什么是PCB樹脂塞孔?為什么要采用樹脂塞孔?
發(fā)布日期:
2022-05-10

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樹脂塞孔的工藝流程近年來在PCB產(chǎn)業(yè)里面的應(yīng)用越來越廣泛,尤其是在一些層數(shù)高,板子厚度較大的產(chǎn)品上面更是備受青睞。人們希望使用樹脂塞孔來解決一系列使用綠油塞孔或者壓合填樹脂所不能解決的問題。然而,因為這種工藝所使用的樹脂本身的特性的緣故,在制作上需要克服許多的困難,方能取得良好的樹脂塞孔產(chǎn)品的品質(zhì)。


隨著電子產(chǎn)品技術(shù)的不斷更新,電子芯片的結(jié)構(gòu)和安裝方式也在不斷的改善和變革。其發(fā)展基本上是從具有插件腳的零部件發(fā)展到了采用球型矩陣排布焊點的高度密集集成電路模塊。從下圖可以看到零部件的發(fā)展歷程:


最早的CPU


286CPU(插件腳)


奔騰系列CPU(插件腳)


球型排列的雙核CPU


服務(wù)器CPU

2.2 兩個人的相遇成就了樹脂塞孔技術(shù)

在PCB產(chǎn)業(yè)里邊,許多的工藝方法都已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)被廣泛的應(yīng)用,人們對于某一些工藝方法的由來基本上都已經(jīng)不太關(guān)心。其實早在球型矩陣排列的電子芯片剛上市的時候,人們一直在為這種小型的芯片貼裝元器件出謀劃策,期望能從構(gòu)造上縮小其成品的尺寸。

20世紀(jì)90年代,日本某公司開發(fā)了一種樹脂,直接將孔塞住,然后在表面鍍銅,主要是為了解決綠油塞孔容易出現(xiàn)的空內(nèi)吹氣的問題。因特爾將此種工藝應(yīng)用到因特爾的電子產(chǎn)品中,誕生了所謂的POFV (部分廠也叫Via?on?pad)工藝。

3.樹脂塞孔的應(yīng)用:

當(dāng)前,樹脂塞孔的工藝主要應(yīng)用于下列的幾種產(chǎn)品中:

3.1 POFV技術(shù)的樹脂塞孔。

3.1.1技術(shù)原理

A.利用樹脂將導(dǎo)通孔塞住,然后在孔表面進(jìn)行鍍銅。

如下圖:

B.切片實例:

什么是PCB樹脂塞孔?為什么要采用樹脂塞孔?

3.1.2POFV技術(shù)的優(yōu)點

l、縮小孔與孔間距,減小板的面積,

l、解決導(dǎo)線與布線的問題,提高布線密度。

3.2 內(nèi)層HDI樹脂塞孔

3.2.1技術(shù)原理

使用樹脂將內(nèi)層HDI的埋孔塞住,然后在進(jìn)行壓合。這種工藝平衡了壓合的介質(zhì)層厚度控制與內(nèi)層HDI埋孔填膠設(shè)計之間的矛盾。

l、如果內(nèi)層HDI埋孔沒有被樹脂填滿,在過熱沖擊時板子會出現(xiàn)爆板的問題而直接報廢;

l、如果不采用樹脂塞孔,則需要多張PP進(jìn)行壓合以滿足填膠的需求,可是如此一來,層與層之間的介質(zhì)層厚度會因為PP片的增加而導(dǎo)致厚度偏厚。

3.2.3內(nèi)層HDI樹脂塞孔的應(yīng)用

l、內(nèi)層HDI樹脂塞孔廣泛的被應(yīng)用于HDI的產(chǎn)品中,以滿足HDI產(chǎn)品薄介質(zhì)層需求的設(shè)計要求;

l、對于內(nèi)層HDI有埋孔設(shè)計的盲埋孔產(chǎn)品,因為中間結(jié)合的介質(zhì)設(shè)計偏薄,往往也需要增加內(nèi)層HDI樹脂塞孔的流程。

l、部分盲孔產(chǎn)品因為盲孔層的厚度大于0.5mm,壓合填膠不能把盲孔填滿,也需要進(jìn)行樹脂塞孔將盲孔填滿,避免后續(xù)流程中盲孔出現(xiàn)孔無銅的問題。

3.3通孔樹脂塞孔

在部分的3G產(chǎn)品中,因為板子的厚度達(dá)到3.2mm以上,人們?yōu)榱嘶蛘咛岣弋a(chǎn)品的可靠性問題,或者為了改善綠油塞孔帶來的可靠性問題,在成本的允許下,也采用樹脂將通孔塞住。這是近段時間以來樹脂塞孔工藝得以推廣的一大產(chǎn)品類別。

4.樹脂塞孔的工藝制作方法:

4.1制作流程

以上介紹的3種類型的樹脂塞孔具有不同的流程,分別如下:

4.1.1POFV類型的產(chǎn)品(不同工廠的設(shè)備不一樣走的流程也不一樣)

1、開料à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→PTH/電鍍→外層線路→防焊→表面處理à成型à電測àFQCà出貨

2、開料à鉆孔à沉銅à板電à板電(加厚銅)à樹脂塞孔à打磨à鉆通孔à沉銅à板電à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨

4.1.2內(nèi)層HDI樹脂塞孔類型產(chǎn)品(兩種流程:研磨與不研磨兩種)

研磨流程:

1、開料à埋孔內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→內(nèi)層線路→棕化→壓合→鉆孔(激光鉆孔/機(jī)械鉆孔)→PTH/電鍍→外層線路à防焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨

2、開料à埋孔內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆孔à沉銅à板電à板電(加厚銅)à樹脂塞孔à打磨à內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆通孔à沉銅à板電à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨

不需研磨:開料à埋孔內(nèi)層圖形àAOIà壓合à鉆孔→PTH/電鍍→內(nèi)層線路→棕化→塞孔→壓平→烘烤→壓合→鉆孔(激光鉆孔/機(jī)械鉆孔)→PTH/電鍍→外層線路→à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨

4.1.3外層通孔樹脂塞孔類型

1、開料à鉆孔→PTH/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→烘烤→外層線路→防焊→表面處理à成型à電測àFQCà出貨

2、開料à鉆孔à沉銅à板電à板電(加厚銅)à樹脂塞孔à烘烤→研磨→烘烤à外層圖形à圖形電鍍à蝕刻à阻焊à表面處理à成型à電測àFQCà出貨

4.2流程中特別的地方

l、從以上流程中,我們明顯發(fā)現(xiàn)流程有所不同。一般我們的理解是,“樹脂塞孔”以后緊接著就是“鉆通孔和沉銅板電”流程的產(chǎn)品,我們都認(rèn)為是POFV的產(chǎn)品;如果“樹脂塞孔”以后緊接著的流程是“內(nèi)層圖形”,則我們認(rèn)為是內(nèi)層HDI樹脂塞孔產(chǎn)品;如果“樹脂塞孔”以后緊接著的流程是“外層圖形”;

l、以上不同種類的產(chǎn)品在流程上是有嚴(yán)格界定的,不能走錯流程;科鼎化工針對以上三種流程的特性研發(fā)出三種不同的油墨,TP-2900STP-2900TP-2900C這三款油墨對應(yīng)以上三種流程。

4.3流程的改進(jìn)

A、對于采用樹脂塞孔的產(chǎn)品,為了改善產(chǎn)品的品質(zhì),人們也在不斷的進(jìn)行流程的調(diào)整來簡化他的生產(chǎn)流程,提高其生產(chǎn)的良率;

B、尤其是對于內(nèi)層HDI塞孔的產(chǎn)品,為了降低打磨之后內(nèi)層線路開路的報廢率,人們采用了線路之后再塞孔的工藝流程進(jìn)行制作,先完成內(nèi)層線路制作,樹脂塞孔后對樹脂進(jìn)行預(yù)固化,然后利用壓合階段的高溫對樹脂進(jìn)行固化。

C、在最開始的時候,對于內(nèi)層HDI塞孔,人們使用的是UV預(yù)固+熱固型的油墨,目前更多的時候直接選用了熱固性的樹脂,比較有效的提高了內(nèi)層HDI樹脂塞孔的熱性能。

4.4樹脂塞孔的工藝方法

4.4.1樹脂塞孔使用的油墨

A、目前市場上使用于樹脂塞孔工藝的油墨的種類也有很多。常見常用的有山榮(San-Ei ),科鼎化工(kotti)等供應(yīng)商的品牌。

4.4.2樹脂塞孔的工藝條件

A、樹脂塞孔的孔動則上萬個,而且要保證不能有一個孔不飽滿。這種萬分之一的缺陷就會導(dǎo)致報廢的幾率,必然要求在工藝上進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己鸵?guī)范。

B、良好的塞孔設(shè)備是必然的要求。目前使用于樹脂塞孔的絲印機(jī)可以分為兩大類,即真空塞孔機(jī)和非真空塞孔機(jī)。