Via-in-pad-塞孔制作工艺浅析

1、1,1,Via in pad 塞孔制作工艺浅析,制作：沙健健 日期：2013-04-02,2,2,目录,1、Via in pad工艺的概念 第3页 2、传统Via in pad 塞孔工艺 第7页 制作流程第12页 生产设备物料及参数第13页 3、真空塞孔树脂塞孔工艺第25页 4、真空压胶树脂塞孔工艺第34页,3,3,第一部分: Via in pad 工艺的概念,4,4,一、via in pad的概念： a.前言 VIP- via in pad （盘中孔） 普通PCB板上对于一些较小且要焊接零件的孔，传统的生产方式为在板上钻一通孔，然后在通孔内镀上一层铜，实现层与层之间的导通（如下图1），然后再

2、引出一条导线连接一个焊盘，完成与外面零件的焊接（如图1）。,5,b.背景 而现在的线路板越来越往高密度、互联化发展，已经没有更多的空间放置这些连接通孔的导线和焊盘，于是在这种背景下，Via in pad 的生产工艺应运而生。 Via in pad垂直截面图 Via in pad正面图 绿色为塞孔树脂，粉红为外层PAD 绿色孔为隐藏在红色PAD下 Via in pad 的生产工艺使线路板生产工艺立体化，有效的节约了水平空间，适应了现代线路板高密度，互联化的发展趋势。,6,c.目的 本项目VIP是这样实现的，是把已孔电镀过的导通孔再经过丝网漏印填料（绝缘树脂或导电浆等）来堵塞导通孔，然后经过烘干固

3、化、抛磨，再经过电镀，这样一来整个在制板的表面都被镀铜所覆盖，再也看不到导通孔了，实现via in pad 达到导通孔与SM焊垫合而为一目的。从而提高了电子产品的电气性能和可靠性，使信号传输导线缩短，减小传输线路的感抗和容抗以及内外部电磁干扰等。,d.流程简介,e.工艺介绍 目前业内常见的盘中孔塞孔工艺有三种，分别为丝印树脂塞孔、真空树脂塞孔及真空压胶方法，各工艺对比特点如下表1：,9,第二部分:传统via in pad塞孔工艺,10,10,一.前言,我司从建厂伊始就开始生产VIP设计的产品，中途由于订单的原因暂停过一阵子，后自从11年2月起，又开始陆续制作VIP产品，目前批量在制的客户群有0

4、26（全友电脑）、386（南京汉桑）、363（广悦快捷）、409（布科美科）及486（西班牙ZOLLNER）。 我司制作VIP产品的工艺为丝印树脂塞孔，也是业内应用最普遍的工艺方法。,11,11,二.制作流程,塞孔流程,磨 板,装铝片、垫板,铝片网版/垫板制作,调油,试印膜对位,试印,产线自检,批量生产,NG,VIP电镀,分段固化,陶瓷磨板,OK,IPQC抽检,12,三.生产设备物料及参数,1.塞孔物料 油墨：永久型树脂塞孔油墨 型号：TP-2900 品牌：睿昱 规格：单组分 1.0kg/罐 粘度：400-600 PS,2.设备 1) 塞孔设备：双跑台面网印机 品牌：天择 型号：CSL-202

5、0 特点：双台面效率高,2 ) 树脂塞孔刮胶 硬度：70OC 厚度：20MM,14,刮刀厚度：20mm 固定座宽度：20mm 刮刀底部阔度：5mm 斜磨角度：25o 刮刀硬度：70o,攻角对树脂塞孔之影响：,15,2 ) 铝片网版 铝片网版：0.2mm厚度 注： 若塞孔径之 Opening 过大，孔环表面油墨过厚出现渍墨问题，会导致固化后陶瓷磨板困难，不易磨平。,16,树脂塞孔垫底基板之制造：,17,目的：有助於塞孔时空气释放，可减少印刷次数，并可使印刷时刮刀压力平均，同时使不同灌孔径之塞孔量均等。(可用於塞孔及第一面印刷),钻孔径：只须在所有塞孔位钻孔直径为 3-5mm (Dia.)，并多钻

6、管位孔(与生产板相同)作固定生产板。,基板材料：1.6mm 厚，FR-4 基板 (蚀去表面铜箔较佳),树脂塞孔作业示意图：,18,扒印法树脂塞孔方式：,19,铝片,树脂塞孔正面图 塞孔后 固化后,20,树脂塞孔切片图 概述：从切片图分析，此树脂油墨塞孔后孔内油墨饱满度较好，达到100%，孔口正反面油墨均匀微凸，后流程通过陶瓷磨板磨平整。,21,陶瓷磨板 磨板后正面图 磨板后切片图 a、磨痕宽度控制在8-12mm； b、横竖各磨板1遍，确保将板面树脂磨干净，局部没磨干净的可用手工打磨将树脂修理干净； c、磨板后树脂凹陷不能大于25um。,22,沉铜电镀 电镀后正面图 电镀后切片图 概述：根据客户

7、通孔铜厚要求，进行电镀。电镀后再进行切片确认树脂塞孔凹陷度。,23,传统丝网印刷树脂塞孔控制参数： 从焊盘较多面塞孔（PE在MI上注明塞孔面向，网房做丝网时确认丝网型号字唛为正字）； 塞孔使用硬度70OC，厚度20mm刮胶生产，刮胶有效高度两端一致，刀口在刮胶研磨机磨出10-25的角度并必须平整； 调位时使用丝印试印膜，不允许用生产板直接调网否则会产生较多问题板； 塞孔要求：塞孔位置正反面油墨微凸易见，必须保证每一个孔油墨溢出，均匀饱满树脂不连成片堆积； 树脂塞孔固化参数：80OC * 30 min+ 120OC * 30 min+ 150OC * 30 min。,24,25,第三部分:真空塞

8、孔树脂塞孔工艺,26,26,一.前言,我司从12年10月起开始小批量制作西班牙客户的VIP产品，西班牙VIP产品类型较为一致，具体如下： 板厚：1.7mm 孔径：0.3mm 孔间距：310mil VIP孔铜：单点最小 20um,平均孔铜25um 纵横比：8:1,27,27,针对类似西班牙产品设计的VIP板，我司在制作过程中，由于高纵横比的因素，塞孔时难以一刀塞冒，多刀印刷后由于孔间距过小，树脂油墨糊在一起，无法保证所有孔都塞孔均匀，同时还有部分气泡存在。,28,28,为改善类似高难度塞孔板的塞孔不良，我司参观学习了真空塞孔加工商，并制作了样板，塞孔效果优良。 真空丝印塞孔机是针对PCB行业制造

9、的特殊专用设备，此种设备是专门为PCB板上树脂塞孔工艺而设计制造的，此设备特别适合于PCB盲孔树脂塞孔、小孔树脂塞孔，及小孔厚板树脂塞孔等。 为确保树脂塞孔印刷无气泡产生，此设备采用高真空设计制造，真空室的绝对真空值达到50Pa以下，同时真空系统及丝印机在结构上均采用防振及高强度的设计，使设备运行更稳定。,29,29,附图：真空塞孔机实物图,30,30,二、工艺流程,真空塞孔工艺流程与传统丝网印刷塞孔工艺接近，区别在于塞孔生产过程中，产品处于真空状态，可以有效减小气泡等不良。,装网版垫板,制铝片,开油,油墨抽真空,对位,设备抽真空,试印,检验,量产,分段固化,陶瓷磨板,树脂固化 固化正面图 局

10、部放大图 概述：采用真空塞孔生产后，塞孔反面油墨凸起均匀一致，没有大面积糊状堆积。,31,陶瓷磨板 陶瓷刷辊 磨板后正面图 a、加工商使用陶瓷刷辊，切削力较大； b、横竖各磨板1遍，板面树脂已完全研磨干净； c、放大镜检验塞孔位置树脂平整无凹陷。,32,沉铜电镀 电镀后正面图 电镀后切片图 a、根据客户通孔铜厚要求，进行电镀； b、电镀后切片确认塞孔位置凹陷度是否满足客户需求；,33,34,第四部分:真空压胶树脂塞孔工艺,35,一、简介 新式真空压胶方法 利用薄离型材料（铜箔、铝片、离型膜）钻孔后作为掩孔保护，采用真空压合方式对盘中孔进行树脂塞孔。 以下为具体工艺流程:,二、试验过程及数据,2

11、、1 试验参数,36,2、2 工艺加工方法 铜箔钻孔 开薄离型材料，尺寸与生产板相同，按原盘中孔文件钻孔； 为确保对位精度，铜箔钻孔需比原盘中孔钻刀直径加大0.15mm。,37,真空压胶 (利用现有传统真空层压机进行压胶生产),38,砂带研磨 用砂带磨板机研磨板面，保证孔口平整，板面无残胶。,39,塞孔检验 塞孔板在日光灯下观察，塞孔透均匀黄光，说明孔中已塞有树脂（图5-a）；透白光说明需塞孔中无树脂（图5-b）。,40,沉铜检验 用USB便携式显微镜观察盘中孔填平效果。,41,真空压胶切片效果,42,试验数据,43,真空压胶优化方案,44,结束语 本文简单介绍了常见的三种VIP塞孔工艺，传统丝网印刷塞孔工艺应用最普遍，工艺最简单，可以满足大