印制板导通孔阻焊处理方法研究

徐朝晨（四会富士电子科技有限公司，广东　肇庆　526236）

印制板导通孔阻焊处理方法研究

徐朝晨（四会富士电子科技有限公司，广东肇庆526236）

通过对印制电路板导通孔的阻焊处理方法的对比研究；找出不同处理方法的优点和不足。结合生产过程实践和客户要求，过孔阻焊处理方式的选用顺序如：半开窗、全开窗、开窗+阻焊塞孔；建议不采用盖孔处理方法。

导通孔；阻焊；印制电路板

1　前言

导通孔（过孔）是指非插件的金属化孔，仅起层间导通作用，孔径通常小于φ0.60 mm；过孔阻焊处理是指过孔及其对应的焊盘被阻焊油墨覆盖形式。

过孔阻焊处理导致的质量不良无法在线路板厂内检出，通常是实装后或使用过程中才会表现出来。过孔阻焊问题一旦表现出来，则是批量性的召回。

本文结合多年来的过孔阻焊处理生产实践，对不同的处理方法进行对比和研究。

2　过孔阻焊处理方法

过孔阻焊处理一般有四种方法：盖孔、塞孔、开窗、开窗+阻焊塞孔 。

2.1过孔盖孔

盖孔的模型如图1，孔两端被阻焊油墨覆盖。过孔盖孔的阻焊处理流程如图2。

图1　过孔盖孔示意图

图2　过孔盖孔阻焊处理流程

过孔盖孔的问题有两种情形：（1）一端通，一端闭，呈壶状；（2）两端皆通，孔内油墨散乱分布。

（1）一端通，一端闭，呈壶状：孔的一端被阻焊油墨盖死，另一端则有开口，成壶状形，液体易进难出。

形成一端通，一端闭的原因如图3：

形成一端通，一端闭的壶状，将会导致孔铜与被藏在孔内的药液等咬蚀直至断路，如图4。

（2） 两端皆通，孔内油墨散乱分布：孔的两端都未被阻焊盖死，油墨从孔口随机渗流进去或滴入孔内附着在孔壁后自然扩散、垂流，形成了很薄的阻焊层。薄层阻焊阻止了表面处理时镍金或锡层等的形成，薄层阻焊在后续的使用会脱落，致使该部分的孔壁铜裸露出来，见图5。

两端皆通的过孔盖孔形式，表面处理为化金时，化金的孔壁呈现金黄色，未化金的部分接近铜的颜色；其原因是孔壁被覆盖上了很薄的阻焊油墨层。薄层阻焊油墨在后续使用中遇湿气或药液浸泡即呈现随机性脱落，孔铜裸露出来，遭受侵蚀，最终出现孔铜断开。

当表面处理为热风整平工艺时，状况跟化金相似，存在薄层阻焊油墨的地方，上不了锡，这些地方在后续的使用中也将会出现薄层阻焊油墨随机脱落，孔铜被腐蚀。

当过孔孔径较大时（φ≥0.45 mm），盖在孔口两端的湿膜在重力作用下断开掉入或流入孔内，形成两端皆通的过孔盖孔形式。值得注意的是在阻焊油墨印刷时，A面和B面印刷是有先后顺序的，不是同时印刷，所以重力是起作用的。两端皆通，孔内油墨散乱分布的情形，也是会有孔铜被咬蚀的风险。

图3　一端通一端闭产生原因原理图

图4　孔铜被腐蚀后的截面图

图5　两端皆通过孔

不管是一端通一端闭还是两端皆通，盖孔一定会产生孔铜被腐蚀的现象，禁止采用盖孔工艺，否则将会产生极大的产品质量事故。

2.2过孔塞孔

塞孔有两种形式：阻焊塞孔和树脂塞孔，如图6所示。

图6　过孔塞孔示意图

过孔作塞孔处理，阻焊层数据处理与盖孔工艺一样，在过孔对应的位置，曝光底片无任何图形。但需增加一层塞孔层，用于制作塞孔用的网版或铝版。塞孔网版或铝版的下油点与过孔大小的关系，需根据工厂的工艺确定。

2.2.1阻焊塞孔

阻焊塞孔其加工流程如图7。

阻焊塞孔的理想效果如图8，油墨塞孔饱满，无裂缝。但在实际的生产中，难以保证所有的过孔都能达到这种效果。也就是说，无法保证100%的孔都是这样的水平。

阻焊塞孔工艺大多存在部分孔存在裂缝、空洞等现象，如图9。

图7　阻焊塞孔工艺流程图

图8　阻焊塞孔理想效果截面

阻焊塞孔存在裂缝或空洞等类似现象时，线路板在后续的贴装或使用中遭受冷热循环，会把孔铜拉断。而这种孔铜拉裂会呈现出时断时续的迹象，排除故障是非常困难的。

阻焊塞孔的危害：在遭受冷热冲击时，会拉裂孔铜，高要求的PCB禁止采用此工艺。

图9　阻焊塞孔出现孔内空洞及裂纹情况

2.2.2树脂塞孔

树脂塞孔其优点是能够均匀饱满，与孔铜结合良好，如图10。

图10　树脂塞孔截面图

树脂塞孔工艺是在完成塞孔后固化、研磨平整，研磨后的电镀视客户的具体要求而确定。

树脂塞孔整体效果不错，但加工困难：需要使用专用的油墨，为确保效果需要真空塞孔 ；塞孔后，需要用陶瓷辊进行研磨，把高出铜面的树脂磨平；流程长，成本高， 以6层板批量订单为例，树脂塞孔将导致成本增加20%以上。

树脂塞孔可有效解决盖孔和阻焊塞孔的致命缺陷，但成本高，采用要慎重。

2.3过孔开窗

过孔开窗有两种形式：（1）全开窗；（2）半开窗。如图11所示。

2.3.1过孔阻焊全开窗

对于全开窗，工程处理时，曝光照相底片用的挡点要比焊盘大。

分单边开窗比焊盘≥75 μm和＜75 μm两种情形进行讨论。如工厂加工精度较好，也可设为50 μm。

开窗单边≥75 μm，状况良好，推荐使用！

开窗单边＜75 μm时，存在一定的风险！ 部分焊盘在表面处理时未能正常喷上锡。由于加工精度的问题，焊盘与阻焊间非常接近，在焊盘和阻焊之间的细小缝隙中残留了药液，一点一点的往外渗出，污染铜面。慎重选用！

2.3.2过孔阻焊半开窗

过孔阻焊半开窗的理想状况是表面处理和阻焊油墨在焊环上交接，如图12。

图11　过孔阻焊全开窗和半开窗示意图

图12　过孔阻焊半开窗的理想情况

半开窗的工艺流程与全开窗的工艺流程一样，但半开窗的数据处理要求阻焊层数据开窗比过孔大，但比焊盘小。半开窗的推荐数值：比过孔大75 μm，比焊盘小50 μm。这样可避免阻焊进孔，又可避免阻焊油墨与焊盘非常接近。

过孔半开窗的优点如下：

（1）避免了前面提到的各种信赖性的风险。

①阻焊油墨搭到了焊盘上，避免在阻焊油墨和焊盘间形成一道藏污纳垢的小沟，有效保护焊盘的侧壁，同时也防止了小沟内藏的脏东西侧蚀焊盘甚至渗到焊盘上污染焊盘。

②阻焊油墨与孔保持了一定的距离，有效防止油墨进孔甚至堵孔，因油墨进孔或堵孔造成的孔铜被腐蚀的信赖性不良也随之消失了。

（2）成本较低，远远低于塞孔等工艺的成本。

（3）可有效提高产品良品率。

①阻焊油墨直接盖到焊盘上，可增加导电孔周围的阻焊桥宽度和增加导电孔周围的线路盖油宽度，提高线路板的信赖性，同时降低线路板的加工难度，提高良品率。

②半开窗工艺流程短，操作简单，减少了发生不良的机会，从而提高了产品的良品率。

半开窗，很好，强烈推荐！

2.4开窗+阻焊塞孔

开窗+阻焊塞孔其成本较树脂塞孔低，安全性比直接阻焊塞孔高，是处于两者之间的一个折中方案，如图13。

开窗+阻焊塞孔的工艺流程如图14。

开窗+阻焊塞孔的优点：（1）在表面处理后进

图13　开窗+阻焊塞孔示意图

图14　开窗+阻焊塞孔的工艺流程

行塞孔，油墨与孔壁相对独立，不会对孔壁造成拉扯；（2）从元件面往孔里塞并塞饱满，则元件面不会有药液残留；（3）安装时元件面朝上，则未塞孔的一端不会藏污纳垢；（4）孔壁铜被表面处理层所保护。注意：表面处理后塞孔，要防止塞孔和固化过程污染焊盘造成上锡不良。

开窗+阻焊塞孔适用例子：带BGA的基板，在表面处理后，可从BGA实装一侧塞孔。

3　结论

印制板过孔阻焊处理，不论是一端通一端闭还是两端通情况，均存在着容易造成孔内铜薄或孔内无铜的风险；而半开窗可避免阻焊进孔及阻焊油墨与焊盘非常接近，是理想的盖孔阻焊方法。

过孔阻焊处理方式的选用顺序如下：（1）半开窗；（2）全开窗；（3）开窗+阻焊塞孔；（4）树脂塞孔（高成本）；（5）阻焊塞孔（高可靠性基板禁用）；（6）盖孔（禁用）。

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徐朝晨，副总经理，从事PCB工艺技术研发及企业管理多年。

Study on the resist on PCB via hole

XU Zhao-chen

Resist clearance on via hole is important for quality of PCB. This paper studied on all kinds of resist clearance and found that the advantage and insuffciency is different. Based on productive process and requirement of customer， the used order is: half opening， all opening， opening with plug hole. Resist coverage on via hole is not recommend.

Via Hole； Solder Resist； PCB

TN41

A

1009-0096（2015）09-0018-05