阻焊塞孔工藝改善

印制電路信息2010N2表面涂覆 Surface Finish阻焊塞孔工藝改善羅小明陳寶(株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司,湖南株洲412001)擴要通過(guò)改良阻焊塞孔工具、規范網(wǎng)印塞孔操作、修改后國化參敷,改善公司阻焊塞孔質(zhì)量不穩定的問(wèn)題關(guān)鍵詞阻焊塞孔;塞孔鋁片;塞孔網(wǎng)印;后固化中圖分類(lèi)號:TN41文獻標識碼:A文章編號: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板中導通孔( Via Hole)主要用于層與層之間預烘、曝光、顯影、后固化。工藝流程長(cháng),過(guò)程控的導通,過(guò)去對導通孔的阻焊制作沒(méi)有特別要求,但制困難,產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。隨著(zhù)電子產(chǎn)品向“輕、薄、短、小”方向發(fā)展,PCB塞孔工藝與一般的阻焊工藝比較,除網(wǎng)印塞孔的密度也越來(lái)越高,特別是SMT、BGA、QFP等封裝與后固化有所不同外,其余過(guò)程沒(méi)有什么兩樣,因技術(shù)的發(fā)展,客戶(hù)在貼裝元器件時(shí)提出了vaHo阻焊此控制網(wǎng)印塞孔與后固化是阻焊塞孔工藝的關(guān)鍵。塞孔的要求。導通孔實(shí)施阻焊塞孔主要有以下作用阻焊塞孔網(wǎng)印大致有兩種方式:(1)采用鋁片(1)防止PCB板在插裝元件后過(guò)波峰焊時(shí),錫版塞孔,其優(yōu)點(diǎn)是塞孔時(shí)鋁片變形小,網(wǎng)印時(shí)對位從導通孔貫穿到元件面造成短路;準確,但流程較長(cháng),生產(chǎn)效率較低;(2)常用的方(2)可以有效地解決焊接過(guò)程中助焊劑殘留在式是用網(wǎng)點(diǎn)網(wǎng)印,塞孔油墨通過(guò)絲網(wǎng)漏印的方式進(jìn)導通孔內的問(wèn)題,提高產(chǎn)品安全性能入孔內,該方法的好處是板面阻焊與塞孔阻焊同時(shí)(3)客戶(hù)元件裝配完成后在測試機上形成真空網(wǎng)印,生產(chǎn)效率較高,但由于絲網(wǎng)在印刷過(guò)程中變負壓狀態(tài);形較大,對位不易控制,如絲網(wǎng)制作時(shí)其補償量控(4)預防表面錫膏流入孔內造成虛焊,影響貼裝;制不好,或操作人員在印刷過(guò)程中控制不到位,很(5)杜絕導通孔內產(chǎn)生錫珠,避免了PCB過(guò)回容易出現導通孔塞不飽滿(mǎn)的問(wèn)題。我公司采用鋁片流焊時(shí)錫珠彈出造成的短路。版進(jìn)行阻焊網(wǎng)印塞孔后固化主要控制后固化溫度與時(shí)間,塞孔板采1現狀分析用分段固化,未寒刊板一般采用一段固化方式中國煤化工1.1阻焊塞孔工藝介紹1.2CNMHG導通孔阻焊塞孔一般包含塞孔、印板面阻焊、我公司進(jìn)行阻焊寨孔工藝生產(chǎn)已有好幾年的表面涂覆 Surface Finish印制電路信息2010No.2歷史,通過(guò)幾年的努力,塞孔質(zhì)量已得到了很大提1.3目前的工藝手升,但還是存在一些問(wèn)題,無(wú)法滿(mǎn)足一些高要求的客戶(hù)要求。存在的問(wèn)題有:1.3.1網(wǎng)印塞孔(1)過(guò)孔塞孔飽滿(mǎn)度差,孔口出現露銅發(fā)紅現象(1)塞孔鋁片版:采用與鉆孔刀具一樣大的鉆(圖1、圖2)。頭鉆漏印孔。(2)網(wǎng)印塞孔操作:沒(méi)有明確塞孔時(shí)的具體要求,操作員在網(wǎng)印塞孔時(shí)無(wú)章可循。1.3.2后固化后固化參數:80℃烘30min,120℃烘30min再150℃烘60min圖1孔口發(fā)紅原因分析與改善措施我們將以上存在的三種質(zhì)量問(wèn)題,從成因、機理上進(jìn)行分析,并最終確定改善措施2.1過(guò)孔塞孔飽滿(mǎn)度差,孔口出現露銅發(fā)紅原因分析及改善措施(1)原因分析。塞孔油墨量不足,導致過(guò)孔圖2塞孔不飽滿(mǎn)切片圖有些部位沒(méi)有阻焊油墨,后固化后過(guò)孔的部分表面露銅。在網(wǎng)印塞孔時(shí),需寒孔的導通孔,一般會(huì )有(2)塞孔處不平整,BGA封裝處油墨凹凸不兩種情形,①導通孔孔徑相同或相近;②導通孔孔平,影響客戶(hù)封裝(圖3)徑相差比較大。導通孔越小,塞孔時(shí)阻焊油墨受到的阻力就越大,孔不易塞飽滿(mǎn);塞孔鋁片版上漏印的孔越小,下油量也越小,也就有可能無(wú)法將孔塞滿(mǎn);反之,如果導通孔較大,鋁片版上的漏印孔,則有利于將孔塞飽滿(mǎn)。(2)改善措施。根據以上分析,我們需對鉆孔鋁片孔徑大小進(jìn)行改進(jìn),對塞孔網(wǎng)印操作進(jìn)行規范。2.2塞孔處不平整,BGA封裝處過(guò)孔孔邊油圖3BGA封裝處油墨高于表貼墨凹凸不平的原因分析及改善措施(3)過(guò)孔塞孔后孔口油墨在熱風(fēng)整平后出現阻(1)原因分析。跟進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程,我們發(fā)現,焊起泡、剝離的現象(圖4)阻焊塞孔板在顯影后沒(méi)有發(fā)現導通孔孔邊不平整的問(wèn)題,該問(wèn)題發(fā)生在阻焊油墨后固化之后。進(jìn)一步1分析研究表明,之所以出現塞孔孔邊阻焊不平整,其根本原因是塞孔阻焊油墨內揮發(fā)性物質(zhì)在髙溫固化時(shí)發(fā)生膨脹,將孔內油墨推離,使之流到孔邊形成堆積。為了便于印刷,制造商在生產(chǎn)阻焊油中國煤化工質(zhì)是一種極易揮發(fā)CNMH,必須使孔內阻圖4導通孔孔邊阻焊剁離焊油內的溶劑盡可拌友十伊。通常的辦法就是印制電路信息2010N02表面涂覆 Surface Finish通過(guò)低溫烘烤將溶劑揮發(fā)掉。我們現有的后固化參其余沒(méi)有區別,從表1中我們可以發(fā)覺(jué),新舊工藝的數,有低溫固化段,但低溫段時(shí)間過(guò)短,阻焊油墨差異。內的溶劑還沒(méi)有完全揮發(fā),就進(jìn)入了高溫固化,導(1)塞孔鋁片。原方法:塞孔鋁片漏印孔直致孔內阻焊油墨內的溶劑氣化發(fā)生膨脹,膨脹的氣徑根據導通孔的大小來(lái)確定,導通孔越大,漏印孔體將孔內油墨推離,使之流到孔邊形成堆積也越大。新方法:塞孔鋁片漏印孔不完全按照導通(2)改善措施。修改后固化參數,適當延長(cháng)低孔的大小米確定。并且規定了塞孔孔徑相差不同的溫固化時(shí)間,在高溫固化前盡可能減少導通孔內阻采用不一樣的制作方式。當導通孔孔徑較相差較大焊油墨的揮發(fā)性物質(zhì)時(shí),按原方法進(jìn)行塞孔,往往會(huì )出現大小兩種孔徑2.3熱風(fēng)整平后塞孔處孔口阻焊起泡、剝離的導通孔阻焊油墨塞的飽滿(mǎn)度無(wú)法接近新的方法很好的解決了這一難題(1)原因分析。不考慮阻焊油墨本身的因素,(2)網(wǎng)印塞孔規范。原方法由于對網(wǎng)印塞孔沒(méi)般會(huì )有兩種情形會(huì )導致阻焊油墨起泡、剝離。①有明確規定,員工操作隨意性大;新方法對一些關(guān)銅面前處理不良,銅面與阻焊油墨結合力不佳;②鍵步驟進(jìn)行了規定,使員工有章可循,保證了品質(zhì)阻焊油墨固化不足,導致阻焊油墨耐熱性降低。由的穩定性于相同的前處理條件下生產(chǎn)出來(lái)的板,如過(guò)孔只做(3)后固化參數。溫度沒(méi)有改變,但時(shí)間均有阻焊油墨覆蓋則沒(méi)有出現阻焊起泡、剝離,因此第所延長(cháng)一種原因可以排除。出現阻焊起泡、剝離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試驗驗證藝的孔邊油墨厚度比采用過(guò)孔覆蓋工藝的孔邊油墨我們按照改善后的工藝方案對六種塞孔要求較要厚,如果寨孔板與其他正常工藝板的后固化高溫高的板進(jìn)行了試生產(chǎn),這六款板有BGA過(guò)孔,有微參數一樣,很有可能其孔邊的油墨不能完全固化小過(guò)孔(0.2mm),有孔徑相差較大的過(guò)孔(相差(2)改善措施?？紤]到塞孔工藝的特性,修改達02mm),但都要求過(guò)孔阻焊塞孔飽滿(mǎn)度在90%后固化高溫段的參數,使孔邊阻焊油墨徹底固化以上。實(shí)驗結果表面按新的工藝手段生產(chǎn)出來(lái)的板24最終的改善措施均滿(mǎn)足客戶(hù)要求。過(guò)孔塞孔飽滿(mǎn),孔邊沒(méi)有明顯露銅發(fā)紅,過(guò)孔孔邊油墨平整,熱沖擊試驗也沒(méi)有24.1新老工藝對比出現孔邊阻焊起泡或脫落的問(wèn)題,完全達到預期目通過(guò)大量的試驗,我們確定了阻焊塞孔工藝的標。具體情況見(jiàn)圖5~圖10最終改善方案,見(jiàn)表1。(1)塞孔孔徑相同或相近的過(guò)孔褰孔;(2)微小孔的塞孔24.2新舊工藝差異分析(3)孔徑相差較大的寨孔;新舊工藝除了表中所列舉的部分有所不同外,(4)塞孔后孔邊油墨平整無(wú)堆積表1工藝改善表過(guò)程。頂點(diǎn)。原工藝參數(操作規范)新工藝參數(操作規范)網(wǎng)印塞孔漏印孔與導通孔鉆孔刀具一樣大1.導通孔直徑相差≤0.1mm,漏印孔全部改為同一種尺寸。塞孔鋁片2導通孔直徑相差>01mm,大孔的漏印孔尺寸小一些,小孔的漏印孔尺寸需大一些網(wǎng)印沒(méi)有明確規定1規定在網(wǎng)印塞孔時(shí)必須一刀塞滿(mǎn)。不容許連續刮多刀塞孔2塞孔的飽滿(mǎn)度以孔背面的油墨剛好露出板面為標準規范3刮角度:孔徑在03mm以下,刮刀角度為15°左右,孔徑在03mm以上的亂后固后固第一段:溫度80°,時(shí)間30min;第一段:溫度8中國煤化工化化參·第二段:溫度120°,時(shí)間30min;第二段:溫度CNMHG數第三段:溫度150°,時(shí)間60min;第段:溫度150°,時(shí)間90min面涂覆 Surface Finish印制電路信息2010No2(5)塞孔飽滿(mǎn)度在90%以上08°6圖9塞孔孔邊平整效果圖圖5孔徑相同的塞孔效果圖10塞孔飽滿(mǎn)度切片圖4結語(yǔ)6孔徑相近的塞孔效果通過(guò)這次改善活動(dòng),基本上解決了困撓我們久的阻焊塞孔質(zhì)量不穩定問(wèn)題,為公司生產(chǎn)高難度阻焊板打下了基礎,本次的試驗給我們以下啟示(1)阻焊塞孔控制的關(guān)鍵在網(wǎng)印塞孔及后固化的參數設定上。(2)塞孔鋁片版的漏印孔制作對網(wǎng)印塞孔至關(guān)重要,微小孔的漏印孔以(◆04~40.45)mm比較合適;當過(guò)孔孔徑相近時(shí)可采用相同大小的漏印孔進(jìn)行網(wǎng)印塞孔;當過(guò)孔孔徑相差較大時(shí),宜采用不同圖7微小孔的騫孔效果大小的漏印孔進(jìn)行網(wǎng)印塞孔,且大的過(guò)孔的漏印孔應比小過(guò)孔的漏印孔小,以保證同一塊板上不同孔徑的過(guò)孔塞孔的飽滿(mǎn)度能基本一致(3)網(wǎng)印塞孔時(shí),應一次就將孔寒滿(mǎn),不能連續多次刮印,以避免將空氣刮入塞孔阻焊中;塞孔時(shí),還應注意刮刀角度,大孔角度宜小,小孔角度應適當加大(4)后固化時(shí),低溫固化時(shí)間需充分,以便阻⊙焊油墨中的揮發(fā)物能充分揮發(fā),避免高溫固化時(shí)因揮中國煤化工L出:高溫時(shí)間也應CNMHG固化,避免孔邊圖8孔徑相差較大的塞孔效果阻焊油起泡或剎隅。巴C