案例背景
某通信板設(shè)計中,工程師要求在高速差分鏈路過孔處使用背鉆填樹脂,以提高信號完整性和孔內(nèi)機械支撐。設(shè)計目標是去除冗余stub,并通過樹脂填充消除孔腔空氣對阻抗的影響。板材為6層FR4,高速信號頻率達到28Gbps。
遇到的問題
樹脂空洞
在首批板X-ray檢測中,發(fā)現(xiàn)多處過孔頂部存在明顯空洞。原因在于填充過程中樹脂流動不均,孔內(nèi)殘留氣體未充分排出。
微裂紋與脫層
經(jīng)過回流焊和熱循環(huán)測試后,部分孔壁出現(xiàn)微裂紋,局部樹脂層與銅壁脫離。分析發(fā)現(xiàn),樹脂與銅壁之間潤濕性不足,同時熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致應(yīng)力集中。
良率低
由于氣泡和裂紋問題,該批次返工率高達12%,遠高于普通背鉆板的2%左右。
工程解決思路
優(yōu)化樹脂工藝參數(shù)
降低樹脂黏度,提高流動性;
調(diào)整固化曲線,延長固化前排氣時間,減少孔內(nèi)殘留氣體。
孔壁預(yù)處理
使用等離子或化學(xué)活化改善銅壁潤濕性;
烘干基材,確保孔腔無水分。
真空/加壓填充
引入真空輔助灌膠,將空氣有效抽出;
加壓確保樹脂完全填充孔腔,消除頂部空洞。
檢測與驗證
采用CT掃描或切片分析進行抽檢,發(fā)現(xiàn)微小氣泡及時返工;
通過熱循環(huán)與機械沖擊測試驗證可靠性。
通過案例可以看出,背鉆填樹脂相比普通背鉆,難點主要集中在材料流動、孔壁結(jié)合、熱應(yīng)力和檢測驗證四個環(huán)節(jié)。工程師在工藝前期必須進行充分試驗和參數(shù)優(yōu)化,否則即使信號性能提升,也可能帶來可靠性隱患。