IPC-7093 CN 2011 底部端子元器件(BTC)设计和组装工艺的实施.pdf - 第55页
以 下 是 各 种 导 通孔填充方法 的定义，包 括 四个 基 本的概 念： • 盖 导 通孔 － 被 干膜阻 焊 膜覆盖 的导 通孔 ； 这 导 通孔 里没 有任何 填充 。 当 导 通孔两边 被 遮 盖 的 时 候 ，会有气 体 残 留 在 孔 内的 问题 ，经过大量 焊接时会 膨胀 。 当 只 遮 盖 一 边 时，在组装过程 中会有 化学物 残 留 在 孔 内的 问题 ， 尤 其 当 使用 活 性 强 的 助 焊 剂 时。 • 灌…
他们对材料的了解预估尺寸变化的变动，通常
依照线路板、板子尺寸和所选具体材料性质，
来调整底片以补偿材料的伸缩。
重要的是要了解组装公司常基于“分步重复”
的原理制作模板，这是将单板上的元器件重复
地与分板的安排匹配。这是至关重要的，确认
板子制造商所使用的布线图能精确提供BTC的
焊盘图形与同一面板上所有其它子板上焊盘图
形的关系。组装拼板的位置不一致会导致在表
面组装过程中的焊膏印刷
时的错印。
5.4.4 导通孔保护
5.4.4.1 侵⼊孔 侵入孔这个概念是指允许阻焊
膜覆盖在焊盘上，但是没有填充镀通孔。侵入
孔采用阻焊膜开窗并调整它的大小刚好比导通
孔的尺寸稍大一点。
这个概念允许任何排气或镀通孔清洗，以保证
更多的表面覆盖和增加阻焊膜与圆形铜环间的
粘合力。同时也在焊盘和导通孔之间提供一个
大的网络，这应该最小化去除在BTC元器件维
修拆除时产生
的阻焊膜，见图5-5。
5.4.4.2 导通孔填充 导通孔的填充、加盖、淹
没、遮盖和堵塞(导电或不导电的)是一些制程
名称，这些制程是使用不同的材料来覆盖或填
充导通孔的涂敷技术。目前保护导通孔所使用
的材料包括标准液态感光和非感光阻焊膜、干
膜阻焊膜、特别配方的塞孔油墨、导电油墨、
液态电介质材料甚至是其它PCB结构中不使用
的材料。
导通孔结构的保护
工艺有不同的目的。填充导
通孔通常用在同时有再流焊接和波峰焊接的板
子上。导通孔填充在某些规定的情况下也推荐
使用，比如BTC元器件下面有外露导通孔但要
过波峰焊的板子。值得关注的事实是，当正面有
BTC元器件的板子过波峰焊的时候，大量的热
量会由导通孔来传导。这热量是非常大的，因
为一些BTC元器件下方有高密度的导通孔。
IPC-4761里有 阐 述导通孔保护的三种基本特
性。第一种就是突起孔，也就是导通孔被用材
料堵塞或填充，填充物
超出孔口表面形成一个
突起的形状。第二个是填充面是一个凹面，堵
塞或填充孔的时候，堵塞或填充材料低于孔口
表面，形成一个凹面形状。最后一个平面孔，
就 是 将 超出孔口的过量的堵塞或填充材料清
除，与孔口形成一个共同平面。见图5-6。
IPC-7093-5-5-cn
图5-5 导通孔焊盘⽆阻焊膜和有阻焊膜侵⼊的⽐较
ᐢ䫫ᆄᒦᐢ⭥䭰Ⲵ䙊ᆄ
䱫✺㟌㾶ⴆ൘䙊ᆄ✺ⴈк
䙊ᆄ✺ⴈཆᖒ
图5-6 平⾯和盖导通孔保护举例
IPC-7093-C 2011年3月
42
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---
以下是各种导通孔填充方法的定义，包括四个
基本的概念：
• 盖导通孔－被干膜阻焊膜覆盖的导通孔；这导
通孔里没有任何填充。当导通孔两边被遮盖的
时候，会有气体残留在孔内的问题，经过大量
焊接时会膨胀。当只遮盖一边时，在组装过程
中会有化学物残留在孔内的问题，尤其当使用
活性强的助焊剂时。
• 灌淹导通孔－用湿感光(LPI)阻焊膜灌淹的导
通孔；导 通孔
部 分 被 填充或孔壁被阻焊膜覆
盖。这工艺可以通过使用真空工作台来改良。
• 堵塞导通孔－涂覆阻焊膜之前要完成的一个附
加的操 作 ，即导通孔用导电或非导电材料填
塞。
• 填充导通孔－用材料填充导通孔，形成一个材
料完全渗透和密封的孔。
• 金属化封盖导通孔－是二次操作给导通孔提供
一个金属覆盖，这金属化镀层是覆盖导通孔两
边的。
导通孔
堵塞经常与BTC元器件一起使用，用于
防止过波峰焊时焊料流至BTC的焊点上。表5-3
显示导通孔填充和表面处理条件之间的关系。
作为惯例，导通孔灌淹和金属化封盖工艺应该是
在表面处理后使用。对 于OSP和浸银表面处理，
必须在表面处理之后进行金属化封盖处理。因为
用来清洗铜表面的化学物会残留在孔盖周边。
这些残留的化学物会腐蚀导通孔孔壁而使导通
孔开路。表面处理
之后的金属化封盖工艺由于
热外露会降低表面处理的效果(如OSP、浸银、
浸锡)，所以有必要烘烤导通孔封盖材料。
IPC-4761定义了7种现有的堵塞/封盖导通孔的
不同方法。见图5-7所示。重要的是要认识到，
导通孔保护的遮盖、堵塞和填充方式的选择将
会直接影响随后的组装过程。
IPC-4761除了定义7种导通孔保护方法，也阐述
了它们的利与弊。
优先选择已有的填充方式要
依据制造商和组装者的能力而定。为了避免组
装过程的复杂性，从事制造过程的所有人员懂
得如何权衡这些选项是必须的。
对于HASL处理的印制板来说，焊 料 镀层可以有
效防止焊盘表面由于化学药水的侵蚀受到损伤。
HASL表面处理也增加孔壁的总厚度。应该要注
意的是，在 填充前已被焊料覆盖的导通孔，其焊
料层在反面过再流焊时会融化。其结果是造成
填充材料
松脱。在某些情况下，制造过程中过
多的焊料涂层厚度或焊料聚集在孔内，焊料可
能会排出气体和飞溅，或从保留的出口排出。
5.5 热扩散结构整合(例如，⾦属芯板) 当结
构、散热或电气要求有规定时，一种导电限制芯
片或金属芯可以植入到有机基材中形成新的结
构。推荐将板子线路层布局成关于金属芯对称。
也可制作成关于金属芯非对称的结构(例如，金
属芯两侧有不同数量的层压板数)；但是穿过整
个层叠的
镀通孔可能会降低可靠，因为金属芯
或限制芯片的两侧膨胀不一致。见图5-8。
非对称设计的优点是可以从机械性能和/或需要
散热的区域中独立出电气性能和功能。其中的
缺点是板子和金属芯材料的热膨胀系数的显著
差异。在组件焊接/再流焊作业过程中，或当系
统在运行并外露于变化过大的工作温度时，电
路板可能会产生扭曲。
可通过在互连产品的背面增加铜平面来得到一
些补偿。增 加 的 铜平面会使膨胀系数稍
微增
加，且会使焊接更困难，因为焊接的时候需要
更多的热能以保证焊点的形成。一个正面的影
响就是增强了热传导性。
5.5.1 层压顺序 最理想的结构是电路板层关
于位于板子中心的金属芯对称。如果这样，单
个多层电路板可以分开生产，它们都有各自的
层压顺序。例如：生产一个四层板，该板有导
通孔贯穿整个四层，这可以直接复制到芯板另
一侧。
为满足在已选和可用范围
内的机械约束，多层
板金属芯的总厚度一般大约应该为整个板厚度
的25％。限制的金属芯板常被使用，因为芯片
层可以通过显影、蚀刻然后连接到镀通孔。较
表5-3 导通孔填充/掩盖对表⾯处理的⼯艺评估
表⾯处理 盖孔灌淹⾦属覆盖 塞孔 侵⼊
HASL 可行 合格 可行 可行 可行
OSP 可行 不推荐 可行 可行 可行
EIG 可行 合格 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
2011年3月 IPC-7093-C
43
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---
I型单面 I型双面
导通孔，盖孔
(I型导通孔)
用阻焊材料(通常为干膜)涂敷并跨接在通孔上，无附
加材料在孔内。可涂敷在一侧或两侧。
II型单面 II型双面
导通孔，盖孔再覆盖
(II型导通孔)
用第二层阻焊材料覆盖在在I型盖孔上。
III型单面 III型双面
导通孔，塞孔
(III型导通孔)
允许部分材料渗到导通孔内。可从任一面或两面施加
材料。
IV型单面 IV型双面
导通孔，塞孔再覆盖
(IV型导通孔)
用第二层阻焊材料覆盖在在型III盖孔上。可从任一面
或及双面施加材料
V型
导通孔，填孔
(V型导通孔)
将材料施加到导通孔内，旨在孔内填满/密封材料。
VI型单面 VI型双面
导通孔，填孔再覆盖
(VI型导通孔)
用第二层阻焊材料(液态或干阻焊膜)覆盖在V型通
孔上，可从任一面或及双面施加材料。
VII型
导通孔，填孔再⾦属化覆盖
(VII型导通孔)
用第二层金属层覆盖在V型通孔上，从双面施加金
属层。
图5-7 导通孔保护模式
IPC-7093-C 2011年3月
44
Copyright Association Connecting Electronics Industries
Provided by IHS under license with IPC
Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST
No reproduction or networking permitted without license from IHS
--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---