塞孔工艺

Viahole又名导电孔、导通孔，起线路互相连结导通的作用。电子行业的发展，同时也促进PCB的发展，也对印制板制作工艺和表面贴装技术提出更高要求。Viahole塞孔工艺应运而生，同时应满足下列要求：（一）导通孔内有铜即可，阻焊可塞可不塞；（二）导通孔内必须有锡铅，有一定的厚度要求（4微米），不得有阻焊油墨入孔，造成孔内藏锡珠；（三）导通孔必须有阻焊油墨塞孔，不透光，不得有锡圈，锡珠以及平整等要求。（如下图）一、线孔不透光二、导通孔必须盖油三、一面盖油，另一面须上Sn/Pb允许有锡珠、锡圈随着电子产品向“轻、薄、短、小”方向发展，PCB也向高密度、高难度发展，因此出现大量SMT、BGA的PCB，而客户在贴装元器件时要求塞孔，主要有五个作用：（一）防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路；（二）避免助焊剂残留在导通孔内；（三）电子厂表面贴装以及元件装配完成后PCB在测试机上要吸真空形成负压才完成：（四）防止表面锡膏流入孔内造成虚焊，影响贴装；（五）防止过波峰焊时锡珠弹出，造成短路。对于表面贴装板，尤其是BGA及IC的贴装对导通孔塞孔要求必须平整，凸凹正负1MIL，不得有导通孔边缘发红上锡；导通孔藏锡珠，为了达到客户的要求，导通孔塞孔工艺可谓五花八门，工艺流程特别长，过程控制难，时常有在热风整平及绿油耐焊锡实验时掉油；固化后爆油等问题发生。现根据生产的实际条件，对PCB各种塞孔工艺进行归纳，在流程及优缺点作一些比较和阐述：一热风整平后塞孔工艺此工艺流程为：板面阻焊→HAL→塞孔→固化。采用非塞孔流程进行生产，热风整平后用铝片网版或者挡墨网来完成客户要求所有要塞的导通孔塞孔。塞孔油墨可用感光油墨或者热固性油墨，在保证湿膜颜色一致的情况下，塞孔油墨最好采用与板面相同油墨。此工艺流程能保证热风整平后导通孔不掉油，但是易造成塞孔油墨污染板面、不平整（如下图）。客户在贴装时易造成虚焊（尤其BGA内）。所以许多客户不接受此法。二热风整平前塞孔工艺2.1用铝片塞孔、固化、磨板后进行图形转移此工艺流程用数控钻床，钻出须塞孔的铝片，制成网版，进行塞孔，保证导通孔塞孔饱满，塞孔油墨塞孔油墨，也可用热固性油墨，其特点必须硬度大，树脂收缩变化小，与孔壁结合力好。工艺流程为：前处理→塞孔→磨板→图形转移→蚀刻→板面阻焊铝片网版用此方法可以保证导通孔塞孔平整，热风整平不会有爆油、孔边掉油等质量问题，但此工艺要求一次性加厚铜，使此孔壁铜厚达到客户的标准，因此对整板镀铜要求很高，且对磨板机的性能也有很高的要求，确保铜面上的树脂等彻底去掉，铜面干净，不被污染。许多PCB厂没有一次性加厚铜工艺，以及设备的性能达不到要求，造成此工艺在PCB厂使用不多。2．2用铝片塞孔后直接丝印板面阻焊此工艺流程用数控钻床，钻出须塞孔的铝片，制成网版，安装在丝印机上进行塞孔，完成塞孔后停放不得超过30分钟，用36T丝网直接丝印板面阻焊，工艺流程为：前处理——塞孔——丝印——预烘——曝光一显影——固化铝片网版网版用此工艺能保证导通孔盖油好，塞孔平整，湿膜颜色一致，热风整平后能保证导通孔不上锡，孔内不藏锡珠，但容易造成固化后孔内油墨上焊盘，造成可焊性不良；热风整平后导通孔边缘起泡掉油，采用此工艺方法生产控制比较困难，须工艺工程人员采用特殊的流程及参数才能确保塞孔质量。2．3铝片塞孔、显影、预固化、磨板后进行板面阻焊。用数控钻床，钻出要求塞孔的铝片，制成网版，安装在移位丝印机上进行塞孔，塞孔必须饱满，两边突出为佳，再经过固化，磨板进行板面处理，其工艺流程为：前处理——塞孔一预烘——显影——预固化——板面阻焊铝片网版由于此工艺采用塞孔固化能保证HAL后过孔不掉油、爆油，但HAL后，过孔藏锡珠和导通孔上锡难以完全解决，所以许多客户不接收。2．4板面阻焊与塞孔同时完成。此方法采用36T（43T）的丝网，安装在丝印机上，采用垫板或者钉床，在完成板面的同时，将所有的导通孔塞住，其工艺流程为：钉床前处理——丝印——预烘一一曝光一一显影一一固化网版准备此工艺流程时间短，设备的利用率高，能保证热风整平后过孔不掉油、导通孔不上锡，但是由于采用丝印进行塞孔，在过孔内存着大量空气，在固化时，空气膨胀，冲破阻焊膜，造成空洞，不平整，热风整平会有少量导通孔藏锡。目前，我公司经过大量的实验，选择不同型号的油墨及粘度，调整丝印的压力等，基本上解决了过孔空洞和不平整，已采用此工艺批量生产。由于不同工艺有不同工艺要求，生产条件以及设备的需要，各有优缺点，目前对于我公司塞孔板采用板面阻焊与塞孔同时完成，生产稳定、质量可靠，现就湿膜的控制与技巧作一些简单介绍：（一）油墨准备对于用板面阻焊油墨要求导通孔塞孔，对油墨的选择相对较少，随着这几年感光材料迅猛发展，市面感光油墨种类越来越多。油墨中硬化剂成分占30％以上，固体成分应占78％，树脂收缩变化小，有利于塞孔，显影时间要长，undercut要小，保证元件孔内油墨显影干净。开油时，粘度应控制在220PS以上，（温度为22土2℃、湿度60土5％RH）。开油水的添加尽量控制在15CC／KG内，使用供应商提供的专用稀释剂。（二）工具准备1）垫板制作：用数控钻床2.0毫米的钻嘴钻与导通孔相同的板，使用1.0－l.4毫米的覆铜板（边角料即可），使用垫板有利于排除导通孔内的空气；防止导通孔内油墨污染台面。2）钉床制作：用数控钻床，钻孔孔径大小为3.20MM，孔与孔的距离为5CM，钉床四周用1.4-1.6MM的铜条与钉床钉共同支撑板面，使其受力均匀。（三）丝印板面丝印是板面阻焊与塞孔同时完成的过程，在板面达到客户要求的同时，要保证导通孔塞孔的质量，所以对丝印的技术有很高的要求：l）刮刀，选用60－65度（肖氏硬度）的刮胶，硬度太高，板面线条会发红；硬度太低，塞孔效果不好，所以在选用刮刀采用的度，覆墨刀采用60度的刮胶。2）刮印压力，压力应控制在6－7KG／CM2，刮印刀主要是塞孔，相对比覆墨刀的压力要大一些，有利于塞孔。3）刮刀的速度，刮刀的速度应控制在2.5格，刮印刀的速度要慢，覆墨刀的速度控制在3－5格，最好在4格，以保证线条拐角处阻焊膜的厚度。在丝印过程中，每印5块板须印一张新闻纸，粘去同版上的油墨。借助钉床进行丝印，能够缩短流程，提高设备的利用率。在使用时应注意河床划伤和钉床压痕。（四）后固化固化是油墨溶剂挥发、分子间间隙缩小和树脂收缩的一个过程，固化使用热循环风箱。为了防止过孔内油墨爆出，采取分三段固化，低温时间相对长一些，高温段150士5℃，烘60－70min即可。在固化前过UV机，能有效地防止弹油，使其表面光聚合反应更加彻底。随着社会的进步，科技的日新月异，PCB的线条越来越细，孔径越来越小，对于导通孔塞孔要求越来越高，如：阻焊塞孔只达到孔的1／3左右；双面加阻焊，要求塞孔且不透光：一块PCB中存在不同的孔径的导通孔要求塞孔。总之，导通孔塞孔是阻焊的一个难关，受着各方面因素的制约与影响，保证塞孔质量，严格控制其工艺流程及参数，同时保证整个工序良好的运作状态，时时监控生产的变化及时进行调整，才能保证塞孔质量，使其进一步完善。不同的厂有不同的生产条件及设备，所以存在不同的塞孔工艺，选用适当的塞孔工艺，去达到客户的要求，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。关于盘中孔塞孔技术-----陈角益摘要:本文就对盘中孔塞孔技术对其控制要点根据实际的操作作出详细的阐述一、前言随着电子产品向轻、薄、小的方向发展，PCB也推向了高密度、高难度发展，客户的要求也越来越高,也有了一些客户对盘中孔要求塞孔,因此对塞孔的要求也越来越高.如:不得有阻焊油墨入孔，造成孔内藏锡珠、不许有爆油、造成贴装元器件难以贴装等.大家知道,印制板塞孔程序是印制板制作工艺和表面贴装技术提出的更高要求中而产生的一个过程，其塞孔作用有以下几点：•防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路•避免助焊剂残留在导通孔内•防止过波峰焊时锡珠弹出，造成短路•防止表面锡膏流入孔内造成虚焊，影响贴装对于盘中孔塞孔最难控制的就是孔内有锡珠或油墨上焊盘,也就是所谓的爆油现象我们公司有些客户对阻焊上焊盘及外观要求是非常严格的，其中生产板中就有要求盘中孔塞孔,而我们在此之前生产此板时最难控制的是固化或喷锡后产生的爆油问题导致阻焊上焊盘和孔内锡珠问题。固化或喷锡是塞孔油墨溶剂挥发及树脂收缩的一个过程,因此控制不当也就最容易产生孔内锡珠或爆油现象.二、试验试验一、直塞法钻出须塞孔的铝片，铝片比加工板尺寸大2inch，孔径比实际加工板孔径大于0.1MM。制成网版或直接安装在丝印机上进行塞孔，完成塞孔后停放不得超过30分钟，用36T丝网直接丝印板面阻焊，工艺流程为：前处理——塞孔——丝印——预烘——曝光一显影——固化用此工艺能生产周期较短，能保证导通孔盖油好，塞孔平整，湿膜颜色一致，热风整平后能保证导通孔不上锡，孔内不藏锡珠，但在盘中孔塞孔要求中,其位置容易造成固化或热风整平后爆油,孔内油墨上焊盘，造成可焊性不良。试验二、打磨法钻出须塞孔的铝片，铝片比加工板尺寸大2inch，孔径比实际加工板孔径大于0.1MM。制成网版或直接安装在丝印机上进行塞孔，塞孔必须饱满，两边突出为佳，再经过固化，打磨后进行板面处理，其工艺流程为：前处理——塞孔——预固化——打磨——前处理——印阻焊由于此工艺采用塞孔固化能保证HAL后过孔不掉油、爆油，但HAL后，过孔藏锡珠和导通孔上锡难以完全解决.及生产周期长生产盘中孔塞孔板都因盘中孔爆油阻焊上焊盘或孔内锡珠,导致大量的返工及报废，经过一些流程参数的更改之后,此问题得到了明显的控制.试验三、分段预烘法（我们在试验一的基础之上流程作修改）工具准备a.塞孔吕片:铝片比加工板尺寸大2inch，孔径比实际加工板孔径大于0.1MMb.垫板的制作:钻出与导通孔相同的一块垫板，板厚在1.0至1.6MM即可，垫板原因有利于塞孔时不易产生空洞及防止导通孔内油墨污染台面,此垫板更适合于1.6MM以上的塞孔板制作流程:刷板----钉床制作----塞孔(按客户要求确定塞哪面)——印阻焊------预烘-----曝光------显影------分段固化具体流程及说明:钉床制作准备一块蚀刻后的基板作为钉床,板厚在1.6,尺寸比塞孔板四边各大10CM以上,然后钉床四周根据板的大小用1.6MM厚度和5CM宽的铜条与钉床共同支撑板面，使其受力均匀.定位钉床放在手印台上固定后，再把所要塞的板用铆钉定位在钉床上。注意事项：1.塞孔板在钉床定位时,钉床四边铜条不要超过图形区内2.床钉定位时一定要定在成型区外或是在基材上，网版制作取出塞孔铝片分清CS和SS面，使板上的定位孔与铝片上的定位孔对准后，将塞孔铝片用胶带固定于36—34T的空白网背面后进行塞孔塞孔:从元件面进行塞孔(除非客户有要求外)，首先做一块首枚板，检查塞孔对位是否对准、适当调整后开始连续生产；生产过程中要求严格自检自控，有偏位及时调整，塞孔后的板孔内油墨必须饱满、反面能看出渗油。注意事项：1.床钉定位时一定要在成型区外或是在基材上，2.上下板注意床钉刮伤板面。印阻焊:用原塞孔用的钉床固定在另一张手印台上，根据要求选择网目及挡点，后正常印阻焊，印完第一面后接着印第二面。注意事项：1.床钉定位时一定要在成型区外或是在基材上，2.上下板注意床钉刮伤板面。预烘：72℃45分钟曝光：正常曝光(9-11级)显影：正常显影分段固化：第一段：80℃40分钟第二段：100℃40分钟第三段：120℃40分钟第四段：150℃60分钟注：分段固化最为重要，一定要保证分段预烘及固化的时间三、结论5.1从上述结果可以看出采用塞孔后分段预烘法对固化或喷锡时油墨溶剂挥发及树脂收缩福度取得了良好的控制5.2塞孔同样作为印制板中一个重要的程序,塞孔的好坏同样影响着印制板的元器件贴装和造成其它质量问题,随着客户对塞孔的要求也越来越高,如何去保证塞孔质量?总之必须对所采用的工艺方法与实际的设计相结合,并严格去控制工艺流程及参数,保证工序的良好运作状态,使其进一步的完善.