PCB半塞孔方法探討

摘要：本文介紹了兩種不同的PCB半塞孔方法，比較了這兩種方法塞孔效果和優(yōu)缺點，給PCB廠家半塞孔生產(chǎn)工藝提供參考。
　　關(guān)鍵字： PCB半塞孔，顯影
　　1 前言
　　在PCB生產(chǎn)中，有時會碰到某些客戶，要求部分孔塞孔，但又不能完全塞飽滿，塞孔的背面阻焊開窗，且有深度要求，通俗稱為“PCB半塞孔”。據(jù)了解此類客戶是要在這些孔做測試，會把測試探針打入孔內(nèi)。如果孔內(nèi)油墨過多，或者孔壁被油墨污染，容易造成假性開路，影響測試結(jié)果；如果塞孔油墨量過少，或不塞孔，又不能滿足塞孔的要求。
　　因此在生產(chǎn)過程中必須控制塞孔深度，按照客戶要求的深度來塞孔制作。從常規(guī)綠油塞孔經(jīng)驗知道，控制塞孔的深度難度不在塞不夠，而是一個比較小的塞孔深度和指定塞孔深度的準(zhǔn)確性。目前主要有兩類辦法，一是將孔塞飽滿或一定深度，然后塞孔背面不曝光，通過顯影把部分油墨沖洗掉，達到一定塞孔深度的效果；二是塞孔時嚴(yán)格控制深度，然后塞孔兩面都曝光。下面就針對這兩種方法進行試驗。
　　2 實驗方法
　　試驗板厚2.4mm，孔徑0.25、0.30、0.40、0.50mm。采用平面絲印機塞孔。試驗完成后，針對塞孔處制作金相切片，通過金相顯微鏡觀察塞孔效果以及測量露銅深度。
　　3 結(jié)果與討論
　　3.1 顯影參數(shù)控制塞孔深度
　　試驗流程：前處理→CS 面塞孔（飽滿）→預(yù)烘→絲印雙面→預(yù)烘→曝光（11級，SS 開窗CS 蓋油）→顯影→固化→檢測
　　在所有孔都被塞滿的情況下，經(jīng)顯影液后，阻焊開窗面塞孔油墨會被顯影液沖洗掉而減少。顯影控制參數(shù)主要通過顯影時間來控制塞孔深度。在常規(guī)顯影時間80s 下，0.25 、0.3mm 孔可以沖掉0.5~0.6mm 深度的油墨，即露出銅的深度，而0.4 、0.5mm 孔可以沖掉0.6-0.8mm 深度的油墨。因此顯影是可以沖洗掉塞孔內(nèi)的部分油墨的。顯影時間延長和增加顯影次數(shù)可以沖掉孔內(nèi)更多的油墨，但相同的顯影時間或顯影次數(shù)孔徑小塞孔孔內(nèi)油墨難以沖掉，因為孔徑小顯影液不容易與油墨作用，所以孔內(nèi)油墨深度大，露銅部分少。
　　但是此種方法存在以下問題：由于孔內(nèi)的油墨未完全烘干，存在大量溶劑，而這些溶劑是不被顯影液溶解的，很容易造成油墨污染板面，且這些油墨不容易清理和發(fā)現(xiàn)，給生產(chǎn)帶來極大不便。在實際生產(chǎn)中，顯影時間是控制80－120s 之間，在這個時間內(nèi)不同孔徑能沖掉油墨不同，小孔徑能沖掉的油墨有限，如果客戶要求塞孔深度為50 ％（以2.4mm 板厚為例）很難達到。再者準(zhǔn)確性和均勻性難以控制。
　　3.2 塞孔參數(shù)控制深度
　　試驗流程：磨板→CS 塞孔→預(yù)烘→SS 曝光（17 級，塞孔鋁片作菲林）→絲印雙面→預(yù)烘→曝光（11 級，SS 開窗CS 蓋油）→顯影→熱固化。
　　平面塞孔機可以通過很多塞孔參數(shù)來控制深度，包括塞孔刀數(shù)、走刀速度、塞孔壓力等。主要規(guī)律有：塞孔刀數(shù)越少，塞孔量越少；塞孔走刀速越快，孔內(nèi)油墨越少；刮刀高度越高，即壓力越小，孔內(nèi)油墨越少；另外相同參數(shù)下，小孔徑孔內(nèi)油墨更少。在本試驗中往往需要調(diào)節(jié)多個參數(shù)才能使塞孔深度達到需要的要求。表1 列舉了在塞孔壓力比較小時，不同走刀速的塞孔效果。
表1 不同走刀速度下露銅深度（單位：mm）
走刀速度m/min  0.25mm  0.3mm  0.4mm
10  1.34  1.16  0.89
30  1.51  1.34  1.18
50  1.65  1.49  1.32
　　試驗結(jié)果是，由于孔內(nèi)在顯影前已曝光，顯影時板面干凈，同時塞孔的深度也可以得到很好的控制。從上表可以看出，對于0.25mm 的孔徑，露銅深度可達1.65mm ；而0.3mm 孔在1.49mm 左右；0.4mm 孔在1.32mm 范圍。圖4 為0.3mm 通過塞孔參數(shù)控制的PCB半塞孔金相照片。要想使孔內(nèi)油墨更少，可以使走刀速更快。另外可以調(diào)整氣源壓力、鋁片孔徑大小、刮刀角度等。
　　4 結(jié)論
　　第一種方法靠顯影沖洗掉部分孔內(nèi)油墨來達到塞孔深度控制，優(yōu)點是流程簡單、操作簡單，缺點是顯影時經(jīng)常有油墨污染板面；深度受顯影參數(shù)影響，生產(chǎn)中既要考慮控制深度，又要考慮板面的顯影的其他情況，很難同時達到最佳值；另外均勻性相對較差。第二種方法，流程長，制作相對復(fù)雜，在批量生前往往還需做首板來確認深度是否合適，但無需擔(dān)心顯影后板面被污染。兩種方法制作出塞孔孔內(nèi)油墨形狀圖?？梢钥闯鲋苯尤卓刂圃谙嗤纳疃认侣躲~的部分更多，有利于客戶的測試。在生產(chǎn)中作者認為應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)量合適的選擇兩種生產(chǎn)方法，并適當(dāng)調(diào)整，以節(jié)約成本和提高生產(chǎn)效率。