. Un desengrase adecuado elimina este obstáculo y permite que el proceso de metalización alcance el cobre de las capas internas.
El cobre electroquímico debe recubrir completamente la pared del orificio perforado antes de alcanzar el espesor requerido mediante electrodeposición. Una pared de orificio mal preparada o contaminada puede provocar una cobertura incompleta de cobre o zonas sin metalización. La limpieza y acondicionamiento de la superficie ayudan a proporcionar una base adecuada para la metalización.
Durante el montaje y la operación de las PCB, la placa se expone a cambios de temperatura. El laminado y el cobre se expanden a tasas diferentes, lo que genera tensión mecánica en el barril del orificio metalizado. Cualquier punto débil o conexión incompleta en la interfaz de capa interna puede aumentar el riesgo de conexiones intermitentes o circuitos abiertos durante los ciclos térmicos.
Estas estructuras pueden dificultar la limpieza, la activación y la cobertura de cobre. Por tanto, el proceso de desmear debe adaptarse al material del laminado y a la geometría del orificio.
Eliminación química de residuos
La eliminación química de residuos, comúnmente basada en un proceso alcalino de permanganato, se utiliza ampliamente en placas de circuito impreso multicapa convencionales basadas en epoxi. Un proceso químico típico incluye etapas de hinchado, eliminación de resina y neutralización. Los parámetros del proceso deben controlarse para eliminar los residuos sin provocar un ataque excesivo sobre el material dieléctrico.
Plasma eliminación de residuos
El tratamiento por plasma emplea gases reactivos para eliminar los residuos orgánicos de los orificios perforados. Puede utilizarse en ciertos materiales dieléctricos de alto rendimiento, flexibles, para RF o resistentes a productos químicos, donde el proceso químico estándar podría no ofrecer el resultado requerido.
En algunas aplicaciones, los tratamientos químico y por plasma pueden combinarse. El método adecuado depende del sistema de resina, la construcción del material y los requisitos de fiabilidad.
Los términos están relacionados, pero no siempre son intercambiables.
La eliminación de residuos elimina principalmente los residuos de resina generados durante la perforación.
El grabado químico elimina intencionadamente una cantidad controlada de material dieléctrico de la pared del orificio. Esto puede exponer más del borde de cobre de la capa interna y crear una conexión tridimensional más robusta entre la capa interna y el barril de cobre electrodepositado.
El tratamiento requerido debe definirse según la especificación de la PCB, el sistema de materiales y los criterios de aceptación aplicables.
Un tratamiento excesivo también puede dañar la pared del orificio o provocar una retracción no deseada de la resina. Por este motivo, el desengrase es un proceso de fabricación controlado, y no una simple operación de limpieza.
Los fabricantes de PCB normalmente controlan la preparación de los orificios mediante una combinación de supervisión del proceso y de inspección. Dependiendo de la especificación de la PCB, la verificación puede incluir:
La inspección por sección transversal es especialmente útil porque revela el estado del barril de cobre y su conexión con las capas internas.
Cuando se aceptan materiales alternativos, esto también debe discutirse antes de la producción, ya que distintos sistemas de resina pueden responder de forma diferente al desbarnizado.
El desbarnizado es un paso crítico entre el perforado y la metalización de los orificios en la fabricación de PCB multicapa.
Al eliminar los residuos del perforado, exponer el cobre de las capas internas y preparar la pared del orificio para la metalización, un proceso de desbarnizado correctamente controlado contribuye a obtener conexiones metalizadas continuas y fiables.
Para placas de circuito impreso multicapa estándar, placas HDI y aplicaciones de alta fiabilidad, la preparación correcta de las paredes de los orificios es una base importante para el rendimiento a largo plazo de las PCB.
Noticias destacadas
EN
