CN114245578A - 一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法 - Google Patents

一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,该方法包括以下步骤:(1)阻焊前处理:在电路板上钻导通孔,在电路板上布建金属铜层;(2)塞孔:在导通孔内塞满阻焊剂;(3)阻焊层制作:电路板导通孔外制作阻焊层;(4)阻焊固化:加热固化阻焊剂;(5)对固化后的电路板进行表面处理,完成电路板阻焊塞孔加工。与现有技术相比,本发明通过正交试验寻找到最佳作业参数,有效解决高厚径比塞孔孔口发白起泡的问题,工艺制备能力显著提高。

Description

一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法
技术领域
本发明涉及阻焊塞孔加工控制领域,具体涉及一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法。
背景技术
电路板上的导通孔主要用于层与层间的导通,过去对其的阻焊制作没有特殊要求,但随着电子产品向“轻、薄、短、小”方向发展,PCB密度也越来越高,特别是BGA(球栅阵列)、SMT(表面贴装)、QFP(四边扁平封装)等封装技术的发展,客户在贴装元器件时提出了对导通孔(ViaHole)塞孔要求,导通孔采用阻焊塞孔主要有以下作用:
1、防止PCB板在插装元件后波峰焊时,锡从导通孔贯穿至件面导致短路;2、可以有效解决焊接过程中助焊剂残留在导通孔的问题,提高产品安全问题;3、客户元件装配完成后在测试机上形成真空负压状态;4、预防表面锡膏流入孔内造成虚焊、影响装贴;5、杜绝导通孔内产生锡珠、避免PCB过回流焊时锡珠弹出造成短路。
另外印制板塞孔掉油区域普遍存在油墨发白现象,用3M胶带对发白区域进行油墨附着力测试,即出现不同位置油墨脱落,取切片对发白区域进行观察,确认在塞孔孔口处表面油墨与铜层出现了分层,形成未被油墨覆盖的封闭区域。光线透过此区域对应的表面油墨,目视即出现了油墨发白现象,同时表面油墨也失去了附着面,受到机械力会出现脱落。
由于此现象都岀现于塞孔板,发现时已固化,无法返工,几乎全部报废处理,如不能快速改善杜绝,对质量、进度、生产成本带来很大影响;为此需尽快研发解决阻焊塞孔孔口发白阻焊剥离掉油的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,该方法包括以下步骤:
(1)阻焊前处理:在电路板上钻导通孔,在电路板上布建金属铜层;
(2)塞孔:在导通孔内塞满阻焊剂;
(3)阻焊层制作:电路板导通孔外制作阻焊层;
(4)阻焊固化:加热固化阻焊剂;
(5)对固化后的电路板进行表面处理,完成电路板阻焊塞孔加工。
进一步地,所述的电路板厚度不大于3mm,导通孔的直径不大于0.3mm。
进一步地,所述的铜层粗糙度为1.0-2.0μm,优选1.5-2.0μm。
进一步地,所述的阻焊剂为液态感光油墨。
进一步地,所述的液态感光油墨包括太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨或海田HSR-200HP02塞孔油墨。
进一步地,阻焊层的制作具体包括以下步骤:
丝网印刷:采用丝网印刷的方式将阻焊剂均匀铺设在电路板表面;
将阻焊剂进行预烤,防止阻焊剂发粘;
曝光显影,洗除未曝光部分,完成阻焊层的制作;
进一步地,所述预烤的温度不超过75℃,时间不超过40min。
进一步地,加热固化在正常塞孔或过孔盖油时的参数为:65℃×60min+85℃×60min+100℃×40min+120℃×30min+150℃×60min。
进一步地,加热固化在零距离塞孔、盘中孔盖油、盘中孔塞孔或过孔塞孔时的参数为:(60-70)℃×(60-100)min+(80-90)℃×(80-120)min+(95-105)℃×(40-60)min+(115-125)℃×(30-40)min+(145-155)℃×(50-70)min。
进一步地,当电路板厚度小于2.0mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(60-70)min+(80-90)℃×(80-100)min+(95-105)℃×(40-50)min+(115-125)℃×(30-35)min+(145-155)℃×(50-70)min;
当电路板厚度不小于2.0mm,且小于2.5mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(75-85)min+(80-90)℃×(110-120)min+(95-105)℃×(40-50)min+(115-125)℃×(30-35)min+(145-155)℃×(50-70)min;
当电路板厚度不小于2.5mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(80-100)min+(80-90)℃×(110-120)min+(95-105)℃×(55-60)min+(115-125)℃×(36-40)min+(145-155)℃×(50-70)min。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明评估不同厂家的阻焊塞孔油墨对阻焊塞孔孔口发白的影响,进一步确认不同品牌塞孔油墨的树脂含量大小以及对塞孔孔口发白的影响度,最终发现,使用太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨因其树脂含量高于海田HSR-200HP02塞孔油墨,即同样的孔使用PSR-4000PF9HF塞孔产生的挥发的物质要比HSR-200HP02塞孔少,从而减少孔口发白的机率;
(2)本发明优化后阻焊固化参数根据板厚不同对低温参数分别做了延长,使挥发物质在低温段充分的挥发出来,避免高温段一下挥发出来造成孔口发的机率;
(3)本发明评估针对阻焊前处理对铜面的处理效果对塞孔孔口发白的影响,并研究提供有效的管控方案,发现阻焊粗糙度大小影响阻焊与铜面的结合力,进而影响塞孔孔口发白;
(4)本发明通过正交试验寻找到最佳作业参数,有效解决高厚径比塞孔孔口发白起泡的问题,工艺制备能力显著提高。
附图说明
图1为本发明生产过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,该方法包括以下步骤:
(1)阻焊前处理:在电路板上钻导通孔,在电路板上布建金属铜层;电路板厚度为3mm,导通孔的直径不大于0.3mm。铜层粗糙度为1.0-2.0μm,优选1.5-2.0μm。面积约为1dm2
(2)塞孔:以盘中孔盖油的方式,在导通孔内塞满阻焊剂;阻焊剂为液态感光油墨。液态感光油墨包括太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨或海田HSR-200HP02塞孔油墨。
(3)阻焊层制作:电路板导通孔外制作阻焊层;具体包括以下步骤:
丝网印刷:采用丝网印刷的方式将阻焊剂均匀铺设在电路板表面;
将阻焊剂进行预烤,防止阻焊剂发粘;预烤的温度不超过75℃,时间不超过40min。
曝光显影,洗除未曝光部分,完成阻焊层的制作;
(4)阻焊固化:加热固化阻焊剂;
加热固化的参数为:(60-70)℃×(60-100)min+(80-90)℃×(80-120)min+(95-105)℃×(40-60)min+(115-125)℃×(30-40)min+(145-155)℃×(50-70)min。
电路板厚度小于2.0mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(60-70)min+(80-90)℃×(80-100)min+(95-105)℃×(40-50)min+(115-125)℃×(30-35)min+(145-155)℃×(50-70)min;
当电路板厚度不小于2.0mm,且小于2.5mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(75-85)min+(80-90)℃×(110-120)min+(95-105)℃×(40-50)min+(115-125)℃×(30-35)min+(145-155)℃×(50-70)min;
当电路板厚度不小于2.5mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(80-100)min+(80-90)℃×(110-120)min+(95-105)℃×(55-60)min+(115-125)℃×(36-40)min+(145-155)℃×(50-70)min。
(5)对固化后的电路板进行表面处理,完成电路板阻焊塞孔加工。
实施例1
本实施例中,使用太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨,铜面粗糙度Rz=1.0-1.5μm,加热固化的参数为:65℃×100min+85℃×120min+100℃×60min+120℃×40min+150℃×60min,最终孔口发白点数仅有1个点。
实施例2
本实施例中,使用太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨,铜面粗糙度Rz=1.5-2.0μm,加热固化的参数为:65℃×85min+85℃×100min+100℃×40min+120℃×30min+150℃×60min,最终孔口发白点数有5个点。
实施例3
本实施例中,使用海田HSR-200HP02塞孔油墨,铜面粗糙度Rz=1.0-1.5μm,加热固化的参数为:65℃×85min+85℃×100min+100℃×40min+120℃×30min+150℃×60min,最终孔口发白点数有12个点。
实施例4
本实施例中,使用海田HSR-200HP02塞孔油墨,铜面粗糙度Rz=1.5-2.0μm,加热固化的参数为:65℃×100min+85℃×120min+100℃×60min+120℃×40min+150℃×60min,最终孔口发白点数有6个点。
为了区别影响阻焊塞孔孔口发白的因素的显著程度大小;选取重要的塞孔油墨类型、前处理对铜面粗糙度、阻焊固化参数三因素做DOE分析;具体三因素对应的二水平如下
A因素:塞孔油墨类型;二个水平分别为1、太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨;2、海田HSR-200HP02塞孔油墨;
B因素:铜面粗糙度/Rz;二个水平分别为1、1.0-1.5μm;2、1.5-2.0μm;
C因素:阻焊固化参数;二个水平分别为1、按板厚优化的加热固化参数;2、未分板厚烘烤加热固化参数
具体而言,未分板厚的加热固化参数如下:
Figure BDA0003379153230000051
按板厚更新过的阻焊固化参数如下:
Figure BDA0003379153230000061
正交表如下:
Figure BDA0003379153230000062
根据以上正交表转换成4组试验的作业条件如下:
Figure BDA0003379153230000063
从以上正交表上R值可以看出各因素对塞孔孔口发白影响显著作用大小依次为:油墨型号>阻焊固化参数>铜面粗糙度。
从以上正交表上K值可以看出:最优生产条件为A1C1B2;即现场使用太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨;按板厚优化过的参数烘烤;阻焊前处理粗糙度Rz控制在1.5-2.0μm;这个生产参数对改善塞孔孔口发白问题改善最有效。
实施例5
本实施例中,使用太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨,铜面粗糙度Rz=1.5-2.0μm,加热固化的参数为:65℃×100min+85℃×120min+100℃×60min+120℃×40min+150℃×60min,最终孔口发白点数几乎没有。
由此可见,本发明针对高厚径比阻焊塞孔孔口起泡的控制方法,在保证板厚为3.0mm,塞孔孔径0.3mm时,可以保证阻焊塞孔品质良好,塞孔孔口没有塞孔孔口发白起泡问题。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)阻焊前处理:在电路板上钻导通孔,在电路板上布建金属铜层;
(2)塞孔:在导通孔内塞满阻焊剂;
(3)阻焊层制作:电路板导通孔外制作阻焊层;
(4)阻焊固化:加热固化阻焊剂;
(5)对固化后的电路板进行表面处理,完成电路板阻焊塞孔加工。
2.根据权利要求1所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,所述的电路板厚度不大于3mm,导通孔的直径不大于0.3mm。
3.根据权利要求1所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,所述的铜层粗糙度为1.0-2.0μm。
4.根据权利要求1所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,所述的阻焊剂为液态感光油墨。
5.根据权利要求4所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,所述的液态感光油墨包括太阳PSR-4000PF9HF塞孔油墨或海田HSR-200HP02塞孔油墨。
6.根据权利要求1所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,阻焊层的制作具体包括以下步骤:
丝网印刷:采用丝网印刷的方式将阻焊剂均匀铺设在电路板表面;
将阻焊剂进行预烤,防止阻焊剂发粘;
曝光显影,洗除未曝光部分,完成阻焊层的制作。
7.根据权利要求6所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,所述预烤的温度不超过75℃,时间不超过40min。
8.根据权利要求1所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,加热固化在正常塞孔或过孔盖油时的参数为:65℃×60min+85℃×60min+100℃×40min+120℃×30min+150℃×60min。
9.根据权利要求1所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,加热固化在零距离塞孔、盘中孔盖油、盘中孔塞孔或过孔塞孔时的参数为:(60-70)℃×(60-100)min+(80-90)℃×(80-120)min+(95-105)℃×(40-60)min+(115-125)℃×(30-40)min+(145-155)℃×(50-70)min。
10.根据权利要求9所述的一种有效控制孔口发白的电路板阻焊塞孔加工方法,其特征在于,当电路板厚度小于2.0mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(60-70)min+(80-90)℃×(80-100)min+(95-105)℃×(40-50)min+(115-125)℃×(30-35)min+(145-155)℃×(50-70)min;
当电路板厚度不小于2.0mm,且小于2.5mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(75-85)min+(80-90)℃×(110-120)min+(95-105)℃×(40-50)min+(115-125)℃×(30-35)min+(145-155)℃×(50-70)min;
当电路板厚度不小于2.5mm时,加热固化的参数为:(60-70)℃×(80-100)min+(80-90)℃×(110-120)min+(95-105)℃×(55-60)min+(115-125)℃×(36-40)min+(145-155)℃×(50-70)min。
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