1.13 孔壁怎粗糙

    这是业界非常流行的一种说法，笔者时常被问到国际规范对孔壁粗糙是如何检验及允收的。甚至有很多人以话传话，认为规范中允收的上限是1mil，事实上这全是子虚乌有的传说。著名的各国际规范中均从未提到过Hole Roughness一词，只有孔铜破洞（Voids)或孔铜厚度不足等。当然某些供需双方所自行订定的规范则不在此限，且其优先程度也高过国际规范。

    "孔壁粗糙"当然是来自钻孔的不良，其中又以钻针情况不佳为主因。说的更仔细一点，那就是针尖上两个第一面（First Facet）的切削前缘（Cutting Lips)出现崩破（Chipping)，无法顺利切削玻璃束所致。或针尖外侧两刃角（Corner)崩损磨圆，失去原来直角修整孔壁的功能。于是在破烂刀具的又劈又撞情形下，经常会把迎面而来的纵向玻织束撞成破裂陷落的坑洞，不过横向撞折断者则尚可维持平坦。下附各图中读者可清楚的看到其孔壁放大的细部情形。

图1 迎面而来纵向纱束被劈散成坑的详情（注意：此切片在采样切板时，剪裁落点太靠近孔体，以致造成内层孔环铜箔被严重拉扯弯曲变形的画面，此样已完成PTH与一次铜，故起伏落差情形更为夸张明显）。

图2 此为六层板之全层通孔，各铜箔内环已明显出现钉头（Nail Heading),并有玻织束被挖破的画面，但这种孔壁钻破与钉头之间似乎并无必然的关系。注意：切片制作时的灌胶一定要小心，不但一定要填满而且烘烤硬化时也不可太急，以防胶内产生空洞。如此不但画面不美且还会影响到孔铜厚度的观察与细部真相。

图3 孔壁上虽已出现一个挖破之凹陷，不过铜箔内环并无明显的钉头。

图4 过度钉头几乎一定会出现较大的挖破，出自钻孔的纵向玻璃纱束之挖破，除与钻针尖部的"刃角"损耗有密切关系外，也与钻针的偏转（Run Out)或摇摆（Wobble)有关。此图可清楚见到钉头已远超过允收规格（钉头宽度不可超过铜箔厚度的1.5倍）。

图5 有时钻孔的机械挖破（Gouging)与过度除胶渣（De-smear)的化学蚀溶之间，虽很不容易分辨，其二者从不清楚的切片上确是很难厘清的，此处左图500X看见的粗糙很显然是出自过度除胶。右图则是轻微的撞破。

图6 微切片检查必须仔细制做，只有在最清楚效果之下才能做出最正确的判断。一般孔壁粗糙、壁面高低不平，一定会怪罪到钻孔不良，认为是钻针破损所造成的。然而笔者有一张已珍藏了十五年的切片图，看似钻孔粗糙，实际上不仔细端详还真的被冤了大枉呢。请看本画面三束"立式"纵向玻织纱束中间的黑洞，这很明显的说明了是由于纱束中原本就有破洞，然后才被钻尖的切削前缘（Cutting Lips)所顺势剖开的，根本不是钻针不利所挖破的。

请特别注意，画面右边的黑洞及中央的断层，由于落差太大连化学铜与一次铜都镀不上，可见粗糙之严重性。这种由于玻织布中断纱太多而不良的基材板，进而又造成孔壁的粗糙，当然不能怪罪钻孔。但在向基板商索赔之际，没有如山的钻证又如何能开得了口？

图7 正如前图1所说明的，不够锐利的钻针多半会撞断"某一"画面上"立式"纵向的玻织纱束，由此处三个清楚的切片更可进一步证明。

图8 事实上这种钻孔不良孔壁粗糙（严格说应是"挖破"才对）的真相，要纵切孔的半个孔壁上才更能看清全貌。为了减少这种老问题，PCB正厂对钻针与钻孔的管理原则是：一，"0.062"厚的板子一般叠三片高；二，全新钻针经1500击（Hits)后重磨；三，后续每1500H重磨一次，共两次，连新针共重磨三次即报废。至于代工厂或全程外包的板子就很难说了。

图9 左上亦为珍藏十八年以上的八层板精采图片，此图不但可看出"直立"的纱束被挖破，而且还可看出在高温漂锡下（288⁰C，10秒），部份原本与各内层铜环处在同一平面的树脂已出现了"树脂缩陷"（Resin Receission)，而且共出现了六个地方。可见当年环氧树脂之Tg不高（115-120⁰C）才有此种现象，目前Tg已进步到130⁰C想要再发现已经不容易了。中图为钻孔粗糙镀过一铜的孔壁。右图则只有化学铜层，但仍可看见明显的粗糙。