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印刷电路板/PCB上树脂堵塞过孔和阻焊过孔的目的、工艺及区别

Jan 04
来源:

树脂堵塞和焊锡掩膜是印刷电路板 (PCB) 制造中过孔处理非常常见且重要的工艺。它们是两种不同的过孔处理方法,在用途、工艺和应用场景方面存在显著差异。


本文将从多个角度进行详细的比较和解释。


核心概念:

树脂填充过孔:主要目的是防止焊接过程中焊膏从过孔中流出,从而避免短路、冷焊点或过孔开口处焊盘凹陷等问题。这是一种功能性的内部填充工艺,通常用于BGA(球栅阵列)封装区域的过孔。


阻焊过孔:主要目的是防止助焊剂和其他污染物残留在过孔内,并保持电路板表面平整,便于安装。这是一种表面处理和阻焊工艺。通常用于非布线区域的螺丝孔、定位孔或普通过孔。


详细对比:

特性:树脂堵塞过孔、焊锡掩膜过孔

比较树脂堵塞阻焊层
核心目的防止焊锡短路,避免焊锡球通过过孔流到 BGA 区域的背面。确保电气可靠性。保持电路板表面平整,防止污染,并满足客户对外观和清洁度的要求。
流程位置通常在内层电路制造完成后、层压之前,或层压完成后、外层电路制造之前进行。这是PCB制造过程中的一个中间工序。在电路板外层电路蚀刻之后、表面处理(例如镀锡或浸金)之前进行。这是PCB制造的最后一个阶段。
材料一种具有良好流动性、固化后收缩率低、热稳定性高的特种环氧树脂。普通的阻焊油墨,也称为“绿油”,与电路板上的阻焊层是同一种材料。
流程图1. 钻孔
2. 树脂填充(印刷或真空填充)
3. 烘烤固化
4. 研磨抛光(去除多余树脂以使表面光滑)
5. 继续进行后续层压/电路制造
1. 完成所有电路和钻孔
2. 印刷阻焊油墨(同时覆盖过孔和表面)
3. 预烘烤
4. 曝光和显影(使焊盘曝光)
5. 最终固化
表面状况经过堵塞和打磨后,表面非常光滑,可以与铜表面完全齐平,便于后续焊盘的制造。表面有轻微凹陷(油墨固化过程中收缩),呈凹形。垫片不能放置在此表面上。
电击填充后,孔洞不再导电(除非专门设计使用导电树脂)。过孔的导电性保持不变;过孔内壁仍然镀铜,从而保持导电性。
成本非常高。由于增加了树脂填充和研磨这两个复杂的工序,因此工艺要求极高。成本极低。这只是标准阻焊工艺中的一个间接步骤,几乎不会产生额外成本。
主要应用场景1. BGA 下方的过孔(至关重要)
2. 需要焊盘到焊盘过孔设计的过孔
3. 高密度互连板,防止短路
4. 需要高可靠性的产品:
1. 非金属螺丝孔/定位孔;
2. 客户明确要求防止污染物污染的普通通孔
;3. 对电路板清洁度有严格要求的产品。


如何选择?

1. 位置和功能:

如果过孔位于 BGA 焊盘上或非常靠近 BGA 焊盘,则必须进行树脂堵塞;否则,在 SMT 焊接过程中可能会发生短路。

如果过孔位于非布线区域,且仅用于美观或防止污染,则阻焊层堵塞就足够了。


2. 设计要求:

如果设计涉及焊盘到焊盘的过孔(即过孔位于焊盘中心),则需要进行树脂堵塞和打磨,以便进行焊盘放置和焊接。

如果只是一个简单的通孔,则无需焊接,并且焊锡掩膜是可选的(取决于 PCB 制造商的标准)。


3. 成本预算:

树脂堵塞会显著增加PCB制造成本和交货周期。除非绝对必要,否则应避免使用。


常见误解:

误区一:焊锡掩膜可以防止BGA短路吗?

● 不行!阻焊层是孔内的一层薄薄的涂层,其表面凹陷。高温焊接时,熔化的焊膏很容易穿透这层阻焊层流入孔内,导致焊点不牢固或因焊料渗入背面而造成短路。


误解二:树脂堵塞的过孔还能导电吗?

● 标准树脂封堵后,过孔内填充绝缘树脂,上下层之间不再通过该孔进行导电。如果该孔用于层间导电,则必须确保在封堵前过孔壁已正确金属化,并且树脂仅填充过孔而不损坏铜镀层。有时会采用“盖孔”设计,即仅用树脂密封过孔的两端,中间保持空心导电。然而,这种工艺更为复杂。


误区三:你能通过外表直接识别它们吗?

在成品板上,通过观察可以识别出它们:

●树脂堵塞的过孔:过孔开口平坦,树脂材料可见(颜色可能与阻焊层不同,或者如果在研磨后进行镀铜,则可能呈现铜色)。

● 阻焊层过孔:过孔中心有一个明显的圆形凹陷,颜色与周围的阻焊层相匹配。


概括:

●树脂填充过孔:功能性填充,解决电气可靠性问题(防止短路),成本高,工艺复杂。

● 阻焊过孔:表面阻焊层,解决外观和清洁问题,成本低,简单方便。


在设计PCB时,必须与PCB制造商沟通,明确过孔的位置和功能,并明确过孔封堵或掩膜要求,以确保PCB的可靠性并控制成本。在BGA封装领域,树脂封堵通常是强制性的工艺要求。


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