Via in pad 塞孔制作工艺浅析

昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本11Viainpad塞孔制作工艺浅析制作：沙健健日期：2013-04-02昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本22目录1、Viainpad工艺的概念…………………………………………第3页2、传统Viainpad塞孔工艺………………………………………第7页制作流程……………………………………………………………第12页生产设备物料及参数………………………………………………第13页3、真空塞孔树脂塞孔工艺……………………………………………第25页4、真空压胶树脂塞孔工艺……………………………………………第34页昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本33第一部分:Viainpad工艺的概念昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本44一、viainpad的概念：a.前言VIP--viainpad（盘中孔）普通PCB板上对于一些较小且要焊接零件的孔，传统的生产方式为在板上钻一通孔，然后在通孔内镀上一层铜，实现层与层之间的导通（如下图1），然后再引出一条导线连接一个焊盘，完成与外面零件的焊接（如图1）。昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本5b.背景而现在的线路板越来越往高密度、互联化发展，已经没有更多的空间放置这些连接通孔的导线和焊盘，于是在这种背景下，Viainpad的生产工艺应运而生。Viainpad垂直截面图Viainpad正面图绿色为塞孔树脂，粉红为外层PAD绿色孔为隐藏在红色PAD下Viainpad的生产工艺使线路板生产工艺立体化，有效的节约了水平空间，适应了现代线路板高密度，互联化的发展趋势。昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本6c.目的本项目VIP是这样实现的，是把已孔电镀过的导通孔再经过丝网漏印填料（绝缘树脂或导电浆等）来堵塞导通孔，然后经过烘干固化、抛磨，再经过电镀，这样一来整个在制板的表面都被镀铜所覆盖，再也看不到导通孔了，实现viainpad达到导通孔与SM焊垫合而为一目的。从而提高了电子产品的电气性能和可靠性，使信号传输导线缩短，减小传输线路的感抗和容抗以及内外部电磁干扰等。昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本d.流程简介昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本e.工艺介绍目前业内常见的盘中孔塞孔工艺有三种，分别为丝印树脂塞孔、真空树脂塞孔及真空压胶方法，各工艺对比特点如下表1：昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本9第二部分:传统viainpad塞孔工艺昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本1010一.前言我司从建厂伊始就开始生产VIP设计的产品，中途由于订单的原因暂停过一阵子，后自从11年2月起，又开始陆续制作VIP产品，目前批量在制的客户群有026（全友电脑）、386（南京汉桑）、363（广悦快捷）、409（布科美科）及486（西班牙ZOLLNER）。我司制作VIP产品的工艺为丝印树脂塞孔，也是业内应用最普遍的工艺方法。昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本1111二.制作流程塞孔流程磨板装铝片、垫板铝片网版/垫板制作调油试印膜对位试印产线自检批量生产NGVIP电镀分段固化陶瓷磨板OKIPQC抽检昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本12三.生产设备物料及参数1.塞孔物料油墨：永久型树脂塞孔油墨型号：TP-2900品牌：睿昱规格：单组分1.0kg/罐粘度：400-600PS昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2.设备1)塞孔设备：双跑台面网印机品牌：天择型号：CSL-2020特点：双台面效率高昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2)树脂塞孔刮胶硬度：70OC厚度：20MM14•刮刀厚度：20mm•固定座宽度：20mm•刮刀底部阔度：5mm•斜磨角度：25o•刮刀硬度：70o•印刷状况：•20mm刮刀(横切面)：昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本•攻角对树脂塞孔之影响：15•刮刀印刷时对油墨之受力攻角F1fFF2FF1F2f=+–昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2)铝片网版铝片网版：0.2mm厚度注：若塞孔径之Opening过大，孔环表面油墨过厚出现渍墨问题，会导致固化后陶瓷磨板困难，不易磨平。16钻孔径+（0.1-0.15）mm0.5mm(Dia.)或以下钻孔径+0.1mm0.5mm(Dia.)以上塞孔径之Opening直径钻孔直径昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本树脂塞孔垫底基板之制造：17目的：有助於塞孔时空气释放，可减少印刷次数，并可使印刷时刮刀压力平均，同时使不同灌孔径之塞孔量均等。(可用於塞孔及第一面印刷)PCB垫底基板钻孔径：只须在所有塞孔位钻孔直径为3-5mm(Dia.)，并多钻管位孔(与生产板相同)作固定生产板。基板材料：1.6mm厚，FR-4基板(蚀去表面铜箔较佳)昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本树脂塞孔作业示意图：18昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本扒印法树脂塞孔方式：19塞孔油墨推印方向覆墨刀扒印油厚刮刀PCB垫底基板铝片昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本树脂塞孔正面图塞孔后固化后20昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本树脂塞孔切片图概述：从切片图分析，此树脂油墨塞孔后孔内油墨饱满度较好，达到100%，孔口正反面油墨均匀微凸，后流程通过陶瓷磨板磨平整。21昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本陶瓷磨板磨板后正面图磨板后切片图a、磨痕宽度控制在8-12mm；b、横竖各磨板1遍，确保将板面树脂磨干净，局部没磨干净的可用手工打磨将树脂修理干净；c、磨板后树脂凹陷不能大于25um。22昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本沉铜电镀电镀后正面图电镀后切片图概述：根据客户通孔铜厚要求，进行电镀。电镀后再进行切片确认树脂塞孔凹陷度。23昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本传统丝网印刷树脂塞孔控制参数：从焊盘较多面塞孔（PE在MI上注明塞孔面向，网房做丝网时确认丝网型号字唛为正字）；塞孔使用硬度70OC，厚度20mm刮胶生产，刮胶有效高度两端一致，刀口在刮胶研磨机磨出10-25°的角度并必须平整；调位时使用丝印试印膜，不允许用生产板直接调网否则会产生较多问题板；塞孔要求：塞孔位置正反面油墨微凸易见，必须保证每一个孔油墨溢出，均匀饱满树脂不连成片堆积；树脂塞孔固化参数：80OC*30min+120OC*30min+150OC*30min。24昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本25第三部分:真空塞孔树脂塞孔工艺昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2626一.前言我司从12年10月起开始小批量制作西班牙客户的VIP产品，西班牙VIP产品类型较为一致，具体如下：板厚：≥1.7mm孔径：≤0.3mm孔间距：3—10milVIP孔铜：单点最小20um,平均孔铜25um纵横比：≥8:1昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2727针对类似西班牙产品设计的VIP板，我司在制作过程中，由于高纵横比的因素，塞孔时难以一刀塞冒，多刀印刷后由于孔间距过小，树脂油墨糊在一起，无法保证所有孔都塞孔均匀，同时还有部分气泡存在。昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2828为改善类似高难度塞孔板的塞孔不良，我司参观学习了真空塞孔加工商，并制作了样板，塞孔效果优良。真空丝印塞孔机是针对PCB行业制造的特殊专用设备，此种设备是专门为PCB板上树脂塞孔工艺而设计制造的，此设备特别适合于PCB盲孔树脂塞孔、小孔树脂塞孔，及小孔厚板树脂塞孔等。为确保树脂塞孔印刷无气泡产生，此设备采用高真空设计制造，真空室的绝对真空值达到50Pa以下，同时真空系统及丝印机在结构上均采用防振及高强度的设计，使设备运行更稳定。昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本2929附图：真空塞孔机实物图昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本3030二、工艺流程真空塞孔工艺流程与传统丝网印刷塞孔工艺接近，区别在于塞孔生产过程中，产品处于真空状态，可以有效减小气泡等不良。装网版垫板制铝片开油油墨抽真空对位设备抽真空试印检验量产分段固化陶瓷磨板昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本树脂固化固化正面图局部放大图概述：采用真空塞孔生产后，塞孔反面油墨凸起均匀一致，没有大面积糊状堆积。31昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本陶瓷磨板陶瓷刷辊磨板后正面图a、加工商使用陶瓷刷辊，切削力较大；b、横竖各磨板1遍，板面树脂已完全研磨干净；c、放大镜检验塞孔位置树脂平整无凹陷。32昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本沉铜电镀电镀后正面图电镀后切片图a、根据客户通孔铜厚要求，进行电镀；b、电镀后切片确认塞孔位置凹陷度是否满足客户需求；33昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本34第四部分:真空压胶树脂塞孔工艺昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本35一、简介新式真空压胶方法利用薄离型材料（铜箔、铝片、离型膜）钻孔后作为掩孔保护，采用真空压合方式对盘中孔进行树脂塞孔。以下为具体工艺流程:昆山苏杭电路板有限公司KunshanSuhangCircuitBoardCo.,Ltd.品质管理--以人为本二、试验过程及数据2、1试验参数36昆山苏杭电路板有