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文檔簡介

1、WORD格式The Technology Description of Resin plugging PCB ProductsPCB樹脂塞孔工藝技術(shù)淺析葉應(yīng)才*崇達(dá)多層線路板: +86-755-26068047 ,: +86-755-26068048 ,Email:ycyesuntakpcb作者簡介:2002 年畢業(yè)于理工大學(xué),已從事8 年線路板工藝技術(shù)和研發(fā)工作,主導(dǎo)多類PCB特別產(chǎn)品的研發(fā)和轉(zhuǎn)量產(chǎn)工作,熟悉 PCB產(chǎn)品的應(yīng)用和設(shè)計(jì)原理,以及產(chǎn)品的可靠性評(píng)估原理手法。文章摘要:專業(yè)資料整理WORD格式隨著裝配元器件微小型化的開展,PCB 的布線面積,圖案設(shè)計(jì)面積也在隨之不斷的減小。為了適應(yīng)這

2、一開展趨勢,PCB 設(shè)計(jì)和制造者們也在不斷的更新設(shè)計(jì)理念和工藝的制作方法。樹脂塞孔的工藝也是人們?cè)诳s小PCB設(shè)計(jì)尺寸,配合裝配元器件而創(chuàng)造的一種技術(shù)方法。其大膽的設(shè)計(jì)構(gòu)思和可規(guī)?;纳a(chǎn)確實(shí)在PCB的制作領(lǐng)域發(fā)揮了極大的推動(dòng)力,有效的提高了HDI、厚銅、背板等產(chǎn)品的可靠性和制作工藝能力。了解和有效利用這一技術(shù),也是許多PCB業(yè)者正在努力進(jìn)展中的工作。文專業(yè)資料整理WORD格式章概述了樹脂塞孔的出現(xiàn),開展和制作的技術(shù)方法,謹(jǐn)供大家參考。關(guān)鍵詞: 樹脂塞孔、盲孔填膠、埋孔填膠、疊層Abstract:Alongwiththe developmentof the smalldimensionchipa

3、ssembled,PCB s area of tracedistribution and drawing design has become smaller and smaller with the new technologies.In order to keep up with this change, PCB s designer and manufacturer are all renewingthe design concept and technology of fabrication continuously. Resin plugged is one oftechnologie

4、sinventedto reduce the size of PCB and fixto the chip assembly.The innovativeconcept and large-scale of operation of this technology really plays a integral role inthe PCBs fabricated field, it can effectivelyimprove the reliability and capability ofthe PCB product such as HDI, heavy copper, backpla

5、ne, etc. Learning and using this kindof technologyis an importantrolein utilizingnew cuttingedge applications.Thisarticleexplains the advantages, appearance and development of the utilization of resin filledtechnology.Key words:resin filling/plugged, blind via plugged, bury via plugged, stack up str

6、ucture專業(yè)資料整理WORD格式1. 前言 :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?yàn)檫@種工藝所使用的樹脂本身的特性的緣故,在制作上需要抑制許多的困難,方能取得良好的樹脂塞孔產(chǎn)品的品質(zhì)。2樹脂塞孔的由來2 1 電子芯片的開展隨著電子產(chǎn)品技術(shù)的不斷更新, 電子芯片的構(gòu)造和安裝方式也在不斷的改善和變革。 其開展根本上是從具有插件腳的零部件開展到了采用球型矩陣排布焊點(diǎn)的高度密集集成電路模塊。從以下列圖可以看到零部件的開展歷程:最早的

7、CPU286 CPU( 插件腳 )奔騰系列 CPU( 插件腳 )專業(yè)資料整理WORD格式球型排列的雙核CPU效勞器CPU專業(yè)資料整理WORD格式2 2 兩個(gè)人的相遇成就了樹脂塞孔技術(shù)專業(yè)資料整理WORD格式在 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(duì)于某一些工藝方法的由專業(yè)資料整理WORD格式來根本上都已經(jīng)不太關(guān)心。其實(shí)早在球型矩陣排列的電子芯片剛上市的時(shí)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,山榮公司(San-ei)開發(fā)了一種樹脂,直接將孔塞住,然后在外表鍍銅,主要是為了解決綠油塞孔容易出現(xiàn)的空內(nèi)吹氣的問

8、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 Via in pad (局部廠也叫 Via on pad)工藝。從2002年以后的時(shí)間里, 山榮公司生產(chǎn)的PHP-900系列樹脂塞孔油墨被廣泛的應(yīng)用到因特爾和西專業(yè)資料整理WORD格式門子等著名公司的網(wǎng)絡(luò)效勞器的產(chǎn)品當(dāng)中。隨著時(shí)間的推移,此種工藝逐漸被推廣并不斷的有新的應(yīng)用。3. 樹脂塞孔的應(yīng)用當(dāng)前,樹脂塞孔的工藝主要應(yīng)用于以下的幾種產(chǎn)品中:3 1 Via in pad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,然后在孔外表進(jìn)展鍍銅。如以下列圖:傳統(tǒng)設(shè)計(jì)VIP 設(shè)計(jì)例圖B. 切片實(shí)例:焊盤BGA樹脂3.1.2 Via

9、 in pad技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)縮小孔與孔間距,減小板的面積,解決導(dǎo)線與布線的問題,提高布線密度。3 2 內(nèi)層樹脂塞孔用3.2.1技術(shù)原理使用樹脂將內(nèi)層的埋孔塞住,然后在進(jìn)展壓合。這種工藝平衡了壓合的介質(zhì)層厚度控制與內(nèi)層埋孔填膠設(shè)計(jì)之間的矛盾。如果內(nèi)層埋孔沒有被樹脂填滿,在過熱沖擊時(shí)板子會(huì)出現(xiàn)爆板的問題而直接報(bào)廢;如果不采用樹脂塞孔,那么需要多XPP進(jìn)展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(huì)因?yàn)镻P片的增加而導(dǎo)致厚度偏厚。3.2.2例圖專業(yè)資料整理WORD格式PP 片內(nèi)層樹脂填充3.2.3內(nèi)層樹脂塞孔的應(yīng)用內(nèi)層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

10、的設(shè)計(jì)要求;對(duì)于內(nèi)層有埋孔設(shè)計(jì)的盲埋孔產(chǎn)品,因?yàn)橹虚g結(jié)合的介質(zhì)設(shè)計(jì)偏薄,往往也需要增加內(nèi)層樹脂塞孔的流程。局部盲孔產(chǎn)品因?yàn)槊た讓拥暮穸却笥?0.5mm,壓合填膠不能把盲孔填滿, 也需要進(jìn)展樹脂塞孔將盲孔填滿,防止后續(xù)流程中盲孔出現(xiàn)孔無銅的問題。3.3通孔樹脂塞孔在局部的 3G產(chǎn)品中,因?yàn)榘遄拥暮穸鹊竭_(dá) 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,在本錢的允許下,也采用樹脂將通孔塞住。這是近段時(shí)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專業(yè)資料整理WORD格式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

11、下:專業(yè)資料整理WORD格式4.1.1 Via in pad類型的產(chǎn)品專業(yè)資料整理WORD格式開料鉆孔形圖形電鍍沉銅蝕刻板電阻焊板電加厚銅外表處理成型樹脂塞孔電測FQC打磨出貨鉆通孔沉銅板電外層圖專業(yè)資料整理WORD格式4.1.2內(nèi)層樹脂塞孔類型產(chǎn)品專業(yè)資料整理WORD格式開料埋孔內(nèi)層圖形AOIAOI壓合鉆孔沉銅板電板電加厚銅樹脂塞孔打磨內(nèi)專業(yè)資料整理WORD格式電測FQC出貨專業(yè)資料整理WORD格式4.1.3通孔樹脂塞孔類型專業(yè)資料整理WORD格式開料 鉆孔外表處理沉銅成型板電電測板電加厚銅FQC 出貨樹脂塞孔打磨外層圖形圖形電鍍蝕刻阻焊專業(yè)資料整理WORD格式4.2流程中特別的地方從以上流

12、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Via in pad的產(chǎn)品;如果“樹脂塞孔以后緊接著的流程是“內(nèi)層圖形,那么我們認(rèn)為是內(nèi)層樹脂塞孔產(chǎn)品;如果“樹脂塞孔以后緊接著的流程是“外層圖形;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(cuò)流程;4.3流程的改進(jìn)A.對(duì)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)展流程的調(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(duì)于內(nèi)層塞孔的產(chǎn)品,為了降低打磨之后內(nèi)層線路開路的報(bào)廢率,人們采用了線路之后再塞孔的工藝流程進(jìn)展制作,先完成內(nèi)層線路制作,樹脂塞孔后對(duì)樹脂進(jìn)

13、展預(yù)固化,然后利用壓合階段的高溫對(duì)樹脂進(jìn)展固化。C. 在最開場的時(shí)候,對(duì)于內(nèi)層塞孔,人們使用的是UV預(yù)固 +熱固型的油墨,目前更多的時(shí)候直接選用了熱固性的樹脂,比較有效的提高了內(nèi)層樹脂塞孔的熱性能。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。常見的有San-Ei ,Perters,Taiyo 等供應(yīng)商的品牌。序號(hào)供應(yīng)商名稱代表的產(chǎn)品組份1San-EiPHP-900 IR-,MB-單組份2PertersPP-2795/PP2794單組份或雙組分3TaiyoTHP-100 DX雙組分B. 油墨的性能指標(biāo)參數(shù)序號(hào)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)名稱技術(shù)參數(shù)指

14、標(biāo)值備注1Tg ( ) , 140-1602(ppm), 32-403(ppm) , 83-115專業(yè)資料整理WORD格式4耐溶劑性 (異丙醇pass專業(yè)資料整理WORD格式60min)5介電常數(shù)2 5-5.59 Dk,1MHz 6介電損耗 (Df,1MHz)0.01-0.027熱傳導(dǎo)率 (W/mK)0.6 1.5對(duì)于含有溶劑型的樹脂,8吸水率 (%)0.06-0.15其吸水率可能會(huì)到達(dá)0.7%9剝離力 (kg/cm)0.6-0.710固化溫度 ()1504.4.2樹脂塞孔的工藝條件專業(yè)資料整理WORD格式A.樹脂塞孔的孔動(dòng)那么上萬個(gè),而且要保證不能有一個(gè)孔不飽滿。這種萬分之一的缺陷就會(huì)導(dǎo)致報(bào)

15、廢專業(yè)資料整理WORD格式的幾率,必然要求在工藝上進(jìn)展嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎己蜆?biāo)準(zhǔn)。專業(yè)資料整理WORD格式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)和專業(yè)資料整理WORD格式非真空塞孔機(jī)。絲印機(jī)壓專業(yè)資料整理WORD格式序號(hào)設(shè)備類別塞孔效果本錢其他影響專業(yè)資料整理WORD格式力要求專業(yè)資料整理WORD格式1真空塞孔機(jī)好N/A高因?yàn)槭钦逵∷?,需要配?8軸研磨機(jī)一起制作,薄板生產(chǎn)容易造成芯板變形,增加漲縮控制難度專業(yè)資料整理WORD格式2非真空塞孔機(jī)較好 8kg/cm 2中專業(yè)資料整理WORD格式圖例:專業(yè)資料整理WORD格式真空絲印機(jī)普通絲印機(jī)4.4.3普通

16、絲印機(jī)的塞孔工藝A. 絲印機(jī)的選擇著重要考慮最大的氣缸壓力,抬網(wǎng)方式,刀架的平穩(wěn)性以及水平度等;B. 絲印的刮刀需要使用 2CM厚度, 70-80 度硬度的刮刀,當(dāng)然,一定要具備耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的特性;C. 絲印的網(wǎng)版選擇可以選擇絲網(wǎng),也可以選擇鋁片;所要控制的是根據(jù)塞孔工藝條件的要求,選擇適宜的絲網(wǎng)目數(shù)以及針對(duì)孔徑的開窗大??;D. 樹脂塞孔所用的墊板有多種講究,但是往往被工程師所忽略。墊板不僅起到導(dǎo)氣的作用,還起著支撐的作用。對(duì)于密集孔的區(qū)域,我們把墊板鉆完了以后,整個(gè)區(qū)域都是空的,在這一位置,墊板出現(xiàn)弓起或形變,對(duì)于板的支撐力最差,這樣會(huì)造成該位置塞孔的飽滿度很差。所以在墊板制作的時(shí)候, 要想

17、方法抑制大面積的空位的問題,目前最好的做法是使用只鉆2/3 深度的墊板。E. 在印刷的過程中,最重要的是控制好印刷的壓力與速度,一般來說,縱橫比越大,孔徑越小的板,要求的速度越慢,壓力要求越大。控制較慢的速度對(duì)于塞孔氣泡的改善而言效果最好。4.4.4真空樹脂塞孔機(jī)的塞孔工藝由于真空樹脂塞孔機(jī)昂貴的價(jià)格,以及其設(shè)備使用和維護(hù)技術(shù)的*性,目前能夠使用這種技術(shù)的 PCB廠家屈指可數(shù)。VCP 真空樹脂塞孔機(jī)的塞孔技術(shù)主要是它有一個(gè)油墨夾和兩個(gè)可以橫動(dòng)的塞控頭,塞孔頭里有許多的小孔。在設(shè)備抽好真空后,用活塞將油墨夾里的油墨推至塞孔頭里的小孔,兩個(gè)橫動(dòng)塞孔頭先夾緊板子, 然后通過塞孔頭里許多小孔把油墨填入

18、板子上的通孔或盲孔。板子垂直掛在真空廂內(nèi),橫動(dòng)的塞孔頭可以向下移動(dòng),直到把板里面的孔填滿樹脂為止。可以調(diào)節(jié)塞孔頭與油墨的壓力來滿足塞孔飽滿度的要求,不同的板子尺寸可以使用不同大小的塞孔頭來塞孔。塞孔完成后,可以用刮刀漿塞孔油墨刮下再添參加塞孔油墨夾,重復(fù)利用。目前還有一類真空塞孔機(jī)是借助于絲網(wǎng)進(jìn)展印刷,采用CCD對(duì)位系統(tǒng)對(duì)位,其操作類似于普通絲印,但是多了一道真空塞孔的流程。此類塞孔機(jī)塞孔的效果最好,但是因?yàn)榘嘿F的設(shè)備投資,目前還沒有得到廣泛的應(yīng)用。使用真空塞孔機(jī)對(duì)于解決樹脂的氣泡問題無疑是最好的方法,塞孔油墨的選擇根本上也不會(huì)受工藝所限制。但是因?yàn)檎迕娑加袠渲o樹脂的去除造成了很大的困難

19、。需要借助良好的打磨機(jī)共同使用。4.4.5樹脂塞孔后的打磨專業(yè)資料整理WORD格式A.不織布磨板機(jī)或者砂帶研磨機(jī)是做樹脂塞孔的必不可少的設(shè)備,一方面要求設(shè)備要能有效的除掉板面的樹脂,另一方面也要求銅面的粗糙度不能有擦花、刮痕等問題。不織布研磨機(jī)砂帶研磨機(jī)5樹脂塞孔常見的品質(zhì)問題及其改進(jìn)方法5 1 對(duì)于 Via in pad產(chǎn)品5.1.1常見的問題A. 孔口氣泡B. 塞孔不飽滿C. 樹脂與銅分層專業(yè)資料整理WORD格式孔口氣泡塞孔不飽滿樹脂與銅分層專業(yè)資料整理WORD格式5.1.2導(dǎo)致的后果專業(yè)資料整理WORD格式A.孔口上面沒有方法做出焊盤;孔口藏氣,芯片貼裝吹氣,也叫out-gassing專

20、業(yè)資料整理WORD格式B. 孔內(nèi)無銅C. 焊盤突起,導(dǎo)致貼不上元器件或元器件脫落吹孔 out-gassing合格錫飽滿5.1.3預(yù)防改善措施A. 選用適宜的塞孔油墨,控制油墨的存放條件和保質(zhì)期,B. 標(biāo)準(zhǔn)的檢查流程,防止貼片位孔口有空洞的出現(xiàn)。即便能倚靠過硬的塞孔技術(shù)和良好的絲印條專業(yè)資料整理WORD格式件來提高塞孔的良率,但是萬分之一的幾率也能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢,有時(shí)僅僅因?yàn)橐粋€(gè)孔的空洞造成孔上沒有焊盤而報(bào)廢實(shí)在可惜。這就只能通過檢查來找出空洞的位置并進(jìn)展修理的動(dòng)作。當(dāng)然,檢查樹脂塞孔的空洞問題歷來也被人們所探討,但似乎目前還沒有什么好的設(shè)備能解決這一問題。而如何能讓人工檢查判斷的準(zhǔn)確性更高,也有

21、許多不同的做法。C. 選擇適宜的樹脂,尤其是材料 Tg和膨脹系數(shù)的選擇,適宜的生產(chǎn)流程以及適宜的除膠參數(shù),方能防止焊盤與樹脂受熱后脫離的問題。D.對(duì)于樹脂與銅分層的問題,我們發(fā)現(xiàn)孔外表的銅厚厚度大于 15um時(shí),此類樹脂與銅分層的問題可以得到極大的改善。如以下列圖銅厚 15um 1次回流焊銅厚15um3 次回流焊5.2內(nèi)層埋孔 , 盲孔塞孔樹脂塞孔5.2.1常見的問題A. 爆板B. 盲孔樹脂突起C. 孔無銅專業(yè)資料整理WORD格式樹脂突起孔無銅專業(yè)資料整理WORD格式5.2.2導(dǎo)致的后果不用說, 以上的幾個(gè)問題都直接導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。題。樹脂的突起往往造成線路不平而導(dǎo)致開短路問專業(yè)資料整理WORD格式5.2.3預(yù)防改善措施專業(yè)資料整理WORD格式A.控制內(nèi)層塞孔的飽滿度是預(yù)防爆板的必要條件;如果選用在線路以后進(jìn)展塞孔,那么要控制好塞孔專業(yè)資料整理WORD格式到壓合之間的時(shí)間和板面的清潔性

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