崔小超 鄒金龍 李香華

（深圳崇達多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

0 前言

隨著信息化產(chǎn)業(yè)的不斷推動，數(shù)字信號傳輸?shù)乃俣仍絹碓娇?，頻率越來越高，以及大功率功放器的運用，傳統(tǒng)設(shè)計的PCB板已經(jīng)不能滿足這種高頻電路的需求。一些技術(shù)領(lǐng)先的交換機生產(chǎn)企業(yè)越來越重視對于信號的完整性傳輸研究，且已證明PTH（鍍通孔）無用孔銅部分有著重大影響，背板產(chǎn)品根據(jù)需求產(chǎn)生，使用背鉆技術(shù)去除這部分孔可以降低成本滿足高頻、高速的性能。但過電性質(zhì)的背鉆孔長期暴露在空氣中易氧化，在封裝過程中可能流入錫膏影響信號傳輸，于是客戶就提出了對背鉆孔樹脂塞孔的要求。

背鉆產(chǎn)品為我公司今年重點研發(fā)產(chǎn)品，客戶要求背鉆孔使用樹脂塞孔工藝，我公司在研發(fā)背板產(chǎn)品在樹脂塞孔流程時，背鉆孔塞樹脂經(jīng)高溫后出現(xiàn)孔口爆孔問題，導致背鉆孔孔口樹脂凹陷。文章研究重點為針對背鉆孔孔口爆孔現(xiàn)象，對影響背鉆孔孔口爆孔的各種因素進行分析驗證，找出了影響背鉆孔樹脂塞孔孔口爆孔的主要原因，通過驗證后最終解決了背鉆孔塞樹脂后孔口爆孔問題。

1 原因分析

1.1 爆孔和氣泡對比

外觀對比：如圖1（a）所示，對爆孔缺陷板從外觀分析爆孔位置周圍呈明顯的發(fā)白，有明顯的凹陷；對氣泡缺陷板從外觀分析氣泡位置平滑。

切片對比：如圖1（b）所示，爆孔位置從背鉆與通孔交界位置開始形成爆孔，爆孔位置大且不規(guī)則，并在通孔位置未出現(xiàn)氣泡問題；氣泡位置不在背鉆與通孔交界位置，氣泡小且規(guī)則，在通孔位置未見氣泡。

1.2 塞孔印刷試驗

針對產(chǎn)品缺陷對絲印機、塞孔面向、印刷方式進行對比驗證。其中在制板塞孔前均不烘烤，印刷后固化參數(shù)均為75 ℃×30 min＋100 ℃×30 min＋150 ℃×30 min，驗證結(jié)果見表1所示。通過對絲印機、塞孔面向、印刷方式進行對比都存在氣泡和爆孔問題，證明背鉆孔孔口爆孔與此三項影響因素都沒有直接的關(guān)系。

表1 不同絲印機、塞孔面向、絲印方式對比試驗結(jié)果表

1.3 因子尋找

進一步對缺陷板分析和查找原因，發(fā)現(xiàn)所有爆孔位置有明顯的應(yīng)力痕跡，懷疑背鉆孔有水或者其他物質(zhì)，在樹脂塞孔高溫固化過程中對樹脂油墨形成沖擊導致爆孔問題的產(chǎn)生。因此考慮塞孔前高溫烘烤溫度、塞孔前高溫時間、塞孔油墨凝固溫度前低溫時間，對幾個因子進行組合試驗。

2 試驗過程及結(jié)果

2.1 正交試驗設(shè)計

根據(jù)背鉆板樹脂塞孔流程、樹脂塞孔油墨特性，定下了如下影響因素：

（1）塞孔前高溫烘烤溫度：考慮孔內(nèi)氣體、板材氣體釋放問題。由于板材Tg為150 ℃，因此高溫時溫度按Tg＋0、Tg＋10 ℃、Tg＋20 ℃進行設(shè)計；

（2）塞孔前高溫時間：考慮氣體揮發(fā)的時效性，烤板時間按照2 h、4 h進行設(shè)計；

（3）樹脂固化時間：我公司現(xiàn)在使用樹脂產(chǎn)品為三榮樹脂PHP 900 IR-6P，樹脂凝固溫度為100 ℃，考慮氣泡在塞孔過程中的釋放過程，采用延長低溫時間、直接高溫固化進行試驗設(shè)計。

具體試驗設(shè)計影響因素如表2所示。本試驗過程中使用的是三榮專用樹脂塞孔油墨PHP 900 IR-6P。

表2 背鉆孔樹脂塞孔爆孔影響因素表

根據(jù)上述影響因素，設(shè)計3因子3水平的試驗，全因子試驗組合為27組，根據(jù)田口試驗，將試驗優(yōu)化到9組試驗，具體見表3所示。

表3 背鉆孔樹脂塞孔爆孔試驗設(shè)計表

每種試驗方案設(shè)計10 PNL產(chǎn)品，共計90 PNL產(chǎn)品。試驗采用評分原則對本次試驗組合進行評比，采用良率的方式進行對比，良率越高，試驗效果越好（本試驗為望大特性）。

2.2 試驗結(jié)果

根據(jù)上述試驗設(shè)計，背鉆孔樹脂塞孔測試結(jié)果如表4所示。表中A代表塞孔前烤板溫度、B代表塞孔前烤板時間、C代表高溫固化參數(shù)。

表4 背鉆孔樹脂塞孔爆孔試驗結(jié)果表

2.3 試驗小結(jié)

綜合上述試驗結(jié)果可以得出以下結(jié)論。

（1）試驗六、試驗八兩個組合試驗的合格率為100%，滿足測試要求。

（2）通過試驗計算可以看出，樹脂塞孔前高溫烤板和樹脂塞孔固化參數(shù)影響波動較大，溫度每變化10 ℃都會有顯著變化，樹脂塞孔前溫度時間達到2 h后的變化開始變?。ㄈ鐖D2所示）。

（3）通過試驗計算，得到的最優(yōu)組合是塞孔前高溫170 ℃×4 h、塞孔后直接按照高溫固化150 ℃×30 min為最佳條件。但考慮到試驗組合八中，高溫時間2 h就可以滿足要求，后續(xù)直接選用試驗八組合開始小批量制作，小批量制作的產(chǎn)品均未發(fā)現(xiàn)孔口氣泡和爆孔問題，品質(zhì)合格。

3 結(jié)論

通過以上試驗表明，在樹脂塞孔前高溫烤板170 ℃×2 h可以有效地解決爆孔問題，說明在樹脂凝膠過程中孔內(nèi)有氣體釋放，導致出現(xiàn)爆孔問題。造成此問題的主要原因有以下兩點：

（1）板材本身在高溫固化過程中釋放氣體，由于背鉆位置的銅被蝕掉，板材內(nèi)的氣體從背鉆位置開始釋放，導致爆孔現(xiàn)象發(fā)生；

（2）由于背鉆工藝中有退錫流程，有藥水殘留，導致在高溫過程中發(fā)生分解產(chǎn)生氣體，導致爆孔現(xiàn)象發(fā)生。

隨著樹脂塞孔工藝的不斷發(fā)展，越來越多的產(chǎn)品會用到樹脂塞孔工藝，出現(xiàn)的問題也越來越多，只有從實際的問題缺陷進行分析，通過不斷摸索提升，才能找到適合自己公司的工藝條件，提升樹脂塞孔的工藝能力。文章難免有不足或謬誤之處，望同行給予批評指正，為行業(yè)發(fā)展共同努力。