Furos metalizados fornecem conexões elétricas entre diferentes camadas de cobre em uma PCB multicamada. Para que essas conexões permaneçam confiáveis, a parede do furo perfurado deve ser devidamente preparada antes da metalização com cobre.
Um passo importante nessa preparação é a desengraxagem.
Embora a desengraxagem não seja visível na PCB finalizada, uma preparação inadequada da parede do furo pode contribuir para falhas na metalização, conexões fracas entre camadas internas e redução da confiabilidade durante a montagem ou operação de longo prazo.
PCBs multicamadas normalmente são perfuradas após as camadas individuais de cobre e os materiais dielétricos terem sido laminados juntos.
Durante a perfuração mecânica, a broca gera calor e atrito. Isso pode amolecer a resina epóxi no laminado e espalhá-la pela parede do furo perfurado. O resíduo resultante é conhecido como resíduo de resina ou resíduo de perfuração.
A sujeira pode cobrir parcialmente as bordas expostas do cobre da camada interna. Se permanecer na parede do furo, pode interferir na conexão elétrica entre o barril de cobre eletrodepositado e as camadas internas de cobre.
O desengraxamento é um processo de preparação da parede do furo realizado após a perfuração e antes da deposição de cobre químico.
O desengraxamento não cria, por si só, a conexão elétrica. Em vez disso, prepara a parede do furo para que os processos subsequentes de metalização e eletrodeposição formem um barril contínuo de cobre.
Resíduo de resina na parede do furo antes da desmear versus uma parede de furo adequadamente preparada e metalizada.
Um furo metalizado passante deve se conectar às pastilhas ou planos de cobre nas camadas internas. Quando o resíduo de resina cobre a borda exposta do cobre, o cobre depositado pode não formar uma conexão completa com essa camada. A desmear adequada remove esse obstáculo e permite que o processo de metalização atinja o cobre das camadas internas.
O cobre químico deve cobrir toda a parede do furo perfurado antes que a espessura exigida de cobre seja obtida por eletrodeposição. Uma parede de furo mal preparada ou contaminada pode resultar em cobertura incompleta de cobre ou vazios no revestimento. A limpeza e a condicionamento da superfície ajudam a fornecer uma base adequada para a metalização.
Durante a montagem e operação da placa de circuito impresso (PCB), esta é exposta a variações de temperatura. O laminado e o cobre expandem-se a taxas diferentes, gerando tensão mecânica no revestimento dos furos metalizados. Qualquer ponto fraco ou ligação incompleta na interface das camadas internas pode aumentar o risco de conexões intermitentes ou circuitos abertos durante os ciclos térmicos.
Essas estruturas podem dificultar a limpeza, a ativação e a cobertura de cobre. O processo de desmear deve, portanto, ser ajustado ao material do laminado e à geometria dos furos.
Remoção química de resíduos
A remoção química de resíduos, comumente baseada em um processo alcalino de permanganato, é amplamente utilizada em placas de circuito impresso multicamada convencionais à base de epóxi. Um processo químico típico inclui etapas de inchaço, remoção da resina e neutralização. Os parâmetros do processo devem ser controlados para remover os resíduos sem causar ataque excessivo ao material dielétrico.
Plasma remoção de resíduos
O tratamento por plasma utiliza gases reativos para remover resíduos orgânicos dos furos perfurados. Pode ser empregado em certos materiais dielétricos de alto desempenho, flexíveis, para RF ou resistentes a produtos químicos, nos quais o processo químico convencional pode não fornecer o resultado exigido.
Em algumas aplicações, os tratamentos químico e por plasma podem ser combinados. O método correto depende do sistema de resina, da construção do material e dos requisitos de confiabilidade.
Os termos estão relacionados, mas nem sempre são intercambiáveis.
A remoção de resíduos remove principalmente os resíduos de resina gerados durante a perfuração.
A gravação química remove intencionalmente uma quantidade controlada de material dielétrico da parede do furo. Isso pode expor mais da borda de cobre das camadas internas e criar uma conexão tridimensional mais robusta entre a camada interna e o revestimento de cobre eletrodepositado.
O tratamento exigido deve ser definido conforme a especificação da placa de circuito impresso (PCB), o sistema de materiais e os critérios de aceitação aplicáveis.
Um tratamento excessivo também pode danificar a parede do furo ou causar retração indesejada da resina. Por essa razão, a desincrustação é um processo de fabricação controlado, e não uma simples operação de limpeza.
Os fabricantes de PCB normalmente controlam a preparação dos furos por meio de uma combinação de monitoramento e inspeção do processo. Dependendo da especificação da PCB, a verificação pode incluir:
A inspeção por seção transversal é particularmente útil porque revela o estado do barril de cobre e sua ligação com as camadas internas.
Quando materiais alternativos forem aceitáveis, isso também deve ser discutido antes da produção, pois diferentes sistemas de resina podem reagir de forma distinta ao processo de desmear.
O desmear é uma etapa crítica entre a perfuração e a metalização dos furos na fabricação de PCB multicamadas.
Ao remover os resíduos da perfuração, expor o cobre das camadas internas e preparar a parede do furo para a metalização, um processo de desmear adequadamente controlado contribui para a formação de conexões metalizadas contínuas e confiáveis.
Para placas de circuito impresso multicamada padrão, placas HDI e aplicações de alta confiabilidade, a preparação correta das paredes dos furos é uma base importante para o desempenho duradouro das PCBs.
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