PCB树脂塞孔工艺.docx

1、PCB树脂塞孔工艺PCB树脂塞孔工艺制作方法1、前言:树脂塞孔的工艺流程近年来在PCB产业里而的应用越来越广泛，尤其是在一些层数 高，板子厚度较大的产品上而更是备受青睐。人们希望使用树脂塞孔来解决一系列使 用绿油塞孔或者压合填树脂所不能解决的问题。然而，因为这种工艺所使用的树脂本 身的特性的缘故，在制作上需要克服许多的困难，方能取得良好的树脂塞孔产品的品 质。2、树脂塞孔的由来：2.1电子芯片的发展随着电子产品技术的不断更新，电子芯片的结构和安装方式也在不断的改 善和变革。其发展基本上是从具有插件脚的零部件发展到了采用球型矩阵 排布焊点的高度密集集成电路模块。从下图可以看到零部件的发展历程：;

2、：u： IS*!1!111*1 iiiiifflli * *， 2.2两个人的相遇成就了树脂塞孔技术：在PCB产业里边，许多的工艺方法都已经在行业内被广泛的应用，人们对 于某一些工艺方法的由来基本上都已经不太关心。其实早在球型矩阵排列 的电子芯片刚上市的时候，人们一直在为这种小型的芯片贴装元器件出谋 划策，期望能从构造上缩小其成品的尺寸。20世纪90年代，日本某公司开发了一种树脂，直接将孔塞住，然后在表 面镀铜，主要是为了解决绿油塞孔容易出现的空内吹气的问题。因特尔将 此种工艺应用到因特尔的电子产品中，诞生了所谓的P0FV （部分厂也叫Viaon pad）工艺。3.树脂塞孔的应用：当前，树脂塞

3、孔的工艺主要应用于下列的儿种产品中:3.1 POFV技术的树脂塞孔。3.1.1技术原理A.利用树脂将导通孔塞住，然后在孔表面进行镀铜。B.切片实例8GA树脂 塞孔位焊盘3. 1.2 POFV技术的优点缩小孔与孔间距，减小板的面积，解决导线与布线的问题，提高布线密度。3. 2内层HDI树脂塞孔3. 2. 1技术原理使用树脂将内层HDI的埋孔塞住，然后在进行压合。这种工艺平衡了压合 的介质层厚度控制与内层HDI埋孔填胶设计之间的矛盾。如果内层HDI埋孔没有被树脂填满，在过热冲击时板子会出现爆板的问题 而直接报废；如果不采用树脂塞孔，则需要多张PP进行压合以满足填胶的需求，可是 如此一来，层与层之间

4、的介质层卑度会因为PP片的增加而导致厚度偏厚。3. 2. 2例图內屋HDI树脂填 克3. 2. 3内层HDI树脂塞孔的应用内层HDI树脂塞孔广泛的被应用于HDI的产品中，以满足HDI产品薄介质 层需求的设计要求；对于内层HDI有埋孔设计的盲埋孔产品，因为中间结合的介质设讣偏薄, 往往也需要增加内层HDI树脂塞孔的流程。部分盲孔产品因为盲孔层的厚度大于0.5mm,压合填胶不能把盲孔填满, 也需要进行树脂塞孔将盲孔填满，避免后续流程中盲孔出现孔无铜的问题。3.3通孔树脂塞孔在部分的3G产品中，因为板子的厚度达到3.2mm以上，人们为了或者提高 产品的可靠性问题，或者为了改善绿油塞孔带来的可靠性问题

5、，在成本的 允许下，也采用树脂将通孔塞住。这是近段时间以来树脂塞孔工艺得以推 广的一大产品类别。4.树脂塞孔的工艺制作方法:4.1制作流程以上介绍的3种类型的树脂塞孔具有不同的流程，分别如下:4.1.1 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T钻孔-PTH/电镀一塞孔一烘烤一研磨一PTH/电镀一外层线路一防 焊一表面处理刁成型T电测TFQCT出货2、开料T钻孔T沉铜T板电板电（加厚铜）T树脂塞孔T打磨T钻通孔 T沉铜T板电T外层图形T图形电镀T蚀刻T阻焊T表面处理T成型T电 测TFQCT出货4.1. 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

6、：1、开料T埋孔内层图形TAOIT压合T钻孔一PTH/电镀一塞孔一烘烤一硏磨 -内层线路一棕化一压合一钻孔（激光钻孔/机械钻孔）一PTH/电镀一外层 线路T防焊T表面处理T成型T电测TFQCT出货2、开料T埋孔内层图形TAOIT压合T钻孔T沉铜T板电T板电（加疗铜）T树脂塞孔T打磨T内层图形TAOIT压合T钻通孔T沉铜T板电T外层图 形T图形电镀9蚀刻9阻焊T表面处理T成型T电测TFQCT出货不需研磨：开料T埋孔内层图形TAOIT压合T钻孔一PTH/电镀一内层线路 -棕化一塞孔一压平一烘烤一压合一钻孔（激光钻孔/机械钻孔）一PTH/电 镀一外层线路一T阻焊9表面处理T成型T电测TFQCT出货4

7、.1.3外层通孔树脂塞孔类型1、开料9钻孔一PTH./电镀一塞孔一烘烤一研磨一烘烤一外层线路一防焊一 表面处理T成型T电测TFQCT出货2、开料T钻孔T沉铜T板电T板电（加厚铜）9树脂塞孔T烘烤一研磨一 烘烤T外层图形T图形电镀T蚀刻T阻焊T表面处理T成型T电测TFQCT 出货4.2流程中特别的地方从以上流程中，我们明显发现流程有所不同。一般我们的理解是，“树脂 塞孔”以后紧接着就是“钻通孔和沉铜板电”流程的产品，我们都认为是 POFV的产品；如果“树脂塞孔”以后紧接着的流程是“内层图形”，则我 们认为是内层HDI树脂塞孔产品；如果“树脂塞孔”以后紧接着的流程是 “外层图形”；以上不同种类的产

8、品在流程上是有严格界定的，不能走错流程；科鼎化工 针对以上三种流程的特性研发出三种不同的油墨， TP-2900STP-2900TP-2900C这三款油墨对应以上三种流程。4.3流程的改进A、对于采用树脂塞孔的产品，为了改善产品的品质，人们也在不断的进行 流程的调整来简化他的生产流程，提高其生产的良率；B、尤其是对于内层HDI塞孔的产品，为了降低打磨之后内层线路开路的报 废率，人们采用了线路之后再塞孔的工艺流程进行制作，先完成内层线路 制作，树脂塞孔后对树脂进行预固化，然后利用压合阶段的高温对树脂进 行固化。C、在最开始的时候，对于内层HDI塞孔，人们使用的是UV预固+热固型的 油墨，LI前更多

9、的时候直接选用了热固性的树脂，比较有效的提高了内层 HDI树脂塞孔的热性能。4.4树脂塞孔的工艺方法4.4.1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。4.4.2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儿率，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。LI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。序号设备类别塞孔效果丝印机压力要求成本其他影响1真空塞孔机好N/A咼因

10、为是整板印刷，需要配备8轴研磨 机一起制作，薄板生产容易造成芯板 变形，增加涨缩控制难度2非真空 塞孔机较好$7kg/cm2中图例:真空丝印机普通丝印机4.4.3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度硕度的刮刀，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

11、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，LI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。4.4.4真空树脂塞孔机的塞孔工艺山于真空树脂塞孔机昂贵的价格，以及其设备使用和维护技术的保密性， 目前能够使用这种技术的PCB厂家屈指可数。VCP真空树脂塞孔机的塞孔

12、技术主要是它有一个油墨夹和两个可以横动的 塞控头，塞孔头里有许多的小孔。在设备抽好真空后，用活塞将油墨夹里 的油墨推至塞孔头里的小孔，两个横动塞孔头先夹紧板子，然后通过塞孔 头里许多小孔把油墨填入板子上的通孔或盲孔。板子垂直挂在真空厢内， 横动的塞孔头可以向下移动，直到把板里面的孔填满树脂为止。可以调节 塞孔头与油墨的压力来满足塞孔饱满度的要求，不同的板子尺寸可以使用 不同大小的塞孔头来塞孔。塞孔完成后，可以用刮刀浆塞孔油墨刮下再添 加入塞孔油墨夹，重复利用。LI前还有一类真空塞孔机是借助于丝网进行印刷，采用CCD对位系统对位， 其操作类似于普通丝印，但是多了一道真空塞孔的流程。此类塞孔机塞孔

13、 的效果最好，但是因为昂贵的设备投资，目前还没有得到广泛的应用。 使用真空塞孔机对于解决树脂的气泡问题无疑是最好的方法，塞孔油墨的 选择基本上也不会受工艺所限制。但是因为整板面都有树脂，给树脂的清 除造成了很大的困难。需要借助良好的打磨机共同使用。4.4.5树脂塞孔后的打磨A.不织布磨板机或者砂带研磨机是做树脂塞孔的必不可少的设备，一方 面要求设备要能有效的除掉板面的树脂，另一方面也要求铜面的粗糙度不 能有擦花、刮痕等问题。不织布研磨机砂带研磨机5.树脂塞孔常见的品质问题及其改进方法5.1对于POFV产品5.1.1常见的问题A、 孔口气泡B、 塞孔不饱满C、 树脂与铜分层树脂与餌分层5. 1.

14、 2导致的后果A.孔口上面没有办法做出焊盘；孔口藏气，芯片贴装吹气，也叫out-gassingB、 孔内无铜C、 焊盘突起，导致贴不上元器件或元器件脱落5.1.3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。即便能倚幕过硬的塞 孔技术和良好的丝印条件来提高塞孔的良率，但是万分之一的儿率也能导 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LI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

15、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15mn时, 此类树脂与铜分层的问题可以得到极大的改善。（如下图）翔厚V 15m （1次回流焊）犒厚刊伽（3次回流焊）5. 2内层HDI埋孔，盲孔塞孔树脂塞孔5.2.1常见的问题A、 爆板B、 盲孔树脂突起树脂突起C、孔无铜5.2.2导致的后果不用说，以上的儿个问题都直接导致产品的报废。树脂的突起往往造成线 路不平而导致开短路问题。5.2.3预防改善措施A、控制内层HDI塞孔的饱

16、满度是预防爆板的必要条件：如果选用在线路以 后进行塞孔，则要控制好塞孔到压合之间的时间和板面的清洁性。B、树脂的突起控制需要控制好树脂的打磨和汗平:5.3对于通孔的塞孔，问题相对少一些，在此不做特别讨论。6、树脂塞孔技术的推广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VIPI艺等等。埋孑J窸孔导电胶积层工艺H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

17、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。孔口薄薄的 锢被击穿在此问题上，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。当然，如果客户有更 高的导通要求，则另当别论。结论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。尤其是在盲埋孔、HDI、厚铜 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、 网络等等行业。作为PCB产品的制造者，了解了树脂塞孔工艺的工艺特点， 应用方法，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。