焊盘插孔或电镀工艺及其对 PCB 孔尺寸的影响

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There are several reasons for the need to plug printed circuit board (PCB) holes. Some of the most commonly seen reasons include: properly tenting or covering the via with soldermask (isolation), to prevent entrapment (solder, chemistry, flux), to prevent solder starvation (wicking of solder in the hole/surface mount technology (SMT) placement directly on via), and for thermal or electrical purposes.

The latter two reasons are often referred to as via-in-pad or via-in-pad plated over, and the key distinction between the two is whether or not a cap plate of copper is required over the filled via. If you don’t need to solder directly to the filled via, then via-in-pad is usually adequate.

Via-In-Pad Or Via-In-Pad Plated Over

多年来,由于不需要焊盘内通孔或焊盘内通孔电镀,因此可以用阻焊掩模或堵孔掩模堵塞通孔。随着元件封装变得越来越复杂,防止焊料不足(以及出于热或电气目的)开始发挥作用,这改变了今天通常的通孔堵塞方式。由于 “焊盘内通孔 “和 “焊盘内通孔电镀 “工艺能满足前面提到的所有原因,因此我们只重点讨论这两种工艺。

我们的通孔填充工艺包括以下步骤:

钻孔
除胶和化学镀铜
按照规格(通常为 1 密耳)在孔上镀铜
填孔
与面板表面平齐
用铜盖板(仅在焊盘上镀有通孔时)

钻孔工艺

可填充孔的直径范围取决于印刷电路板的整体厚度。为便于讨论,我们假设标称的印刷电路板厚度为 0.062″。你想堵的最大孔是 0.028 英寸(长宽比为 2:1)。如果大于这个尺寸,就很难在通孔填充中不出现明显的空洞。最小直径为 6 密耳(纵横比为 10:1),电镀后需要填充 0.004 英寸的孔,这就很难做到。通常,我们看到的孔径范围在 0.008″ 到 0.012″ 之间(5~8:1 的纵横比最为理想)。

去污/无电镀铜工艺

除胶工艺可轻微地破坏或去除环氧树脂。这是在 FR4 上钻孔时常用的一种工艺。其他材料可能会有不同的处理方法,但去污是去除涂抹物(即环氧树脂)的常见工艺。至于填充孔,则是用来为无电解铜的上下表面进行预处理。

电解铜板

为了增加铜的厚度以满足电镀通孔的规格要求,需要在孔上电镀铜。这可以通过在表面使用干膜抗蚀剂有选择地镀到孔上,也可以镀到整个面板上。通常情况下,这两种工艺相结合,因为如果全部采用面板镀铜,PCB 表面上的铜会过多。

如何填孔

不同的制造商有不同的做法。如果没有先进的设备,填充的方法就是丝网印刷。大概在十年前,我们就是这样做的。后来,我们投资了一种更自动化的方式和更好的灌装方式,那就是气动灌装。

它是密封的,不允许空气进入工艺流程。我们用一管不导电的环氧树脂,以气动方式压入孔中。这个过程也可以在真空状态下进行,但通常不需要通过孔进行填充。

平面度和平面化工艺

这里的关键是相对于铜表面的非导电通孔填充高度。这方面的术语有两种:凹陷或凹坑。凹陷是指非导电通孔填充物超过铜的高度。凹陷是指不导电通孔填充物在铜表面下有轻微凹陷。

在 IPC-6012 和 6018 中,他们都提到了这一点,即哪些是可接受的,哪些是不可接受的。我们很少看到凹痕,更常见的是轻微的凹陷,允许的凹陷量最多为 3 密耳。如果需要在焊盘上镀通孔,我们会在通孔上镀铜。

总结

如果您的电路板设计需要填充通孔,请务必将以下信息告知 PCB 制造商。让他们知道需要填充的具体直径,了解是非导电填充还是导电填充(最常见的是非导电填充,同时也要注意导电填充通孔的价格非常昂贵)。我们 95% 使用的产品是 Sanei PHP-900 IR10F。此外,还要了解:它们是否需要镀帽。

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