印制板阻焊塞孔加工技術實驗研究

余 華 張文晗

（西安微電子技術研究所，西安 臨潼 710600）

謝偉力

（伊達斯電子科技有限公司，湖北 武漢 430073）

印制板阻焊塞孔加工技術實驗研究

余 華 張文晗

（西安微電子技術研究所，西安 臨潼 710600）

謝偉力

（伊達斯電子科技有限公司，湖北 武漢 430073）

結合電路板阻焊塞孔工藝技術產(chǎn)品批產(chǎn)化，根據(jù)生產(chǎn)線現(xiàn)有設備的實際情況，解決阻焊塞孔印制板加工過程所遇到由于過孔阻焊塞孔不良（空洞及露銅等）而導致錫珠入孔，造成的短路異常風險隱患等各種工藝難題。采用此種工藝制作技術方法均可實現(xiàn)阻焊塞孔印制板產(chǎn)品的批量在線的加工。

阻焊塞孔；過孔；先塞后?。浑A段性固化

1 前言

印制板上的過孔一般為連接層間作用，隨著孔徑的減小，密度的提高，為防止過孔間相互連接致使連通失效，通孔的表面處理方式逐漸由傳統(tǒng)的錫鉛覆蓋趨向于阻焊覆蓋、阻焊塞孔、樹脂塞孔方式。特別是SMT、BGA、QFP等封裝技術的發(fā)展，客戶在貼裝元器件時提出Via hole阻焊塞孔要求。由于阻焊塞孔工藝技術應用范圍的廣闊性。所以，對印制板過孔阻焊塞孔產(chǎn)品的加工進行工藝研究及生產(chǎn)控制勢在必行。

2 塞孔工藝實驗研究方案

根據(jù)過孔阻焊的處理方式，對以下兩種塞孔方案進行過程驗證與結果對比。

2.1 白網(wǎng)印刷、連塞帶印

（1）材料及要求（表1）

（2）加工流程及條件

刷板 → 烘板 → 印刷 → 預烘 → 曝光 → 顯影 →固化

2.2 鋁箔塞孔（表2）

表1 “白網(wǎng)印刷”材料及要求

（1）材料及要求（表3）

（2）加工流程及條件（表4）

刷板→烘板→鋁箔塞孔→階段固化→刷板→烘板→阻焊印刷→預烘→曝光 →顯影→固化

表3 鋁箔塞孔材料及要求

3 實驗記錄及分析

3.1 白網(wǎng)印刷、連塞帶印

表2 “白網(wǎng)印刷”加工條件及要求

表4 鋁箔塞孔加工條件及要求

3.1.1 過程記錄

印制板經(jīng)前處理后烘板，烘干孔內(nèi)水分，分別使用90目與100目絲網(wǎng)，白網(wǎng)印刷，在保證器件孔不被油墨塞堵的前提下，反復印刷4～5次，印刷過程中對過孔塞油墨，后經(jīng)曝光、顯影、階段固化。

3.1.2 塞孔效果

（1）塞孔覆蓋度

白網(wǎng)印刷方式，使用100目絲網(wǎng)印刷，由于絲徑為0.08 mm，純絲網(wǎng)厚度及網(wǎng)孔徑較小，印刷透墨量小，印刷油墨對表面局部焊盤覆蓋不完全，部分過孔焊盤處存在假性露銅現(xiàn)象；使用90目絲網(wǎng)印刷，絲徑為0.1 mm，絲網(wǎng)純絲網(wǎng)厚度及網(wǎng)孔徑較大，印刷透墨量大，印刷油墨厚度較大，對過孔及焊盤覆蓋度較好，印刷后檢查，只有極少數(shù)過孔焊盤處覆蓋不良。

（2）孔內(nèi)油墨填充度

采用相同印刷方式，對比100目與90目絲網(wǎng)印刷塞孔，可以看出，100目絲網(wǎng)由于透墨量小，難以塞實過孔，存在局部孔內(nèi)塞油不實、孔內(nèi)無油、孔壁內(nèi)存在露銅現(xiàn)象；而使用90目絲網(wǎng)塞孔，孔內(nèi)被油墨填充，孔內(nèi)油墨與板面油墨連續(xù)。

圖1 過孔兩端對比（100目白網(wǎng)印刷）

圖2 過孔兩端對比（90目白網(wǎng)印刷）

由圖1可以看出過孔一端固化良好完全塞實孔口，另一端油墨存有縫隙，后續(xù)焊接過程可能存在漏入焊料現(xiàn)象；圖2可以看出過孔兩端油墨固化良好，孔口處不存在縫隙，可阻擋焊料的進入過孔內(nèi)。

3.2 鋁箔塞孔

3.2.1 過程記錄

（1）鋁箔鉆過孔

準備相應鉆過孔文件，用0.1 mm的鋁箔鉆過孔，及板邊定位孔；

（2）鋁箔定位

將鋁箔貼在絲網(wǎng)上，有效圖形處于漏油區(qū)域，使用3.175銷釘，通過板邊定位孔與鋁箔板定位，使鋁箔上的過孔與板上過孔重合；

（3）印刷塞孔

板與鋁箔對位后，通過印刷塞孔，反復推印3～4次，完成鋁箔漏油，塞孔。

3.2.2 塞孔效果

（1）塞孔覆蓋度

使用鋁箔鉆過孔方式阻焊塞孔，由于只針對過孔進行漏油，經(jīng)印刷，所有過孔均有油墨填充，無漏塞現(xiàn)象。

（2）孔內(nèi)油墨填充度

使用鋁箔對過孔塞油墨，經(jīng)正常印刷，可以看出鋁箔塞孔，油墨位于孔中部，即孔內(nèi)部不存在空洞，經(jīng)表面油墨印刷后，過孔可有效被油墨覆蓋，無漏孔現(xiàn)象。

（3）塞孔固化條件

對鋁箔油墨塞孔板進行塞孔條件實驗，對比不同固化條件（表5），可以看出使用高溫直接固化會導致孔內(nèi)油墨溢出，過孔處油墨呈起泡狀。而使用3～4段階段升溫固化，孔內(nèi)油墨均存在有局部空洞現(xiàn)象，但由于孔內(nèi)油墨充分填充，不會造成焊料進入。

表5 油墨塞孔油墨固化條件

4 油墨塞孔評價

4.1 不同塞孔方式塞孔對比

分別對比不同塞孔方式的操作過程及塞孔效果如表6。

表6 不同塞孔方式過程及效果對比

4.2 不同固化條件塞孔效果對比

對比不同固化條件對孔內(nèi)油墨的塞孔效果，直接采取高溫固化方式，容易導致油墨從過孔內(nèi)外溢，造成過孔處出現(xiàn)起泡現(xiàn)象；采取階段式升溫固化，有助于孔內(nèi)油墨的充分填充與固化，但由于升溫階段較少，部分孔內(nèi)油墨固化后存在局部空洞現(xiàn)象。

4.3 不同孔徑過孔塞孔對比

對比不同孔徑過孔的塞孔效果，過程中對大于0.60 mm的過孔，由于在相同的透墨量前提下，孔徑較大不利于油墨的填充，存在孔內(nèi)油墨填充不足；或是孔內(nèi)油墨填充良好，由于孔徑較大存在部分外溢現(xiàn)象。

5 實驗結果

（1）使用透墨量較大的90目絲網(wǎng)通過增加印刷次數(shù)，有助于阻焊塞孔的實現(xiàn)，且塞孔的狀態(tài)優(yōu)于100目的絲網(wǎng)。

（2）使用鋁箔塞孔，可針對性地過孔進行阻焊塞孔，過孔內(nèi)油墨填充效果較好，但使用過程中增加準備流程，印刷過程需要對位操作，精度要求較高。

（3）不同的固化條件對孔內(nèi)油墨的固化影響較大，高溫直接固化易導致孔內(nèi)油墨溢出，在孔口處形成起泡狀，而使用3～4段階段升溫固化，孔內(nèi)油墨存在有部分空洞現(xiàn)象，但由于孔內(nèi)油墨充分填充，不會造成焊料進入。

（4）對于孔徑大于0.60 mm的過孔，孔內(nèi)油墨難以填充或難以固化，油墨外溢。

[1]李乙翹. 印制電路[M]. 化學工業(yè)出版社.羅小明,陳寶. 阻焊塞孔工藝改善[J]. 印制電路信息, 2010,02.

[2]江倩. 阻焊外觀缺陷統(tǒng)計與控制[J]. 印制電路信息, 2000,05.

[3]孟凡義,孫建. 感光阻焊塞孔與改善的分析研究[J]. 印制電路信息,2012,S1.

余華，工程技術中心工程師。

Research on the resistance welding and hole clogging technology for printed circuit board

YU Hua ZHANG Wen-han XIE Wei-li

The work of the paper is based on the project of “the batch production of the circuit board with the resistance welding and hole clogging technology”. The existing equipment is faced the short circuit or other fault because the solder ball has been easily flown into the connection holes for the resistance welding and hole clogging. And the study concluded that this new technological processes has no damage effect on the batch production of PCB.

The Resistance Welding and Hole Clogging Technology; Drilling Hole; Clogging First and Printing; Phase-Curing

TN41

A

1009-0096（2014）08-0047-04