阻焊油墨塞孔工藝能力提升研究

艾 暉

深圳市興森快捷電路科技股份有限公司

1 前言

隨著電子產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和功能要求不斷提高，對印制電路板的質(zhì)量和品質(zhì)要求也越來越嚴(yán)格，這也必然對印制電路板提出更高要求。為了防止在焊接過程中的錫珠、焊接后的化學(xué)試劑以及環(huán)境中的潮氣進入鍍通孔，提高PCB的使用性能和抗惡劣環(huán)境的能力，眾多顧客提出電路板中除了插件孔、安裝孔、散熱孔和測試孔外的所有鍍通孔要進行阻焊油墨塞孔。

塞孔已廣泛應(yīng)用于BVH、IC封裝載板、BUP等尖端科技領(lǐng)域，在手機、電腦主板、數(shù)碼產(chǎn)品等民用產(chǎn)品中也廣為應(yīng)用。雖然應(yīng)用較早，但由于塞孔工藝和方法涉及面多，品質(zhì)控制不易，塞孔不飽滿，塞孔氣泡，塞孔裂縫等問題極大影響了孔的可靠性。

本文分別對阻焊油墨塞孔、半塞孔、樹脂塞孔三種塞孔方式進行研究，以改善塞孔不良導(dǎo)致藥水殘留腐蝕孔壁的可靠性風(fēng)險。

2 試驗實驗過程

2.1 塞孔效果影響因素分析

小結(jié)：參照我公司過去的制作經(jīng)驗：制板厚度、孔徑大小、刮刀厚度、壓力角度等為塞孔控制的重點因素。

2.2 塞孔方式選擇

現(xiàn)在塞孔共分四種塞孔方式：

（1）先塞孔，后印板面油墨（采用三臺印刷機）

（2）連塞帶印（采用兩臺印刷機）

（3）于阻焊油墨加工前塞孔（一般采用于HDI/BGA板印制）

（4）熱風(fēng)整平后塞孔（塞孔量必須控制在30%～40%）

不同塞孔方法之比較：

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小結(jié)：綜合考慮到四類塞孔方式的優(yōu)缺點，我司半塞孔及阻焊油墨塞孔采用第一種方式，即：先塞孔再印面油的方式。

（5）厚刮刀及導(dǎo)氣墊板選擇

2.3 半塞孔

（1）試驗所用的材料及規(guī)格

物料規(guī)格：IT180 2.4 mm 1 oz/1 oz

制板厚度2.5 mm，鉆頭直徑0.2 mm、0.25 mm、0.3 mm；

（2）試驗板文件設(shè)計

（3）試驗結(jié)果

①控制顯影深度結(jié)果

取2 pnl實驗板，通過阻焊塞滿通孔后控制顯影量的方式達(dá)到半塞孔目的，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于孔內(nèi)的油墨未完全烘干，存在大量溶劑，很容易造成油墨污染板面，且這些油墨不容易清理和發(fā)現(xiàn)，給生產(chǎn)帶來極大不便。因此放棄此種制作方法。

②控制塞孔深度結(jié)果

采用多刀對半塞孔方式控制塞孔深度，可以有效控制塞孔深度在50%左右，滿足半塞孔要求。但是孔徑相差較大時（＞0.2 mm），塞孔深度有明顯差異。因此針對同一款板相差較大的不同孔徑需同時半塞孔制作時，可以采用兩張鋁片分別塞孔。

2.4 阻焊油墨塞孔

（1）試驗所用的材料及規(guī)格

制板厚度3.2 mm，鉆頭直徑0.25 mm、0.30 mm、0.35 mm；

（2）試驗板文件設(shè)計

（3）試驗結(jié)果

實驗參數(shù)：塞孔速度1格，塞孔壓力7 kg，一刀塞孔。并增加導(dǎo)氣墊板，可滿足阻焊油墨塞孔控制；

小結(jié)：采用塞孔速度1格，塞孔壓力7 kg，加上導(dǎo)氣墊板，可以實現(xiàn)一刀塞滿。塞孔切片結(jié)果顯示，0.3 mm，0.35 mm孔塞滿后，仍然存在部分氣泡及微裂紋。0.25 mm小孔存在氣泡，微裂紋產(chǎn)生幾率很小。這是因為實際油墨塞孔過程中，絲印機并非真空環(huán)境，在刮刀來回往復(fù)運動中，氣泡不可避免的混入油墨中，導(dǎo)致小氣泡產(chǎn)生。但是只要控制好阻焊油墨的脫泡及塞孔次數(shù)，塞孔氣泡發(fā)生的幾率及程度可以大大降低。

2.5 樹脂塞孔

（1）試驗所用的材料及規(guī)格：

制板厚度4.0 mm，鉆咀0.30 mm、0.35 mm、0.40 mm；

（2）試驗板文件設(shè)計：

（3）試驗結(jié)果

我公司目前使用真空塞孔機進行樹脂塞孔，其整體塞孔效果良好，本次實驗研究在不同壓力，速度等參數(shù)下，各類孔徑、孔距的塞孔效果：

實驗結(jié)果顯示：采用大壓力，慢速塞孔（0.45 MPa，5 mm/min）可以一刀塞穿4.0 mm板厚/0.3 mm孔徑小孔，塞孔效果飽滿，無氣泡，裂縫等。

2.6 可靠性測試

將三類實驗板取12pcs外發(fā)客戶測試可靠性，分別進行下列四項可靠性測試，測試結(jié)果顯示三種塞孔制板的可靠性均滿足客戶要求，得到客戶的認(rèn)可。

（1）3次Reflow + 五次蝕刻線 + 冷熱沖擊 240 h；（2）5次Reflow + 五次蝕刻線 + 雙85240 h；（3）3次Reflow + 五次蝕刻線 + 雙85240 h ；（4）5次Reflow + 五次蝕刻線 + 冷熱沖擊 240 h。

3 總結(jié)

（1）半塞孔通過多刀對半塞的方式，可有效控制塞孔深度，可滿足厚徑比≤13:1半塞孔板制作要求，可靠性測試合格。（2）阻焊油墨塞孔通過采用鋁片+20 mm厚刮膠+導(dǎo)氣墊板方式阻焊塞孔，可以滿足厚徑比≤12.8:1一刀塞滿，可靠性測試合格。（3）樹脂塞孔通過采用真空塞孔機大壓力，慢速塞孔方式可以一刀塞穿厚徑比≤13.3:1 樹脂塞孔制板要求。可靠性測試合格。