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阻焊油墨塞孔工艺的研究摘要：油墨塞孔是印制电路板生产中一种采用网版印刷加工方式的特殊的工序作业，本文介绍了两种普通和常用的工艺方法，对操作过程中注意的问题作了讨论，并且对塞孔完成后出现的问题进行了分析和提出了改善措施。
关键词：印制电路板;阻焊塞孔;塞孔铝片;后固化On ink plug hole processAbstract: Hole filling with ink is a special process in PCB production . This article introduces two ordinary processes .Discussed in the note in the operation, and analyze the problems in the plug hole is completed and proposed improvement measures.Keywords: PCB ; solder masker plug hole ; plug hole aluminum sheet ; postcure目录1 引言 (4)2 塞孔原理 (4)3 油墨塞孔工艺 (6)3.1连印带塞 (7)3.2铝板塞孔 (8)4 操作中的注意事项 (10)4.1前处理 (10)4.2铝片模板工艺参数选择 (11)4.3塞孔油墨粘度控制 (12)4.4垫板选择 (12)4.5后固化 (12)5 塞孔出现的问题分析及改善措施 (13)5.1过孔塞孔饱满度差，孔口出现露铜 (13)5.2塞孔处不平整，BGA封装处过孔孔边油墨凹凸不平 (14)5.3热风整平后塞孔处孔口阻焊起泡、剥离 (16)5.4“爆孔”形成孔内冒油 (16)6 结论 (17)致谢 (17)参考文献 (18)1 引言PCB板中导通孔（Via Hole）主要用于层与层之间的导通，过去对导通孔的阻焊制作没有特别要求，但随着电子产品向“轻薄、高精密”方向发展，PCB 的密度也越来越高，特别是SMT、BGA、QFP等封装技术的发展，客户在贴装元器件时提出了Via Hole阻焊塞孔的要求。
树脂塞孔工艺的研发上海美维电子 李 强1.0 前言树脂塞孔作为HDI中比较新决定未来HDI趋势走向的的一种工艺其发展程度反映了一个公司HDI的整体制作水平同时也是各厂家极为保密的东西SME从2000年10月对树脂塞孔正式立项经过半年多的研发SME克服树脂塞孔中的三大难题厚板小孔难以一刀塞实以及树脂固化收缩而难以实现孔塞得饱满树脂内气泡难以消除板面树脂残留难以去除等开启了一条美维特色的工艺路线迅速实现工艺能力的提升保证大批量的HDI板的生产并很快完成VIA ON HOLE 工艺HDI板的塞孔工艺对常规HDI内层埋孔工艺勿需埋孔上直接盲孔的塞孔工艺相当完善加工板厚0.4 3.2mm埋孔孔径0.250.40mm成品率达99以上对上有盲孔的埋孔树脂塞孔工艺加工板厚0.4 2.0mm孔径0.250.35mm孔口凹陷5um 树脂研磨后成品率达95以上工艺水平达到国内同行先进水平由于HDI技术的发展在国内只是近两三年的事而树脂塞孔在日本以外地方的发展更是要晚一些时至今日也就一年多的时间查阅相当多的PCB技术资料但关于树脂塞孔的东西不多其中有两篇不可不看对于工艺研发有相当的指导意义一篇是PCB业界泰斗白蓉生先生发表于台湾寻智书屋网站的PCB业界动态2000年7月野田的全平塞孔制程简介其中对日本的Noda Screen Co.,Ltd.的塞孔作了简要介绍包括为什么要塞孔树脂塞孔流程和工艺要点等现在在SME做到一定水平的时候回头再看走过的路重读文章仍然可以获得很多有用的信息另外一篇在TPCA专业杂志电路板会刊2000年10月中刊载华通电脑公司研发部许国经所写树脂塞孔后之研磨制程对于塞孔后板面树脂残留的去除从流程树脂油墨的选择到研磨材料的比较检验标准有详细的描述与其他HDI相关技术一样树脂塞孔工艺也兴起于日本在技术的使用及研发方面也遥遥领先于其他地域的同行在日本五年前由San-ei三荣化学Noda Screen野田Ibiden 三家公司合作强强联手进行树脂塞孔原料的生产改进工艺的研发以及在产品中的应用大家都知道这三家公司在相应方面都是顶尖高手所以现在的采用树脂塞孔工艺的PCB厂家大多选用三荣化学的树脂在三年前台湾PCB厂家开始对树脂塞孔工艺研发应用第一家是台茂两年半前开始在韩国试用目前台湾的华通韩国的三星均是国际上赫赫有名的PCB 厂家都是San-ei树脂的使用厂家SME自然就晚了许多其实当今亚洲涉及HDI的大PCB厂都有应用树脂塞孔工艺国内就有很多厂家能够批量生产如SME广东E&E昆山耀宁台资与日本JVC技术合作等目前全世界使用三荣化学的树脂来塞孔的PCB厂有60多家其中台湾有22家之多而日本则有相当多的代加工厂鼎鼎大名的野田公司就是其一当大家都在塞孔的时候日本同行仍然保持着绝对的技术优势目前日本普遍应用埋孔上做盲孔的工艺盲孔上堆叠盲孔的做法也不难见到更高级的要数新近推出的完成图形后应用树脂填塞线路间隙的工艺从而精确控制介质层厚度阻焊厚度阻抗精度使得线路更细所谓的二阶盲孔现在一般采用大孔套小孔的做法外层的盲孔至少得6mil以上无法做到更小并且对对位精度的要求非常苛刻而采用树脂塞盲孔后电镀类似于埋孔的制作在流程及工艺上会麻烦许多但这样才能使得外层盲孔不受限制真正做到高密度图1图2可以简要示意比较图1 常见二阶盲孔 图2 树脂塞孔后的叠盲孔由于树脂塞孔是HDI当中依靠工艺能力较强的技术可以对常规阻焊做一些调整改进添置设备就可以进行不似有些技术完全依赖于设备本身当然发展到一定程度产品要求越来越高添置专业设备必不可少HDI包括塞孔工艺毫无疑问是日本同行领跑而港台厂家的起步要稍早于大陆国内也主要集中于港台欧洲新近投资的HDI生产厂家其技术的获得主要途径有二自身研发包括集团内部的支援和整体技术引进昆山耀宁就属于后者日本JVC各厂家对于相互之间的保密工作更是到了无以复加的程度几乎无法从同行了解哪怕一丁点儿有用的信息 SME项目开发部自行开发研究在树脂塞孔方面取得了很大进展开启了一条有美维特色的工艺路线使得HDI板在2001年初顺利实现了量产(2001年4月HDI产量在10000平方英尺以上)树脂塞孔成品率达100之后就是进一步的提升工艺能力至2001年7月顺利完成VIA ON HOLE 工艺HDI板的塞孔工艺(如图3所示)至此SME的树脂塞孔工艺第一阶段基本结束达到了相当高的水平在国内处于领先位置图3 Via On Hole实图2.0细说塞孔2.1 塞孔缘由在这里不再赘述阻焊塞导通孔尽管两者有一定的相通点差别还是蛮大的其工艺难度不可同日而语最初的HDI板的采用如下的相关制程内层芯板层压机械钻孔PTH+全板镀铜内层图形制作AOI黑氧化层压内层的孔在外层层压时需要靠RCC或半固化片中的树脂来填塞特别是采用RCC压制工艺由于RCC树脂含量有限并且没有增强材料的作用因而层压时会由于树脂的流动在填充埋孔的同时在板面也就形成了对应的凹陷图4示意了酒窝的形成图5为埋孔位置的截面示意图尽管RCC上的树脂均匀度很高但层压时树脂的分配随图形孔的图4 图5分布而各处都不一样层压后内层状况原形毕露介厚不再均匀板面也就有了线路酒窝芯板埋孔位置经电镀仍然无法掩盖对板的品质生产制作带来很大困难并且多次RCC 层压的板这种效果会逐层放大另外不进行塞孔不利于线路和孔的高密度化布线也不得不考虑避开这些位置从PCB 生产工艺电性能装配等角度不塞孔主要会造成以下几方面的问题板面不平整线路经过此处菲林与板不接触曝光时形成散射使得蚀刻后线路不平直在凹陷处引起沙滩现象实为线路突起同时贴膜不牢会引起线路缺口断线等缺陷图6图7为由于板面凹陷引起的线路突起图6 图7 特性阻抗也会由于介厚的不均匀而起伏不定造成讯号不稳上为特性阻抗的计算公式表明特性阻抗”与讯号线的线宽w线厚t 介质厚度h 与介质常数Dk 关系介厚h 对阻抗值的影响显而易见由于线路的不平直不均匀使得讯号完整性受影响焊盘的不平整使得后续封装品质不良造成元器件的连带损失波及最终用户于是在内层PTH 与全板电镀之后增加了树脂塞孔使得孔被树脂填充从而保证层压后板面的平整性同时通过电镀将填塞过的孔直接掩盖将埋孔顶作为基础直接用于电气连接为提高线路设计密度提供了更多空间而塞孔后的各种工艺则可以忽略内层孔的存在布线设盘为所欲为图8说明了塞孔后外层的板面状况而图9所示则将埋孔位置予以充分利用在上面作微盲孔此外还有更高境界的埋孔上叠微盲孔图2图8 图92.2 塞孔工艺简介2.2.1 丝印树脂塞孔流程及简述在当初丝印塞孔工艺没有确定无法找到合适工艺条件的时候也曾经尝试过用层压的方法来塞孔由于是在高度真空高温系统下工作层压塞孔可以保证孔内树脂不含气泡但这种工艺也有其致命的弱点如成本太高操作太复杂另外孔口的树脂易被拉掉自然也不能应用于塞后电镀上作盲孔的工艺如图10图11所示图10 图11目前通用丝印树脂塞孔流程PTH+全板镀铜来料检查预处理黑化or微蚀塞孔预固化热固化or曝光板面处理板面检验后固化后续加工图形转移or电镀来料检查铜厚的均匀性钻孔质量电镀铜的品质空洞杂质堵孔铜瘤会导致开路和塞孔不良气泡等缺陷预 处 理通常的做法是黑氧化处理以增强结合力但黑化会导致板面孔口边缘的树脂去除非常困难而不作黑化处理只过微蚀处理结合力经测试也没有任何不良表现足以符合热冲击的测试塞 孔合适的塞孔材料的选择各种工艺条件的组合气泡的管理丝印塞孔的现场操作及过程控制等都是塞孔的难点和重点所在预 固 化形成适当硬度的固体树脂以便于磨除对于光固化树脂需要用紫外光曝光同时控制树脂内气泡固化放热膨胀也就有了野田一绝液中曝光热固性树脂在尽可能消除气泡的同时控制好固化程度也是硬度控制是关键因素板面处理其实大家统一的做法是用磨刷处理来去除板面过多的树脂残留只不过不同硬度的树脂状态需要用不同的研磨设备而SME在塞孔工艺上的投资有限在没有强力的研磨设备的情况下独创了用化学处理的全新工艺所以这里称之为板面处理板面检验主要是检验板面树脂的去除情况确保板面干净而不致在图象转移的时候起抗蚀作用导致残铜短路对塞后电镀的板更是严格要求孔口的凹陷孔口位置的气泡更是致命伤在板面处理后气泡破裂形成凹坑对之后的电镀线路制作上叠盲孔没了基础一个孔的缺陷也会导致整板报废另外板面铜层的厚度及均匀性也是重要的控制点后固化 树脂的最终固化使其具有合格的可靠性热性能加工性至于后续加工包括图形转移或者电镀都是比较常规的工艺了2.2.2 材料与配套工具的选择2.2.2.1 塞孔材料的选择树脂塞孔材料由于要掩埋于内层所以需要满足各项性能测试及后续工艺的要求主要有填塞树脂与孔壁层压树脂甚至是树脂之上的电镀铜之间有足够的结合力树脂在Z轴较低的热膨胀系数与层压的RCC或FR4的树脂孔壁铜的一致性在热冲击试验后无爆裂分层等缺陷硬化后要求树脂收缩程度小图12说明了板在塞孔树脂处理完后经过热冲试验的情况树脂与孔壁铜的结合力以及可靠性非常优越图12足够的强度以保证塞孔时残留的气泡在热冲时不会造成缺陷足够的耐酸碱性保证后续加工不会对已经形成的树脂状况破坏比如电镀的PTHDesmear图形转移后的显影段退膜段是碱性的而电镀前处理的微蚀图形转移后的蚀刻都是酸性的针对不同的工艺流程对树脂的预固化硬度也有选择硬度太高不利于树脂残留的磨除太低对可靠性研磨后孔口下凹有较大影响而塞孔后电镀的工艺对孔口树脂的下陷有严格控制树脂内的有机溶剂的含量决定塞孔预固化后的树脂凹陷状况所以无溶剂型的树脂油墨有杰出表现目前业界用得最多的有日本SAN-EI公司的PHP900IR/DC系列Taiyo的HBI200DB/TA-20DB另外还有日本Sanwa公司的UHC-2000由于不耐碱该产品的推广至今未有大动作毫无疑问三荣公司的树脂油墨无论从品质还是加工性能都首屈一指也占据绝对的市场份额当然价格自然不菲三荣公司最近推出了PHP900MB系列相比较PHP900IR 系列其树脂成分完全一样仅仅树脂含量不同而已试用结果还是相当不错的而该品种的单价便宜很多Taiyo公司的HBI200DB/TA-20DB则在中低端产品占据很大的一块因为其成本较低略高于常规阻焊的价格而可靠性等方面表现得相当突出只是操作比较困难树脂内的气泡难于消除有机挥发物的存在也是很大的问题残留去除也比较问难从而限制了它在高技术HDI板上的应用2.2.2.2 铝片网的选择也许是习惯的原因日本多用聚酯网或不锈钢丝网来塞孔而香港多用铝片网港资较多的广东多延续铝片的做法SME选用铝片网塞孔丝网的制作则要选择网目感光乳剂的厚度控制同时下油点的大小也是需要注意的问题一般低于1.2mm的板多用聚酯网而铝片网一般用0.2mm厚的铝片剩下的只要控制好孔径大小铝片网还具有使用大的丝印压力而不会产生较大变形的特征2.2.2.3 孔板的应用由于孔板与板孔的一一对应使得孔内原有空气顺利排出而不会阻碍树脂的进入一定程度上避免树脂内的气泡残留本人只是将孔径放大导气的同时避免反面污染2.2.2.4 机器与刮胶的选择机器的稳定性和压力大小是否适于塞孔相当重要要求23mm厚的板一刀塞好全板均匀实在不是一件容易的事真如百米跑十秒专业塞孔的都选用9mm厚的刮胶磨出一定角度和机器的匹配同时刮刀角度攻角等都是控制效果的综合因素经过多次试验找到合适硬度的刮胶得以小孔径厚板一刀塞过反面也冒油很多而不可套用别人的建议参数一般稳定性高对位精度高压力大的机器适用于塞孔2.2.2.5 消泡设备还有一点不得不提要把孔塞好孔内树脂里没有气泡单从塞孔工艺上的调整及现场操作管理是无法保证达到很高要求的所以塞孔前树脂内的气泡控制相当重要目前多用真空脱泡机价格非常昂贵在78万RMB而普通油墨振荡机3000左右RMB就可以解决问题了2.2.3 工艺难点及解决方法2.2.3.1 塞孔的均匀性与饱满程度树脂塞孔如果能做到全板面所有的孔都没有气泡处理后跟板面相平没有凹陷自然无可挑剔其实是不可能的这里先说如何使得全板塞得均匀饱满单纯从塞孔工艺来讲整板的均匀性是考验印工真功夫的试金石而不论板的厚薄0.4 3.0mm统统一次塞实填平两面冒油一样则对工艺有很高的要求所以机器的稳定性大压力下的重复精度网板的尺寸稳定性丝印速度压力刮胶的平直度硬度选择甚至是覆油刀的速度都显得那么重要总体说来整板均匀性主要通过调整机器来达到而对于厚板的小孔一般0.250.35mm一刀塞平相对比较困难有以下几点需要注意无论何种硬度的刮胶保证是一个平面来塞可以迫使树脂持续进入孔内跟锋利刮胶一条线来塞相比不言自明平面的形成可以通过把硬的刮胶磨成一定角度也可以选用硬度低的刮胶加大压力使之弯曲形成平面这是迫使树脂进孔的最重要的的一点丝印刀的速度与压力并重慢速度与大压力有利于塞孔的饱满板越厚孔内树脂要求量越多哪里来来自网板的孔眼里和网板下的树脂所以覆油刀的速度压力选择对控制树脂内气泡板面冒油的重要性不用多说2.2.3.2 气泡的控制前面也提到过要做到孔里面没有一点气泡是不可能的之所以这么讲因为即使在塞孔之前通过长时间放置使用真空脱泡机也没办法使塞孔操作在真空状态下进行所以在丝印时刮刀的来回运作必然会使气泡混在树脂里面当然粘度的高低对气泡的消除会有影响但如果通过添加稀释剂的做法就很大错特错了因为挥发物的存在会导致固化后树脂的收缩凹陷反面可以通过冒油多来保证但孔口周缘的残留太多对去除相当困难而塞孔的正面由于网版与板的接触使得树脂无法高出孔口收缩凹陷也就不可避免用于via on hole工艺也就不可能了在这里无溶剂型树脂的优越性体现的淋漓尽致三荣的树脂油墨单价极高自有它的道理对于目前普通的HDI板采用的还是塞孔后直接图形转移再进行RCC层压这种流程其实对孔内的气泡凹陷的要求并不用太严格只要层压后可以屏蔽内层的孔就足够即使一点凹陷也不至于报废也有某些高阶封装板已要求其等之塞实填平甚至削平后孔口树脂的下陷还规定不可超过5 m以防高频的讯号的完整性受损对于塞孔后电镀孔上面做盘甚至叠盲孔那就一点儿马虎不得气泡不可避免但还是可以控制的只要不造成电性能可靠性的缺陷也就足够了现场操作管理有一下几点经验使用真空脱泡机或长时间静置以消除原料中的气泡走刀速度包括覆油刀的速度都要求很慢以避免混入气泡一刀塞好避免重复丝印间夹杂气泡网上四周的油墨不要收到网中间重复使用而要专门管理收进油罐脱泡处理后再使用对于塞进孔内的树脂尽可能使内部的气泡消除对于光固化的树脂要尽量低温不使气泡膨胀热固性的树脂则要低温分段烘板来达到孔口附近位置没有气泡树脂粘度较低的更容易消除孔周围的气泡对于树脂油墨的管理对控制气泡非常重要尽管via on hole 生产难度很高但只要工艺成熟控制得力品质还是可以保证的成品率在样板制作时可达95以上2.2.3.3 板面处理板面处理要求通过研磨或其他的处理方式去除孔两侧多出孔口的树脂及板面残留从而达到孔内树脂保留量对于via on hole 工艺则必须达到树脂凹陷的指标按现有PCB工厂通用做法丝印塞孔后预固化再磨板以孔口树脂削平听说过有的公司因为板面树脂的去除非产困难而选择放弃树脂塞孔当初的进度也曾为这个问题而停滞一段时间没有方向可以看得出板面的树脂处理完全不同于传统PCB所用到的板面清洁及表面粗化其难度自然不可同日而语板面的树脂处理是一种完全依赖于设备的工艺要去除硬度高达7H10H的树脂又怎么是硬度只有45H的普通刷轮所能为呢强力的磨刷设备是必然的树脂塞孔的研磨根据树脂的种类预固化后的树脂硬度也有两种一种是光固化型树脂由于采用紫外光曝光以初步固化硬度只有38H使用常规磨刷就可以去除了另外一种就是热固型树脂的研磨由于其硬度高树脂的研磨是这种工艺的难点由于光固化型树脂在气泡的控制上是重点而SME没有真空搅油机不能有效控制研磨后孔口位置的气泡而该难题一直没有得到明显改善另外液态树脂的操作以及通过曝光能量控制树脂硬度也比较困难所以在SME最终选择热固化树脂油墨来作为塞孔材料目前磨刷设备主要有两大类刷辊类和平面式研磨设备刷辊类主要有普通无纺布刷针刷特殊材质的刷轮比如陶瓷刷高切削性的不织布刷等平面研磨设备包括平面纱布研磨机砂带式研磨机其中高硬度的陶瓷刷辊高切削性的不织布刷与砂带机磨刷能力较强主要因素是陶瓷和砂粒硬度要高于预固后树脂硬度热固性树脂预固化后硬度7~8H最终固化后硬度达9~10H陶瓷的硬度为13H而普通不织布刷硬度5~6H不织布刷按结构硬度材质和砂的粗细有较多的分类卷曲式碳化硅材质的较高硬度刷轮适于作塞孔后板面树脂残留研磨处理通过试板比较了可调压刷轮机上使用普通刷轮陶瓷刷高切削性的不织布刷以及平面砂带研磨机板面树脂油墨的清除板的变形程度铜层去除量及均匀性操作中的过程控制设备的成本以及损耗品主要是砂带磨刷的成本都是考察的主要依据表1是对各种设备的初步比较表1几种研磨设备的简明比较表平面研磨片间均匀度较差易板翘单价中高单价极高更换频繁需各种刷轮搭配使用备成本上升8单价太高不宜薄板处理变形大品质过程控制不稳定更比较以上三种设备总体来看无论是研磨能力还是板的品质控制生产成本高切削性不织布刷都具有相当的优势也是各厂家使用最多的研磨方式最初由于供应商的极力推销试板结果也不错 SME 一段时间内也使用过陶瓷刷由于价格方面的原因单耗太大生产量无法达到供应商所承诺的底限高切削性不织布刷取代陶瓷刷顺理成章砂带机利用环带上的金刚砂作高切削量的研磨目前并没有其它厂家使用于树脂塞孔后的研磨当然不同厂家的不织布刷不同规格型号的刷其表现也各不相同对于不同的磨刷型号的搭配目数的选择视具体要求和各家情况不同而不同为了完全的清除树脂残留研磨机的磨刷电流速度以及树脂的固化程度都是需要严格控制的地方图1314是树脂研磨后的孔口状况示意图图13 图14最后不得不提一点作为塞孔后的树脂处理方式SME 有自己的特色既然有生产盲孔板用去胶渣后磨板以去除板面流胶的工艺对于普通HDI 工艺并不要求处理后孔内特别饱满IPC 只要求塞满程度必须达到60以上层压树脂流胶足以保证层压后板面无凹陷的缺陷因而用化学的处理方法也应该可行在试过Desmear 线处理失败后想到了垂直式化学处理经过多次试验调整膨胀缸氧化缸的温度处理时间最后确定了理想的工艺参数而流程相当简单处理结束后只需要常规磨刷把表面的残渣刷掉板面磨得漂亮一点就行了成品板中针对埋孔的测试完全OK,连最初对塞孔树脂与层压树脂结合力的担心也显得多余经过多次试板样板年初也有月生产数万英尺的记录至今无一例失败记录其运作成本低可以套用公司现有的设备是相当不错的选择当然合适的处理条件适当的固化程度塞孔树脂的饱满程度也都是需要严格控制的尽管没有记录表明有其他厂家使用相同处理方式但以IPC 相关要求是完全可以达到的但对于塞孔后电镀再上叠盲孔的工艺这种处理方式也就无能为力了就像树脂里含有溶剂在预烘后的树脂收缩入孔凹陷而无法做到树脂与孔口相平一样不可克服图15可以看出化学处理后孔口的凹陷以及填塞树脂与层压树脂的完全相容。
铝片及白网塞孔加工工艺一: 白网塞孔工艺流程磨板→印刷→预烤→曝光→显影→固化1直接使用白网同时进行塞孔和表面印刷，重点控制事项如下:3．操作注意事项：A、必须保证塞孔不透光；B、烤板前必须使烤箱温度降至70℃以下放可入板；C、烤板过程中不得随意打开烤箱；D、每周必须检测烤箱温度的均匀性在+/-5℃的范围之内，防止局部温差造成的品质异常；E、以下板不可使用白网塞孔：成品板厚在0.4mm以上的、塞孔孔径大于0.3mm以上的、所有BGA位置要求塞孔的、孔与焊盘相交/相切的、单面焊盘开窗的、过孔不允许发红的。
二：铝片塞孔工艺流程：所谓铝片塞孔即根据PCB所需的孔径、孔位，在一片约0．3mm厚的铝箔上，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，然后用此铝片制成网版，固定在丝印机上，通过漏印塞孔的方式将油墨句注入PCB中。
A流程：磨板→塞孔→印刷→预烤→曝光→显影→固化1、塞孔印刷工艺A、取相同型号的铝片塞孔网板安装在丝印机上；B、将需塞孔的板与垫板固定在丝印台面上，并调节好对位精度；C、加油到网板上使用白纸吸印3-5次，并调节好各项参数，具体如下：生产；3、预烤、对位、曝光、显影、后烤与白网塞孔的工艺参数基本相同；请参照重点控制参数如下:72-75℃*36min→85℃*45min→→100℃*30min→120℃*30min→150℃*90min4、生产注意事项：A、塞孔油墨粘度控制在200dp.S以上，并在混合的有效期内；B、塞孔前的板必须保证孔内的水分完全烘干；C、磨板后30min内必须完成塞孔及表面印刷；D、塞孔后30min内必须完成表面印刷，印刷工艺参照《丝印机操作规程》执行；E、塞孔时必须检查塞孔饱满度必须控制在50-80%之间；B流程：磨板→塞孔→预固化→打磨→前处理→印刷→预烤→曝光→显影→固化其它工艺基本和A流程相同。
项目Item：FMEA编号FMEA No.：编制日期Pepare date：类型Type:关键日期Key Date：内容版本content Version：过程责任Responsibilit y：修订日期Modify Date：采取的措施actionadoptedSO DR P N塞孔压力过大pressure of hole plug is too large2控制压力0.5-6.0bar control pressure within0.5-6.0bar生产前检查塞孔压力是否在要求范围内Is the pre-production stopper hole pressure within the required range 770无none塞孔速度过慢speed of hole plug is tooslow2依照首件板调整adjust the speed by doing firstarticle生产前检查塞孔参数是否在要求范围内Check whether the plug hole parameters are within the requiredrange before production 770无none真空度过大The vacuum islarge2控制真空度0.3-0.9bar生产前点检真空度是否在要求范围内Whether the vacuum degree of pre-production spot inspection is within the required range770无nonePotential Failure Mode and Effect Analysis过程潜在失效模式及后果分析（PFMEA）双面板/多层板double-side/multi-layers PCBFMEA-OPH-032015/5/24编制Prepareby：PCB /B1审批Approvalby：树脂塞孔Resin Plugging 2019/7/1工厂批准plant approval ：核心小组core team：分级符号说明：1.如果客户有指定标识符号，则按客户要求进行标识；2.客户没有指定标识符号，则按如下标识：“◆”表示产品特殊特性,“▲”表示过程特殊特性。
Via hole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。
Via hole 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, 特别是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, 可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( 特别BGA内) 。
因此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能够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, 因此许多客户不接收。
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, 可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。
当前, 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, 当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, 因此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, 因此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, 因此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 0.1 MM 。
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 0.1 MM 。
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。
