阻焊塞孔工艺改善

印制电路信息2010N2表面涂覆 Surface Finish阻焊塞孔工艺改善罗小明陈宝(株洲南车时代电气股份有限公司,湖南株洲412001)擴要通过改良阻焊塞孔工具、规范网印塞孔操作、修改后国化参敷,改善公司阻焊塞孔质量不稳定的问题关键词阻焊塞孔;塞孔铝片;塞孔网印;后固化中图分类号:TN41文献标识码:A文章编号:1009-0096(2010)20045-04Improvement in Solder resist Plug-Hole ProcessLUO Xiao-ming CHEN BaoAbstract Through improved the solder mask plug-hole tools, the screen printing operation, the modifiedpostcuring parameters, improve the quality of solder mask plug-hole.Key words solder masker plug hole; plug hol aluminum sheet; plug hol screen printing: postcurePCB板中导通孔( Via Hole)主要用于层与层之间预烘、曝光、显影、后固化。工艺流程长,过程控的导通,过去对导通孔的阻焊制作没有特别要求,但制困难,产品质量难以保证。随着电子产品向“轻、薄、短、小”方向发展,PCB塞孔工艺与一般的阻焊工艺比较,除网印塞孔的密度也越来越高,特别是SMT、BGA、QFP等封装与后固化有所不同外,其余过程没有什么两样,因技术的发展,客户在贴装元器件时提出了vaHo阻焊此控制网印塞孔与后固化是阻焊塞孔工艺的关键。塞孔的要求。导通孔实施阻焊塞孔主要有以下作用阻焊塞孔网印大致有两种方式:(1)采用铝片(1)防止PCB板在插装元件后过波峰焊时,锡版塞孔,其优点是塞孔时铝片变形小,网印时对位从导通孔贯穿到元件面造成短路;准确,但流程较长,生产效率较低;(2)常用的方(2)可以有效地解决焊接过程中助焊剂残留在式是用网点网印,塞孔油墨通过丝网漏印的方式进导通孔内的问题,提高产品安全性能入孔内,该方法的好处是板面阻焊与塞孔阻焊同时(3)客户元件装配完成后在测试机上形成真空网印,生产效率较高,但由于丝网在印刷过程中变负压状态;形较大,对位不易控制,如丝网制作时其补偿量控(4)预防表面锡膏流入孔内造成虚焊,影响贴装;制不好,或操作人员在印刷过程中控制不到位,很(5)杜绝导通孔内产生锡珠,避免了PCB过回容易出现导通孔塞不饱满的问题。我公司采用铝片流焊时锡珠弹出造成的短路。版进行阻焊网印塞孔后固化主要控制后固化温度与时间,塞孔板采1现状分析用分段固化,未寒刊板一般采用一段固化方式中国煤化工1.1阻焊塞孔工艺介绍1.2CNMHG导通孔阻焊塞孔一般包含塞孔、印板面阻焊、我公司进行阻焊寨孔工艺生产已有好几年的表面涂覆 Surface Finish印制电路信息2010No.2历史,通过几年的努力,塞孔质量已得到了很大提1.3目前的工艺手升,但还是存在一些问题,无法满足一些高要求的客户要求。存在的问题有:1.3.1网印塞孔(1)过孔塞孔饱满度差,孔口出现露铜发红现象(1)塞孔铝片版:采用与钻孔刀具一样大的钻(图1、图2)。头钻漏印孔。(2)网印塞孔操作:没有明确塞孔时的具体要求,操作员在网印塞孔时无章可循。1.3.2后固化后固化参数:80℃烘30min,120℃烘30min再150℃烘60min图1孔口发红原因分析与改善措施我们将以上存在的三种质量问题,从成因、机理上进行分析,并最终确定改善措施2.1过孔塞孔饱满度差,孔口出现露铜发红原因分析及改善措施(1)原因分析。塞孔油墨量不足,导致过孔图2塞孔不饱满切片图有些部位没有阻焊油墨,后固化后过孔的部分表面露铜。在网印塞孔时,需寒孔的导通孔,一般会有(2)塞孔处不平整,BGA封装处油墨凹凸不两种情形,①导通孔孔径相同或相近;②导通孔孔平,影响客户封装(图3)径相差比较大。导通孔越小,塞孔时阻焊油墨受到的阻力就越大,孔不易塞饱满;塞孔铝片版上漏印的孔越小,下油量也越小,也就有可能无法将孔塞满;反之,如果导通孔较大,铝片版上的漏印孔,则有利于将孔塞饱满。(2)改善措施。根据以上分析,我们需对钻孔铝片孔径大小进行改进,对塞孔网印操作进行规范。2.2塞孔处不平整,BGA封装处过孔孔边油图3BGA封装处油墨高于表贴墨凹凸不平的原因分析及改善措施(3)过孔塞孔后孔口油墨在热风整平后出现阻(1)原因分析。跟进生产过程,我们发现,焊起泡、剥离的现象(图4)阻焊塞孔板在显影后没有发现导通孔孔边不平整的问题,该问题发生在阻焊油墨后固化之后。进一步1分析研究表明,之所以出现塞孔孔边阻焊不平整,其根本原因是塞孔阻焊油墨内挥发性物质在髙温固化时发生膨胀,将孔内油墨推离,使之流到孔边形成堆积。为了便于印刷,制造商在生产阻焊油中国煤化工质是一种极易挥发CNMH,必须使孔内阻图4导通孔孔边阻焊剁离焊油内的溶剂尽可拌友十伊。通常的办法就是印制电路信息2010N02表面涂覆 Surface Finish通过低温烘烤将溶剂挥发掉。我们现有的后固化参其余没有区别,从表1中我们可以发觉,新旧工艺的数,有低温固化段,但低温段时间过短,阻焊油墨差异。内的溶剂还没有完全挥发,就进入了高温固化,导(1)塞孔铝片。原方法:塞孔铝片漏印孔直致孔内阻焊油墨内的溶剂气化发生膨胀,膨胀的气径根据导通孔的大小来确定,导通孔越大,漏印孔体将孔内油墨推离,使之流到孔边形成堆积也越大。新方法:塞孔铝片漏印孔不完全按照导通(2)改善措施。修改后固化参数,适当延长低孔的大小米确定。并且规定了塞孔孔径相差不同的温固化时间,在高温固化前尽可能减少导通孔内阻采用不一样的制作方式。当导通孔孔径较相差较大焊油墨的挥发性物质时,按原方法进行塞孔,往往会出现大小两种孔径2.3热风整平后塞孔处孔口阻焊起泡、剥离的导通孔阻焊油墨塞的饱满度无法接近新的方法很好的解决了这一难题(1)原因分析。不考虑阻焊油墨本身的因素,(2)网印塞孔规范。原方法由于对网印塞孔没般会有两种情形会导致阻焊油墨起泡、剥离。①有明确规定,员工操作随意性大;新方法对一些关铜面前处理不良,铜面与阻焊油墨结合力不佳;②键步骤进行了规定,使员工有章可循,保证了品质阻焊油墨固化不足,导致阻焊油墨耐热性降低。由的稳定性于相同的前处理条件下生产出来的板,如过孔只做(3)后固化参数。温度没有改变,但时间均有阻焊油墨覆盖则没有出现阻焊起泡、剥离,因此第所延长一种原因可以排除。出现阻焊起泡、剥离的原因很可能是油墨固化不足引起的。采用阻焊油墨塞孔工3试验验证艺的孔边油墨厚度比采用过孔覆盖工艺的孔边油墨我们按照改善后的工艺方案对六种塞孔要求较要厚,如果寨孔板与其他正常工艺板的后固化高温高的板进行了试生产,这六款板有BGA过孔,有微参数一样,很有可能其孔边的油墨不能完全固化小过孔(0.2mm),有孔径相差较大的过孔(相差(2)改善措施。考虑到塞孔工艺的特性,修改达02mm),但都要求过孔阻焊塞孔饱满度在90%后固化高温段的参数,使孔边阻焊油墨彻底固化以上。实验结果表面按新的工艺手段生产出来的板24最终的改善措施均满足客户要求。过孔塞孔饱满,孔边没有明显露铜发红,过孔孔边油墨平整,热冲击试验也没有24.1新老工艺对比出现孔边阻焊起泡或脱落的问题,完全达到预期目通过大量的试验,我们确定了阻焊塞孔工艺的标。具体情况见图5~图10最终改善方案,见表1。(1)塞孔孔径相同或相近的过孔褰孔;(2)微小孔的塞孔24.2新旧工艺差异分析(3)孔径相差较大的寨孔;新旧工艺除了表中所列举的部分有所不同外,(4)塞孔后孔边油墨平整无堆积表1工艺改善表过程。顶点。原工艺参数(操作规范)新工艺参数(操作规范)网印塞孔漏印孔与导通孔钻孔刀具一样大1.导通孔直径相差≤0.1mm,漏印孔全部改为同一种尺寸。塞孔铝片2导通孔直径相差>01mm,大孔的漏印孔尺寸小一些,小孔的漏印孔尺寸需大一些网印没有明确规定1规定在网印塞孔时必须一刀塞满。不容许连续刮多刀塞孔2塞孔的饱满度以孔背面的油墨刚好露出板面为标准规范3刮角度:孔径在03mm以下,刮刀角度为15°左右,孔径在03mm以上的乱后固后固第一段:温度80°,时间30min;第一段:温度8中国煤化工化化参·第二段:温度120°,时间30min;第二段:温度CNMHG数第三段:温度150°,时间60min;第段:温度150°,时间90min面涂覆 Surface Finish印制电路信息2010No2(5)塞孔饱满度在90%以上08°6图9塞孔孔边平整效果图图5孔径相同的塞孔效果图10塞孔饱满度切片图4结语6孔径相近的塞孔效果通过这次改善活动,基本上解决了困挠我们久的阻焊塞孔质量不稳定问题,为公司生产高难度阻焊板打下了基础,本次的试验给我们以下启示(1)阻焊塞孔控制的关键在网印塞孔及后固化的参数设定上。(2)塞孔铝片版的漏印孔制作对网印塞孔至关重要,微小孔的漏印孔以(◆04~40.45)mm比较合适;当过孔孔径相近时可采用相同大小的漏印孔进行网印塞孔;当过孔孔径相差较大时,宜采用不同图7微小孔的骞孔效果大小的漏印孔进行网印塞孔,且大的过孔的漏印孔应比小过孔的漏印孔小,以保证同一块板上不同孔径的过孔塞孔的饱满度能基本一致(3)网印塞孔时,应一次就将孔寒满,不能连续多次刮印,以避免将空气刮入塞孔阻焊中;塞孔时,还应注意刮刀角度,大孔角度宜小,小孔角度应适当加大(4)后固化时,低温固化时间需充分,以便阻⊙焊油墨中的挥发物能充分挥发,避免高温固化时因挥中国煤化工L出:高温时间也应CNMHG固化,避免孔边图8孔径相差较大的塞孔效果阻焊油起泡或剎隅。巴C