【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第61页
孔 可能会 造 成 某 些 表面 处理 （ 例： OSP 、 ImAg 、 ImSn ） 退 化，主要 原 因 为 是 在 固 化 导 通 孔遮蔽 材料时，表面 处理 受 到 热 暴露 。 这两 个 问题 在 决定使用导 通 孔 灌 淹 或加盖 时 必须 加 以 考虑 。 大部 分印制 电路 板 供 应 商 会在表面 处理 之前进 行导 通 孔 灌 淹 或遮蔽 。 目 前 IPC 标准 区 分 有 8 种 不同的 导 通 孔 堵塞 和 …
5.4.2 感光阻焊膜 感光阻焊膜可提供精确定
位，施加阻焊膜容易，能将电路板上的导线全
部覆盖，耐久性高且比干膜便宜。
感光阻焊膜既可网印也可用一种被称为帘幕式
淋涂的工艺施加。在此工艺中，印制电路板高
速穿过阻焊膜帘幕或瀑布。
感光阻焊膜与光敏聚合物液体一起可能含有溶
剂，如果溶剂加入到阻焊膜，可印刷液态的阻
焊膜。将溶剂在烘箱中烘干，之后以
非接触或
者接触的方式让阻焊膜暴露在紫外光线（UV）
下固化。（若未添加溶剂，液态阻焊膜100%会在
紫外线下反应）。非接触式方法需要平行光系统
以使液态膜中的衍射和散射最小，这使得此系
统十分昂贵。接触式方法不需要平行紫外线光
源，故系统价格相对便宜。
5.4.3 喷射式阻焊膜 已有一种可应用
在极密
节距元器件上的施加阻焊膜新技术。这种技术
使用数码喷墨打印机在印制电路板或其它基板
上印上阻焊膜层。这种阻焊膜材料可直接通过
数码数据和一组分辨率达到750DPI的喷墨打印
头喷涂于基板上。
与传统的四步工艺施加阻焊膜方式不同，这种
阻焊膜层仅需一步就可完成，此阻焊膜材料是
专门研发的可喷射式油墨，它是一种既可热固
化也可紫外固化的不可溶混合系统。
喷涂系统的一些优点是能在密节距连接盘之间
印刷狭窄隔离带以及能对阻焊膜厚度进行严格
控制。不足之处为终端用户必须对油墨做鉴定
而且目前仅有绿色的油墨可供使用。
5.4.4 阻焊膜涂覆时印制板对拼 板 胶 ⽚的对
位 任何表面贴装应用中，拼板单板间的对位
尤为关键。尤其当板子以联板形式制作以便于
组装工艺和产量提高时，板间对位尤为重要。
印制板厂商很自然会以 联 板 的 形式制作印制
板，而组装厂组装时
也想利用多板排列形式的
优点。
任何拼板中单板的定位和方向通常由印制板制
造商自由决定。制造商会优化拼板材料利用率
和按照使用材料可达成的公差条件来制造特定
的电路板。众所周知的是，有机材料易于发生
形变（例：膨胀和／或收缩）；因此，基于对材
料的知识和尺寸形变的预测，电路板制造商通
常会调整电路和阻焊膜底片以弥补材料拉伸或
收缩所带来的
误差，这种调整取决于电路、电
路板尺寸和所选阻焊膜材料的性质。
了解组装厂商通常会基于“分步重复”的工艺
来制造模板是重要的。“分步重复”是将某单板
上的要素重复匹配安排到拼板的其它单板中。
确认制造商所提供的 布线图能否精确 地提供
BGA上的连接盘图形与同拼板上的全部子板的
连接盘图形的关系是是至关重要的。组装阵列
的布置不一致会导致组装板焊膏印
刷时出现错
印。
5.4.5 导通孔保护
5.4.5.1 侵⼊孔 侵入孔的概念是允许阻焊膜上
连接盘但未对镀覆通孔进行填充。侵入孔在原
始的阻焊膜开窗大小的基础上调整使其略大于
导通孔大小。
此概念容许镀覆通孔的排气和清洁，提供了更
多的覆盖表面并增加了阻焊膜和铜环连接盘间
的附着力。它也可在连接盘和导通孔间提供更
大的网格
使得在返工拆除BGA时阻焊膜脱落最
小。
5.4.5.2 导通孔掩蔽、堵塞和填塞 导通孔掩蔽、
堵塞和填塞（导电或非导电）是用阻焊膜覆盖
或填充导通孔的技术。这些工艺有几个不同的
目的。导通孔掩蔽、堵塞或填塞通常用于再流
焊和波峰焊的印制板。在某些特定场合也推荐
使用导通孔掩蔽、堵塞或填塞，如板子上BGA
下面有外露的导通孔要过波峰焊时。这种担忧
基于这样的事实，当位
于主元件面的BGA的板子
经过波峰焊时，大量的热可通过导通孔传递，
这种热量是很显著的，因为BGA底部有非常高
的导通孔密度。BGA焊点可能会在波峰焊接时
出现再回流，在没有助焊剂的情况下焊点再回
流会产生冷焊或开路状况。
通孔 灌 淹 或遮蔽操作可以 在表面处理之后进
行。对于OSP和IMAg（浸银）表面处理，导通
孔遮蔽会在表面处理后进行，因为用于清
洗铜
表面的化学物质会被截留在导通孔盖周围。这
些残留的化学物质可能会破坏导通孔壁，导致
导通孔开路。然而，在表面处理之后遮蔽导通
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孔可能会造成某些表面处理（例：OSP、ImAg、
ImSn）退化，主要原因为是在固化导通孔遮蔽
材料时，表面处理受到热暴露。这两个问题在
决定使用导通孔灌淹或加盖时必须加以考虑。
大部分印制电路板供应商会在表面处理之前进
行导通孔灌淹或遮蔽。
目前IPC标准区分有8种不同的导通孔堵塞和遮
蔽方法，可见于图5-12。为保护导通孔 进行掩
蔽、
堵塞和填塞会对之后的组装过程产生直接
影响，认识到这一点是很重要的。
表5-4提供了导通掩蔽、堵塞和填塞的优点和缺
点。这些已知选项的选择取决于制造商和组装
厂的能力。为了避免组装复杂，各制程的参与
人员明白权衡这些选项是很重要的。
5.5 散热器结构整合（例：⾦属芯电路板）当
结构、散热或电气要求有规定时，一种传导限
制芯或金属芯可以植入有机基材中。此处推荐
将印制板线路层布置成相对于金属芯
中心对称
的形式，也可布置相对于金属芯非对称的结构
（例如：金属芯两侧有不同数量的层数）；但这
种情况下由于金属芯或限制芯两侧的膨胀会有
差异，穿过整个层叠结构的镀通孔的可靠性可
能会下降。（见图5-13）
采用非对称设计的一个原因是要将电气功能从
机械或散热功能中分开，但是由于材料热膨胀
的差异，这个优点可能会被在焊接操作中（或
在预定
作业环境中的热循环期间）的电路板变
形或翘曲所抵消。
在互连产品的背面添加额外的铜层可达到某些
补偿。额外增加的铜层会使膨胀系数略微增加
同时还增大了焊接的难度，这是因为此时需要
施加更多的热量以确保理想的焊点形成。但其
正面的作用是加强了热传导性。
5.5.1 层压顺序 如前所述，更理想的结构是电
路层相对于所选用的位于板中央的
金属芯呈对
称分布。这样做，各多层电路板可分开加工，
每个部分各自有独立的层压顺序。例如，一个
四层电路板可让通孔贯穿全部四层，这样可在
电路板芯两侧复制使用。
为了在选定且适用范围内满足机械限制，多层板
中的金属芯总厚度应约为电路板总厚度的25%。
限制芯板经常被使用的原因为金属芯层可以通
过显影、蚀刻然后连接至镀通
孔。更厚的中央
金属芯一定要是机加工的。一些研究表明双限
制金属芯电路板的热循环耐受度要优于单限制
金属芯电路板。
另一种结构要求有特殊限制芯板，它是在每个板
层完成后，通过将多层板粘接在厚金属芯的两
侧制成。之后这种复合板顺序经钻孔、电 镀和蚀
刻等工艺以在两板之间形成镀覆孔连接。应提
供相关附连板以测试此复
合结构的完整性。
5.5.2 热传递途径 金属芯板使组件的热量显
著增加，这可能会使预热焊接过程不得不在异
常的高温极限下进行。这些设计应该在定型前
对其所处的生产条件进行全面评估。观察到的
典型影响是层压板开裂、变色和较粗颗粒状纹
理焊料。元器件和散热平面间的热传递途径可
通过两种方法来实现，一为直接与散热平面相
连，二为通过
位于元器件底部的散热导通孔与
散热芯或散热平面相连。
表5-3 导通孔填塞/侵⼊对表⾯处理⼯艺影响评估
表⾯处理 掩蔽 灌淹 遮蔽堵塞侵⼊
HASL 可行 可行 可行 可行 可行
OSP 可行 不推荐 可行 可行 可行
EIG 可行 可行 可行 可行 可行
ImAg 可行 不推荐 可行 可行 可行
ImSn 可行 不推荐 可行 可行 可行
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单⾯ a 型双⾯b型
掩蔽导通孔（I型导通孔）+D240
采用干膜堵塞通孔，孔内无其他额外材料。可以应
用于任一面 （I 型-a）或 两 面都掩 蔽 （I 型-b）的
导通孔结构（IPC-4761, 图5-1）。
掩蔽及覆盖导通孔（II型导通孔）
用辅助覆盖掩膜材料覆盖在掩 蔽导通孔（I 型）
上的导通孔。材料可应用于任一面（II 型-a）或两
面都覆盖（II 型-b）的导通孔结构（IPC-4761,
图5-2）。
堵塞导通孔（III型导通孔）
允许材料部分渗透到孔内的导通孔。可从任一面
(III型-a)或双面(III型-b)施加材料的导通孔结构
（IPC-4761, 图5-3）。
堵塞及覆盖导通孔（IV型导通孔）
用辅助材料覆盖在III型导通孔上的导通孔。可从任
一面（IV型-a）或双面（IV型-b）施加堵塞和辅助
材料的导通孔结构（IPC-4761, 图5-4）。
填塞导通孔（V型导通孔）
将材料涂覆到导通孔内，旨在形成填满材料的孔
(IPC-4761, 图5-5)
填塞及覆盖导通孔（VI型导通孔）
用辅助覆盖材料（液 体或干膜阻焊膜）涂覆
在V型导通孔上的导通孔。可从任一面（VI型-a）
或双面（VI型-b）施加辅助材料的导通孔结构
（IPC-4761, 图5-6）
填塞及遮蔽导通孔（VII型导通孔）
用辅助金属化涂层覆盖在V型导通孔上的导通孔。
在孔的两面都有金属层。（IPC-4761, 图5-7）
部分填塞导通孔
插图显示的是导通 孔 被 非导体的 环氧树脂填塞
后再镀覆铜。这在 焊盘中 导 通 孔 的 应用很常见。
（IPC-4761, 图5-8）
图5-12 通孔堵塞⽅法
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