阻焊油墨塞孔工艺能力提升研究

艾 晖

深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司

1 前言

随着电子产品质量稳定性和功能要求不断提高，对印制电路板的质量和品质要求也越来越严格，这也必然对印制电路板提出更高要求。为了防止在焊接过程中的锡珠、焊接后的化学试剂以及环境中的潮气进入镀通孔，提高PCB的使用性能和抗恶劣环境的能力，众多顾客提出电路板中除了插件孔、安装孔、散热孔和测试孔外的所有镀通孔要进行阻焊油墨塞孔。

塞孔已广泛应用于BVH、IC封装载板、BUP等尖端科技领域，在手机、电脑主板、数码产品等民用产品中也广为应用。虽然应用较早，但由于塞孔工艺和方法涉及面多，品质控制不易，塞孔不饱满，塞孔气泡，塞孔裂缝等问题极大影响了孔的可靠性。

本文分别对阻焊油墨塞孔、半塞孔、树脂塞孔三种塞孔方式进行研究，以改善塞孔不良导致药水残留腐蚀孔壁的可靠性风险。

2 试验实验过程

2.1 塞孔效果影响因素分析

小结：参照我公司过去的制作经验：制板厚度、孔径大小、刮刀厚度、压力角度等为塞孔控制的重点因素。

2.2 塞孔方式选择

现在塞孔共分四种塞孔方式：

（1）先塞孔，后印板面油墨（采用三台印刷机）

（2）连塞带印（采用两台印刷机）

（3）于阻焊油墨加工前塞孔（一般采用于HDI/BGA板印制）

（4）热风整平后塞孔（塞孔量必须控制在30%～40%）

不同塞孔方法之比较：

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小结：综合考虑到四类塞孔方式的优缺点，我司半塞孔及阻焊油墨塞孔采用第一种方式，即：先塞孔再印面油的方式。

（5）厚刮刀及导气垫板选择

2.3 半塞孔

（1）试验所用的材料及规格

物料规格：IT180 2.4 mm 1 oz/1 oz

制板厚度2.5 mm，钻头直径0.2 mm、0.25 mm、0.3 mm；

（2）试验板文件设计

（3）试验结果

①控制显影深度结果

取2 pnl实验板，通过阻焊塞满通孔后控制显影量的方式达到半塞孔目的，结果发现由于孔内的油墨未完全烘干，存在大量溶剂，很容易造成油墨污染板面，且这些油墨不容易清理和发现，给生产带来极大不便。因此放弃此种制作方法。

②控制塞孔深度结果

采用多刀对半塞孔方式控制塞孔深度，可以有效控制塞孔深度在50%左右，满足半塞孔要求。但是孔径相差较大时（＞0.2 mm），塞孔深度有明显差异。因此针对同一款板相差较大的不同孔径需同时半塞孔制作时，可以采用两张铝片分别塞孔。

2.4 阻焊油墨塞孔

（1）试验所用的材料及规格

制板厚度3.2 mm，钻头直径0.25 mm、0.30 mm、0.35 mm；

（2）试验板文件设计

（3）试验结果

实验参数：塞孔速度1格，塞孔压力7 kg，一刀塞孔。并增加导气垫板，可满足阻焊油墨塞孔控制；

小结：采用塞孔速度1格，塞孔压力7 kg，加上导气垫板，可以实现一刀塞满。塞孔切片结果显示，0.3 mm，0.35 mm孔塞满后，仍然存在部分气泡及微裂纹。0.25 mm小孔存在气泡，微裂纹产生几率很小。这是因为实际油墨塞孔过程中，丝印机并非真空环境，在刮刀来回往复运动中，气泡不可避免的混入油墨中，导致小气泡产生。但是只要控制好阻焊油墨的脱泡及塞孔次数，塞孔气泡发生的几率及程度可以大大降低。

2.5 树脂塞孔

（1）试验所用的材料及规格：

制板厚度4.0 mm，钻咀0.30 mm、0.35 mm、0.40 mm；

（2）试验板文件设计：

（3）试验结果

我公司目前使用真空塞孔机进行树脂塞孔，其整体塞孔效果良好，本次实验研究在不同压力，速度等参数下，各类孔径、孔距的塞孔效果：

实验结果显示：采用大压力，慢速塞孔（0.45 MPa，5 mm/min）可以一刀塞穿4.0 mm板厚/0.3 mm孔径小孔，塞孔效果饱满，无气泡，裂缝等。

2.6 可靠性测试

将三类实验板取12pcs外发客户测试可靠性，分别进行下列四项可靠性测试，测试结果显示三种塞孔制板的可靠性均满足客户要求，得到客户的认可。

（1）3次Reflow + 五次蚀刻线 + 冷热冲击 240 h；（2）5次Reflow + 五次蚀刻线 + 双85240 h；（3）3次Reflow + 五次蚀刻线 + 双85240 h ；（4）5次Reflow + 五次蚀刻线 + 冷热冲击 240 h。

3 总结

（1）半塞孔通过多刀对半塞的方式，可有效控制塞孔深度，可满足厚径比≤13:1半塞孔板制作要求，可靠性测试合格。（2）阻焊油墨塞孔通过采用铝片+20 mm厚刮胶+导气垫板方式阻焊塞孔，可以满足厚径比≤12.8:1一刀塞满，可靠性测试合格。（3）树脂塞孔通过采用真空塞孔机大压力，慢速塞孔方式可以一刀塞穿厚径比≤13.3:1 树脂塞孔制板要求。可靠性测试合格。