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PCB电路板内层塞孔制程技术全面解析
时间: 2020-05-11 19:47 浏览次数:
塞孔一词对印刷电途板业界而言并非是新名词,早期正在表层线途的蚀刻造程时为避免Dry-Film Tenting 正在PTH 孔Ring 边过幼,无法一律盖孔形成孔壁电镀层遭蚀刻而成Open 的不良显露,当时

  塞孔一词对印刷电途板业界而言并非是新名词,早期正在表层线途的蚀刻造程时为避免Dry-Film Tenting 正在PTH 孔Ring 边过幼,无法一律盖孔形成孔壁电镀层遭蚀刻而成Open 的不良显露,当时曾采塞孔法填入当前性油墨以扞卫孔壁,后因Tin Tenting 造程正在商场上成为主流此工法才慢慢被落选;即使如斯现行多层板亦被条件防焊绿漆塞孔;但上述造程皆为行使于表层之塞孔功课,本文所要研究的中心是以内层埋孔塞孔手艺为主。

  HDI高密度邻接办艺的时期,线宽与线距等将无可避免往愈幼愈密的趋向起色,也因此衍生出分别以往型态的PCB机闭显露,如Via on Pad、Stack Via 等等,正在此条件下内层埋孔平淡被条件一律填满并研磨平整以加多表层的布线面积,商场的需求不但检验PCB业者的造程才具同时也迫使原物料供货商务必拓荒出更Hi-Tg、Low CTE、低吸水率、无溶剂、低紧缩率、容易研磨等等特质的塞孔油墨以餍足业界的需求。塞孔段之苛重流程为钻孔、电镀、孔壁粗化(塞孔前惩罚)、塞孔、烘烤、研磨等。正在此将针对树脂塞孔造程做较为细致的先容。

  常见的内层塞孔办法有增层压合填孔(可分为RCC 及HR 高含胶量PP 等,本文所举皆以RCC 压合填孔为例)与树脂油墨塞孔等两种,平常而言内层若为幼孔径,低纵横等到孔数少之埋孔可行使增层压合天然填充办法塞孔;而大孔径、高纵横比与孔数多之埋孔,则将因RCC 之含胶量不敷以填充较大与较深孔径之埋孔,所以不适合以此种办法塞孔,含胶量若无法一律填充埋孔将形成塞孔气泡、凹陷与介质厚度不敷等等题方针显露,此亦将影响产物完全之牢靠度。RCC 所含之树脂(胶)也同时具有相对较高之热膨胀系数CTE ( Coefficient of Thermal Expansion),此为楷模RCC 所内含树脂的特质,过高的CTE 将促使填充资料正在受热 (如冷热进攻、热应力等信托性测试) 的经过中爆发龟裂(Crack)或分层(Delamination)的情景;两种资料之间存正在分别甚大的CTE 与内含塞孔气泡均为导致上述不良的苛重因由。

  滚轮刮印填孔苛重的投资即为塞孔专用机,其工法与印印刷塞孔有所分别,其功课办法是以滚轮将油墨填印入塞孔孔径来举办功课;操作时藉由内层板进入两滚轮之间,熟行进经过中塞孔板与位于塞孔板上下方之滚轮形成彼此压迫、推挤效应而迫使下方的含墨滚轮将油墨填印入塞孔孔径,下方滚轮有一面含浸正在储墨槽内,运作经过可继续的添补所需之塞孔油墨,结尾当塞孔板继续进展时会进程已预先筑立之刮刀,将多余了得之油墨刮平接收。

  印印刷塞孔与滚轮刮印填孔各有其优差错与合用局限,如印塞孔因坐蓐恶果较低合用于样品或批量数较少之塞孔板,就塞孔才具而言则适合板厚较薄之塞孔板,而滚轮刮印填孔因坐蓐恶果较高合用于批量数较大之塞孔板,就塞孔才具而言则适合板厚较厚之内层塞孔板。

  行使于内层塞孔之油墨无论是印印刷塞孔或滚轮刮印填孔,基于上述各项思考皆需具备下列特质:

  1. 100%的固含量,不首肯任何溶剂的存正在而且需具备较低的CTE,以防守因受热的经过中爆发龟裂或分层之不良情景。

  IPC-6012A 正在3.6.2.15 盲孔及埋孔之填胶标准中规章:盲孔并无填胶的条件,Class2 专业性电子产物及Class3 高牢靠度电子产物板类务必正在压应时填入胶片之胶量至60%水平。Class1 平常性电子产物则可首肯到一律玄虚的水平。若产物需行使到卓殊之机闭如Stack Via 时,如图四所示,内层塞孔除被条件需100%填满表,还需具备容易研磨的特质,且正在研磨后孔口凹陷务必幼于5um以下,以避免高频时讯号的无缺性受损。

  一段热烘烤硬化型塞孔油墨之烘烤条款约莫为150℃、30~45 分钟,最佳之烘烤条款则需视个人塞孔孔径之Aspect Ratio 而做分别水平之调理,一段热烘烤硬化型塞孔油墨虽拥有较高的烘烤恶果但因其烘烤后即达8-9H 之铅笔硬度,相对的也将形成研磨的麻烦,既条件需研磨明净与平整,又要到达险些弗成有任何研磨凹陷的形成,若无优秀平稳之研磨摆设,较难告竣上述之条件。

  二段热烘烤硬化型塞孔油墨,其硬化经过可区别为两个阶段, 第一段硬化为预烤(Pre -curing) , 预烤后之油墨硬化水平平淡为4-5H,特质是便于研磨亦可消浸研磨本钱,待研磨竣工后再奉行第二段硬化, 称为后烘烤(Post-curing),第二段烘烤后油墨硬化即可达8-9H。二段烘烤固然花费较多之烘烤韶华,但其完全所获取之恶果(尤指塞孔质地与刷磨效益)均较一段热烘烤硬化型塞孔油墨来的杰出。UV 曝光加热烘烤硬化型塞孔油墨之行使者以野田塞孔造程最为有名,其造程与二段热烘烤硬化型塞孔油墨似乎,分别之处正在于其第一段硬化Pre-Curing是行使野田公司自行拓荒胜利之低温液中曝光机,正在低温液中的境遇中曝光硬化,硬化后之硬度约为2-3H,然后再奉行刷磨与后烘烤功课,此低温液中曝光机为该公司之独家手艺,所公然之原料有限正在此无法多做论说。

  目前市情上的内层塞孔用油墨,无论是何种硬化型态多半已改为不含溶剂(Solvent)性子之配方,溶剂正在烘烤经过中将因受热而挥发,但若塞孔孔径为高Aspect Ratio 时,溶剂亦将相对较难一律排出而有部份残留于孔内,而残留之溶剂正在

  再次的受热经过中仍会再度膨胀,此时即有不妨正在油墨内部变成Crack 的形象,非常是高温短韶华的烘烤办法与高Aspect Ratio 孔径的组应时,容易爆发孔口处油墨已硬化而孔径内部油墨却仍未一律硬化之皮膜效应(Skinning over)形成,所以更易使溶剂残留孔内形成塞孔不良;低温长韶华的烘烤办法可避免上述情景的爆发也有帮于油墨中挥发因素的排出, 100%固含量及无溶剂因素之塞孔油墨,可将残留溶剂的膨胀与硬化后油墨的紧缩减至最低的水平。

  为确保内层塞孔研磨质地,避免因失当的研磨摆设与研磨条款形成研磨质地的十分,所以正在研磨时务必针对孔口凹陷、孔角受损、板材涨缩、研磨粗略度、研磨量、研磨本钱、薄板才具及研磨轮完婚性等等各项特质予以条件并庄重管造,方可提拔完全造程良率,常用于内层塞孔研磨造程之摆设有:

  本公司并无太多体味正在Belt Sander 研磨机方面,所以仅就自愿调压式研磨机做注释,用于自愿调压式研磨机的研磨轮有陶瓷研磨轮与不织布研磨轮;完全而言陶瓷研磨轮具有较佳的切削才具,研磨后孔口皮相不会留下凹陷,但价钱腾贵、行使寿命较短为其差错。不织布研磨轮同样具备杰出之切削才具,但因其构造身分研磨后较容易留下孔口凹陷,若单就本钱方面来做思考其价钱远远低于陶瓷研磨轮;业者可依个人塞孔特质之需求选拔最适合实质功课情景之研磨轮组合。正在板材的涨缩把握方面,经测试以四轴研磨后;将内层板转90再经后四轴研磨,可获得最佳的研磨粗略度及涨缩把握;对待孔口的毁伤也可分拨接受,避免凑集简单目标。

  现阶段内层塞孔造程无论正在摆设、原物料与研磨办法等,均有各样分别属性的供货商可供应选拔,业者可依实质需求寻找最适合之摆设、物料与优化之坐蓐条款以举办内层塞孔功课。

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