高密度多层盲埋孔HDI电路板只要设计有BGA盘中孔的基本上都会做树脂塞孔工艺,树脂塞孔是一种特殊复杂的加工技术,在PCB线路板厂需要有专门的加工设备及很专业的技术团队克服很多困难才能做好树脂塞孔的品质。下面我们一了解下树脂塞孔工艺的发展演变过程。
1. PCB树脂塞孔的工艺制作方法:
1.1 PCB树脂塞孔制作流程
以下为3种类型的树脂塞孔加工方法分别都有不同的工艺流程,分别如下:
1.1.1 POFV类型的产品(不同工厂的设备不一样走的流程也不一样)
1)、开料→钻孔→PTH/电镀→塞孔→烘烤→研磨→PTH/电镀→外层线路→防焊→表面处理成型电测→FQC→出货
2)、开料→钻孔→沉铜→板电→板电(加厚铜)→树脂塞孔→打磨→钻通孔→沉铜→板电→外层图形→图形电镀→蚀刻→阻焊→表面处理→成型→电测→FQC→出货
1.1.2内层HDI树脂塞孔类型产品(两种流程:研磨与不研磨两种)
研磨流程:
1)、开料→埋孔内层图形→AOI→压合→钻孔→PTH/电镀→塞孔→烘烤→研磨→内层线路→棕化→压合→钻孔(激光钻孔/机械钻孔)→PTH/电镀→外层线路→防焊→表面处理→成型→电测→FQC→出货
2)、开料→埋孔内层图形→AOI→压合→钻孔→沉铜→板电→板电(加厚铜)→树脂塞孔→打磨→内层图形→AOI→压合→钻通孔→沉铜→板电→外层图形→图形电镀→蚀刻→阻焊→表面处理→成型→电测→FQC→出货
不需研磨:开料→埋孔内层图形→AOI→压合→钻孔→PTH/电镀→内层线路→棕化→塞孔→压平→烘烤→压合→钻孔(激光钻孔/机械钻孔)→PTH/电镀→外层线路→→阻焊→表面处理→成型→电测→FQC→出货
1.1.3外层通孔树脂塞孔类型
1)、开料→钻孔→PTH/电镀→塞孔→烘烤→研磨→烘烤→外层线路→防焊→表面处理→成型→电测→FQC→出货
2)、开料→钻孔→沉铜→板电→板电(加厚铜)→树脂塞孔→烘烤→研磨→烘烤→外层图形→图形电镀→蚀刻→阻焊→表面处理→成型→电测→FQC→出货
1.4 树脂塞孔的工艺方法
1.4.1 树脂塞孔使用的油墨
A、目前市场上使用于树脂塞孔工艺的油墨的种类也有很多。常见常用的有山荣(San-Ei ),科鼎化工(kotti)等供应商的品牌。
1.4.2 树脂塞孔的工艺条件
A、树脂塞孔的孔动则上万个,而且要保证不能有一个孔不饱满。这种万分之一的缺陷就会导致报废的几率,必然要求在工艺上进行严谨的思考和规范。
B、良好的塞孔设备是必然的要求。目前使用于树脂塞孔的丝印机可以分为两大类,即真空塞孔机和非真空塞孔机。
1.4.3 普通丝印机的塞孔工艺
A、丝印机的选择着重要考虑最大的气缸压力,抬网方式,刀架的平稳性以及水平度等;
B、丝印的刮刀需要使用2CM厚度,70-80度硬度的刮刀,当然,一定要具备耐强酸、强碱的特性;
C、丝印的网版选择可以选择丝网,也可以选择铝片;所要控制的是根据塞孔工艺条件的要求,选择合适的丝网目数以及针对孔径的开窗大小;
D、树脂塞孔所用的垫板有多种讲究,但是往往被工程师所忽略。垫板不仅起到导气的作用,还起着支撑的作用。对于密集孔的区域,我们把垫板钻完了以后,整个区域都是空的,在这一位置,垫板出现弓起或形变,对于板的支撑力最差,这样会造成该位置塞孔的饱满度很差。所以在垫板制作的时候,要想办法克服大面积的空位的问题,目前最好的做法是使用2mm厚的垫板,只钻垫板的2/3深度。
E、在印刷的过程中,最重要的是控制好印刷的压力与速度,一般来说,纵横比越大,孔径越小的板,要求的速度越慢,压力要求越大。控制较慢的
速度对于塞孔气泡的改善而言效果最好。
2.树脂塞孔应用:
目前树脂塞技术主要用于以下产品:
3 POFV工艺树脂塞孔
3.1.1技术原理
导电孔用树脂插入,然后在孔表面镀铜。
3.1.2 POFV技术优势
减小孔与孔之间的间距,减小板的面积。
解决布线问题,增加布线密度。
3.2 HDI树脂塞孔内
3.2.1技术原理
用树脂堵住HDI中的埋孔并压紧。该工艺平衡了高密度介质层厚度控制与HDI埋地孔填充设计之间的矛盾。
如果HDI内埋孔没有填充树脂,板材会出现爆炸板的问题,在发生过热冲击时直接报废。
如果不使用树脂塞孔,需要压缩几片PP板材来满足填充橡胶的需要,但是随着PP板材的增加,层与层之间的介电层厚度会变厚。
4 预防改进措施
选择合适的即插即用油墨,控制油墨的贮存条件和保质期。
标准的检查程序,以避免孔在补片的位置。即使有良好的塞孔技术和丝网印刷条件,孔隙率也会增加,但不幸的是,1/10000的概率会导致产品报废,有时只是因为垫片上没有孔和孔。这只能通过检查孔的位置和修复来完成。当然,树脂塞孔检测的问题一直被讨论,但似乎没有好的设备来解决这个问题。有许多不同的方法可以使手工检查和判断更加准确。
5、
随着树脂塞孔技术应用的熟练度不断的提高,以及类似于气泡等顽固问题的有效解决,树脂塞孔技术在不断的被推广。例如HDI盲孔进行树脂塞孔填胶,叠层HDI结构的内层HDI埋孔VIP工艺等等。
目前在行业通行的标准(IPC-650)里面,似乎还没有给出对于树脂塞孔的孔上面铜厚的要求,潜在的风险是,一旦树脂塞孔的孔上面电镀的铜厚偏薄,经过内层HDI线路的表面处理,棕化处理以后,孔口上面的薄薄的铜会有被激光钻孔钻穿的可能,而且在电测试时是无法判定其有问题的。但这层薄薄的铜在耐高压等方面的品质着实让人担忧。在此问题上,根据我们的实验数据,如能保证埋孔上面的铜厚大于15um,符合Hoz的完成铜厚要求,一般不会出现品质异常
6 预防改善措施
A、选用合适的塞孔油墨,控制油墨的存放条件和保质期,
B、规范的检查流程,避免贴片位孔口有空洞的出现。即便能倚靠过硬的塞孔技术和良好的丝印条件来提高塞孔的良率,但是万分之一的几率也能导致产品报废,有时仅仅因为一个孔的空洞造成孔上没有焊盘而报废实在可惜。这就只能通过检查来找出空洞的位置并进行修理的动作。当然,检查树脂塞孔的空洞问题历来也被人们所探讨,但似乎目前还没有什么好的设备能解决这一问题。而如何能让人工检查判断的准确性更高,也有许多不同的做法。
C、选择合适的树脂,尤其是材料Tg和膨胀系数的选择,合适的生产流程以及合适的除胶参数,方能避免焊盘与树脂受热后脱离的问题。
D、对于树脂与铜分层的问题,我们发现孔表面的铜厚厚度大于15um时,此类树脂与铜分层的问题可以得到极大的改善。
我们作为树脂塞孔PCB产品的生产加工厂家,明白了树脂塞孔工艺的工艺特点,知道了它的优点及工艺制作方法,要想获得更好、更可靠稳定的PCB产品,我们还需要不断的提高树脂塞孔产品的工艺能力,提升产品的品质,解决此类产品的相关工艺问题,真正用好并推广此类技术,实现更高技术难度PCB产品的制作。树脂塞孔的技术经过多年的发展,已经逐渐的被许多用户所接受,并不断的在一些高端产品上发挥其不可或缺的作用。尤其是在高阶盲埋孔、HDI、厚铜PCB等产品上已经在广泛的应用,这些产品涉及到了通讯、军事、航空、电源、医疗、人工智能等领域。