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描述微孔的最佳方法是盲通孔。他们通常有直径为0.004”到0.006”或更小，纵横比在——但是决不限于——1:1和3:1范围内。虽然微孔的长宽比较为适度，和带有电镀通孔的HDI电路板相比，由于它们的尺寸小，在制造上是一个挑战。

在所有的互连结构中，制作精良的微孔始终在热循环测试中胜过其它所有互联形式。与此同时，制造不良的微孔在装配和最终使用环境中会发生灾难性的故障。传统测试方法像焊接测试，和150°C的热循环测试，众所周之会在边缘微孔产生假的正确的结果，随后在装配中发生故障。

微孔的剖面图包括，该孔是钻孔还是熔化孔，孔终止处的目标焊盘，以及孔壁两侧或微孔孔壁。微孔可能打开，或被环氧树脂或铜填充。微孔可能或可能不会铜帽。可能会或可能不会微孔有铜帽。通常情况下，微孔可以渗入约0.003”或0.004”的电介质。经常可以在连续层压应用发现微孔。

图1。微孔剖面图。

微孔非常小。作为比较的一种方法，我拿了一根很细的头发，大约0.002”。两到三根头发可以穿过一个微孔。表面张力、粘度、湿润和小尺寸使得新鲜的化学试剂进入孔口很难。规模的开放使人们难以对新鲜Chemistri到进入一个微孔或被其它化学试剂替代。

根据可靠性测试，为这篇文章的目的是讨论我们可以把微孔分为两类：单一的和复合的。单一微孔不会堆叠在其它微孔或埋孔顶端。复合微孔被定义为会直接堆叠在其它微孔或埋孔上。单一微孔可能会跨国一个或多个电介质层，但是取向与悬浮在电介质材料的正下方。堆叠的微孔和顶部其它铜层互联直接连接。

通常我们在其它两个互联结构之间找到一个单一微孔，如电镀通孔（PTH）。在热偏移过程中，如果一个微孔在两个相邻的PTH之间，那么这个PTH就会表现得像钉在z轴上的铆钉一样膨胀。电介质材料会膨胀，在PTH之间膨胀突出，压迫微孔结构向上（或向下），好像它悬浮在一张膨胀的电介质床上一样。微孔，因为它的尺寸小，在热偏移过程中焊盘选装向下（朝焊盘中心）。

图2。微孔上受到作用力。

2004年，一项合作研究，成员包括Paul Andrews（Curtiss Wright），Gareth Parry (Coretec)和PWB互联解决方案的团队表明，已知故问题微孔（在装配中发生故障的微孔），通过了150°C下1,000次的测试。相关电路板在锡/铅装配中故障率为30%。这种情况的研究表明测试微孔在190°C下，已知问题微孔在500转以内就会发生故障，不包括诱发故障模式。按照该研究得出的结果设立了190°C微孔测试标准，并沿用至今。

看来，微孔需要接近或高于Tg，以产生足够的压力打破弱微孔——那些会在锡/铅装配和返工发生故障的微孔。这些在190°C下的微孔调查结果，已在研究和实际应用中应用多年。

表1。已知有问题的微孔在各种温度下循环测试故障数据。

微孔古装的方式有很多，但到目前为止，最常见的是微孔底部和目标焊点分离。通常分离是在无电镀铜或直接金属化层和目标焊点之间。目前的挑战是清洗微孔底部的有机残渣。从激光烧蚀涂层壁和微孔底部产生的残渣，并表现为保护层，抵制目标焊点的清洁和微蚀刻。污染残留物通常是肉眼不可见的。当目标焊盘通过微蚀刻浴不能很明显地被看出来时，推断有残渣存在。

通过比较微孔底部的蚀刻程度，也就是说，一个PTH中的互联，在微孔底部同时被清洁，可以确定微孔中的残渣是否已被清除，还是仍然存在，并抵制适当的蚀刻。通常坚韧的微孔表是目标焊点上蚀刻的一些程度的证据。

图3。还是来自微孔分离的动画。点击这里观看动画。

通过使用热循环试验来研究微孔的坚韧性，我们可以绘制出整个热偏移过程中电阻的变化，并确定何时发生故障（电阻增加10％）。微孔发生故障因为和目标焊点分离，在短短的几个周期后发生灾难性的故障。微孔在热循环测试中如何发生故障，图4中显示了基于微孔的裂纹，裂纹在加热周期内开始，冷却过程中打开。

请注意，动画显示了一个微孔悬浮在电介质底部，附近没有另外的互联结构。由于微孔是悬浮在电介质底部，焊点朝电路板中心向上（或向下）旋转。在加热周期中小裂纹合并成一个大裂缝。裂纹相互靠近，在电阻只能够很少或没有增加，可以理解为在热偏移过程中的自愈。由于微孔到目标焊点分离导致的微孔故障，经常出现间歇性开口，这在故障产品总很难找到。

图4。微孔分离。

虽然当正确制造时，微孔被描述为互联结构中最稳定的，但是大多数公司都想方设法实现这个结果。学习曲线是陡峭。在此期间或许可以预测故障。热循环试验是制造商进一步改进自己的工艺的完美的工具，通过客观证据可以大大节约时间。当测试在190°C下进行，微孔测试的热循环结果是潜在客户能力的客观证据。

Paul Reid is a program coordinator at PWB Interconnect Solutions Inc., Ottawa, where his duties include reliability testing, failure analysis material analysis and PWB reliability consulting. To contact Paul, click here