黃小玲
(深圳崇達(dá)多層線路板有限公司,廣東 深圳 518000)
近年來,5G 用印制電路板(printed circuit board,PCB)需求量暴增,為保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,在該類PCB 生產(chǎn)中使用樹脂塞孔工藝。為提升樹脂塞孔工藝能力、品質(zhì)和產(chǎn)量,許多工廠使用選擇性真空樹脂塞孔機(jī)。
選擇性樹脂塞孔采用一次塞二方式(一次塞兩面方式),即兩面塞孔方式,先從正面塞孔(背鉆孔較多的一面),控制塞孔速度15~30 mm/s,保證80%~90%出墨;完成正面塞孔后不烤板,再從反面塞孔,控制塞孔速度20~40 mm/s,塞孔后自檢目視兩面無樹脂塞孔凹陷。兩面塞孔方式可提升產(chǎn)量和效率,是一種非常重要和應(yīng)用廣泛的工藝流程。由于線路板多功能的要求以及表觀要求嚴(yán)格,塞孔容易發(fā)生品質(zhì)問題,如塞孔不良等?,F(xiàn)從選擇性樹脂塞孔基本工藝出發(fā),利用樹脂自動光學(xué)檢測(automated optical inspection,AOI)分析方式,對塞孔不良進(jìn)行探討。
選擇性樹脂塞孔工藝是利用樹脂將導(dǎo)孔塞住,然后進(jìn)行表面鍍銅,導(dǎo)通孔填塞后進(jìn)行蓋覆電鍍(plating over filled via,POFV),工藝流程如下:
(1)開料→鉆孔→金屬化孔(plating through hole,PTH)/電鍍→塞孔→烘烤→研磨→PTH/電鍍→外層線路→防焊→表面處理→成型→電測→終檢控制(final quality control,F(xiàn)QC)→出貨。
(2)開料→鉆孔→沉銅→板電→板電(加厚銅)→樹脂塞孔→打磨→鉆通孔→沉銅→板電→外層圖形→圖形電鍍→蝕→防焊→表面處理→成型→電測→FQC→出貨。
樹脂塞孔的孔有上萬個,而且要保證不能有一個孔不飽滿。萬分之一的缺陷就可能導(dǎo)致報(bào)廢,因此必然要求在工藝上進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己鸵?guī)范。目前,市場上使用于樹脂塞孔的油墨種類很多,我司常用超淦油墨。
受設(shè)備、環(huán)境、人員等因素的影響,選擇性樹脂塞孔容易出現(xiàn)品質(zhì)問題,例如出現(xiàn)塞孔現(xiàn)象,如圖1所示。
圖1 樹脂塞孔不良
問題板出現(xiàn)油墨氣泡、銅堵孔及塞孔偏位不良問題。對不良板進(jìn)行外觀檢測,其表面光潔、無明顯污染等異?,F(xiàn)象。
選擇性樹脂塞孔后,對其中某型號986 片板通過樹脂AOI 檢測儀檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)合格787 片,不合格199片,一次良率80%。
將199片塞孔不良板進(jìn)行分析,其中1~5點(diǎn)空洞185片,5點(diǎn)以上空洞14片。進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)38 片油墨中有氣泡、凹痕,30 片電鍍銅堵孔。因此,油墨氣泡和電鍍銅堵孔是造成塞孔不良的主要原因。此外有4 片塞孔偏位,塞孔偏位也是塞孔不良的原因之一。
綜上所述,油墨氣泡和銅堵孔是導(dǎo)致選擇性塞孔不良的主要原因,另外塞孔不良也與塞孔偏位有關(guān)。塞孔前油墨在抽真空狀態(tài)下來回覆墨不到30 min,未達(dá)到脫泡效果;選用非高選品牌油墨,中途加油墨未抽真空脫泡。因此,導(dǎo)致塞孔不良的原因是油墨氣泡。未用數(shù)孔機(jī)堵孔及保養(yǎng)不徹底致塞孔過程有雜物,導(dǎo)致塞孔不良的原因是銅堵孔。塞孔基板系數(shù)與板子系數(shù)不匹配導(dǎo)致的塞孔不良是塞孔偏位。
通過樹脂AOI 檢測分析,表明導(dǎo)致選擇性樹脂塞孔不良的原因有:①油墨在抽真空狀態(tài)下來回覆墨不到30 min,未達(dá)到脫泡效果;選用非高選品牌油墨,中途加油墨未抽真空脫泡導(dǎo)致有油墨氣泡。② 未用數(shù)孔機(jī)堵孔及保養(yǎng)不徹底,致使塞孔過程有雜物,導(dǎo)致銅堵孔。③塞孔模板系數(shù)與板子系數(shù)不匹配導(dǎo)致塞孔偏位。
作為PCB 產(chǎn)品的制造者,應(yīng)了解選擇性樹脂塞孔工藝的特點(diǎn)和應(yīng)用方法,還需要不斷提高樹脂塞孔產(chǎn)品的工藝能力,從而解決此類產(chǎn)品的相關(guān)工藝問題,實(shí)現(xiàn)更高技術(shù)難度PCB產(chǎn)品的生產(chǎn)。