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PCB線路板導(dǎo)通孔塞孔工藝

2022-10-20 06:46:47  356 次瀏覽

PCB電路板不同層中導(dǎo)電圖形之間的銅箔線路就是用這種孔導(dǎo)通或連接起來的,但卻不能插裝組件引腿或者其他增強(qiáng)材料的鍍銅孔。印制電路板(PCB)是由許多的銅箔層堆疊累積形成的。銅箔層彼此之間不能互通是因?yàn)槊繉鱼~箔之間都鋪上了一層絕緣層,所以他們之間需要靠導(dǎo)通孔(via)來進(jìn)行訊號鏈接,因此就有了導(dǎo)通孔的稱號。

在印制電路板(PCB)生產(chǎn)工藝中,鉆孔是非常重要的。鉆孔簡單理解就是在覆銅板上鉆出所需要的過孔,具有提供電氣連接,固定器件的功能。如果操作不正確導(dǎo)致過孔的工序出現(xiàn)問題,器件不能固定在電路板上面,輕則影響電路板的使用,重則讓整塊板都報(bào)廢,因此鉆孔這個(gè)工序是相當(dāng)重要的。

盲孔,就是將印制電路板(PCB)中的外層電路和鄰近的內(nèi)層之間用電鍍孔來連接,由于無法看到對面,因此被稱為盲通。為了增加板電路層間的空間利用率,盲孔就派上用場了。盲孔也就是到印制板表面的一個(gè)導(dǎo)通孔。盲孔位于電路板的頂層和底層表面,具有一定的深度,用于表層線路同下面內(nèi)層線路的連接,孔的深度一般有規(guī)定的比率(孔徑)。這種制作方式需要特別注意,鉆孔深度一定要恰到好處,不注意的話會造成孔內(nèi)電鍍困難。因此也很少有工廠會采用這種制作方式。其實(shí)讓事先需要連通的電路層在個(gè)別電路層的時(shí)候先鉆好孔,后再黏合起來也是可以的,但需要較為精密的定位和對位裝置。

埋孔,就是印制電路板(PCB)內(nèi)部任意電路層間的連接,但沒有與外層導(dǎo)通,即沒有延伸到電路板表面的導(dǎo)通孔的意思。這個(gè)制作過程不能通過電路板黏合后再進(jìn)行鉆孔的方式達(dá)成,必須要在個(gè)別電路層的時(shí)候就進(jìn)行鉆孔操作,先局部黏合內(nèi)層之后進(jìn)行電鍍處理,后全部黏合。由于操作過程比原來的導(dǎo)通孔和盲孔更費(fèi)勁,所以價(jià)格也是貴的。這個(gè)制作過程通常只用于高密度的電路板,增加其他電路層的空間利用率。

導(dǎo)電孔Via hole又名導(dǎo)通孔,導(dǎo)通孔起線路互相連結(jié)導(dǎo)通的作用,電子行業(yè)的發(fā)展同時(shí)也促進(jìn)PCB的發(fā)展,也對印制板制作工藝和表面貼裝技術(shù)提出更高要求。Via hole塞孔工藝應(yīng)運(yùn)而生,為了達(dá)到客戶要求,線路板導(dǎo)通孔必須塞孔,經(jīng)過大量的實(shí)踐,改變傳統(tǒng)的鋁片塞孔工藝,用白網(wǎng)完成線路板板面阻焊與塞孔。生產(chǎn)穩(wěn)定,質(zhì)量可靠。同時(shí)應(yīng)滿足下列要求:

1.導(dǎo)通孔內(nèi)有銅即可,阻焊可塞可不塞;

2.導(dǎo)通孔內(nèi)必須有錫鉛,有一定的厚度要求(4微米),不得有阻焊油墨入孔,造成孔內(nèi)藏錫珠;

3.導(dǎo)通孔必須有阻焊油墨塞孔,不透光,不得有錫圈,錫珠以及平整等要求。

隨著電子產(chǎn)品向“輕、薄、短、小”方向發(fā)展,PCB也向高密度、高難度發(fā)展,因此出現(xiàn)大量SMT、BGA的PCB,而客戶在貼裝元器件時(shí)要求塞孔,主要有五個(gè)作用:

1.防止PCB板過波峰焊時(shí)錫從導(dǎo)通孔貫穿元件面造成短路;特別是我們把過孔放在BGA焊盤上時(shí),就必須先做塞孔,再鍍金處理,便于BGA的焊接。

2.避免助焊劑殘留在導(dǎo)通孔內(nèi);

3.電子廠表面貼裝以及元件裝配完成后PCB在測試機(jī)上要吸真空形成負(fù)壓才完成:

4.防止表面錫膏流入孔內(nèi)造成虛焊,影響貼裝;

5.防止過波峰焊時(shí)錫珠彈出,造成短路。

導(dǎo)電孔塞孔工藝的實(shí)現(xiàn)

對于表面貼裝板,尤其是BGA及IC的貼裝對導(dǎo)通孔塞孔要求必須平整,凸凹正負(fù)1mil,不得有導(dǎo)通孔邊緣發(fā)紅上錫;導(dǎo)通孔藏錫珠,為了達(dá)到客戶的要求,導(dǎo)通孔塞孔工藝可謂五花八門,工藝流程特別長,過程控制難,時(shí)常有在熱風(fēng)整平及綠油耐焊錫實(shí)驗(yàn)時(shí)掉油;固化后爆油等問題發(fā)生。現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際條件,對PCB各種塞孔工藝進(jìn)行歸納,在流程及優(yōu)缺點(diǎn)作一些比較和闡述:

注:熱風(fēng)整平的工作原理是利用熱風(fēng)將印制電路板表面及孔內(nèi)多余焊料去掉,剩余焊料均勻覆在焊盤及無阻焊料線條及表面封裝點(diǎn)上,是印制電路板表面處理的方式之一。

熱風(fēng)整平后塞孔工藝

此工藝流程為:板面阻焊→HAL→塞孔→固化。采用非塞孔流程進(jìn)行生產(chǎn),熱風(fēng)整平后用鋁片網(wǎng)版或者擋墨網(wǎng)來完成客戶要求所有要塞的導(dǎo)通孔塞孔。塞孔油墨可用感光油墨或者熱固性油墨,在保證濕膜顏色一致的情況下,塞孔油墨采用與板面相同油墨。此工藝流程能保證熱風(fēng)整平后導(dǎo)通孔不掉油,但是易造成塞孔油墨污染板面、不平整??蛻粼谫N裝時(shí)易造成虛焊(尤其BGA內(nèi))。所以許多客戶不接受此方法。

熱風(fēng)整平前塞孔工藝

工藝流程為:前處理→ 塞孔→磨板→圖形轉(zhuǎn)移→蝕刻→板面阻焊。用鋁片塞孔、固化、磨板后進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移此工藝流程用數(shù)控鉆床,鉆出須塞孔的鋁片,制成網(wǎng)版,進(jìn)行塞孔,保證導(dǎo)通孔塞孔飽滿,塞孔油墨塞孔油墨,也可用熱固性油墨,其特點(diǎn)必須硬度大,樹脂收縮變化小,與孔壁結(jié)合力好。此方法可以保證導(dǎo)通孔塞孔平整,熱風(fēng)整平不會有爆油、孔邊掉油等質(zhì)量問題,但此工藝要求一次性加厚銅,使此孔壁銅厚達(dá)到客戶的標(biāo)準(zhǔn),因此對整板鍍銅要求很高,且對磨板機(jī)的性能也有很高的要求,確保銅面上的樹脂等徹底去掉,銅面干凈,不被污染。許多PCB廠沒有一次性加厚銅工藝,以及設(shè)備的性能達(dá)不到要求,造成此工藝在PCB廠使用不多。

用鋁片塞孔后直接絲印板面阻焊

工藝流程為:前處理→ 塞孔→ 絲印→ 預(yù)烘→ 曝光→ 顯影→ 固化。此工藝流程用數(shù)控鉆床,鉆出須塞孔的鋁片,制成網(wǎng)版,安裝在絲印機(jī)上進(jìn)行塞孔,完成塞孔后停放不得超過30分鐘,用36T絲網(wǎng)直接絲印板面阻焊,用此工藝能保證導(dǎo)通孔蓋油好,塞孔平整,濕膜顏色一致,熱風(fēng)整平后能保證導(dǎo)通孔不上錫,孔內(nèi)不藏錫珠,但容易造成固化后孔內(nèi)油墨上焊盤,造成可焊性不良;熱風(fēng)整平后導(dǎo)通孔邊緣起泡掉油,采用此工藝方法生產(chǎn)控制比較困難,須工藝工程人員采用特殊的流程及參數(shù)才能確保塞孔質(zhì)量。

鋁片塞孔、顯影、預(yù)固化、磨板后進(jìn)行板面阻焊

工藝流程為:前處理→塞孔→預(yù)烘→顯影→預(yù)固化→板面阻焊。用數(shù)控鉆床,鉆出要求塞孔的鋁片,制成網(wǎng)版,安裝在移位絲印機(jī)上進(jìn)行塞孔,塞孔必須飽滿,兩邊突出為佳,再經(jīng)過固化,磨板進(jìn)行板面處理,由于此工藝采用塞孔固化能保證HAL后過孔不掉油、爆油,但HAL后,過孔藏錫珠和導(dǎo)通孔上錫難以完全解決,所以許多客戶不接收。

板面阻焊與塞孔同時(shí)完成

工藝流程為:前處理--絲印--預(yù)烘--曝光--顯影--固化。此方法采用36T(43T)的絲網(wǎng),安裝在絲印機(jī)上,采用墊板或者釘床,在完成板面的同時(shí),將所有的導(dǎo)通孔塞住,此工藝流程時(shí)間短,設(shè)備的利用率高,能保證熱風(fēng)整平后過孔不掉油、導(dǎo)通孔不上錫,但是由于采用絲印進(jìn)行塞孔,在過孔內(nèi)存著大量空氣,在固化時(shí),空氣膨脹,沖破阻焊膜,造成空洞,不平整,熱風(fēng)整平會有少量導(dǎo)通孔藏錫。目前,愛彼電路過大量的實(shí)驗(yàn),選擇不同型號的油墨及粘度,調(diào)整絲印的壓力等,基本上解決了過孔空洞和不平整,已采用此工藝批量生產(chǎn)。

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