スルーホールとも呼ばれるビアホールは、回路基板の異なる部分を接続する役割を果たします。エレクトロニクス産業の発展に伴い、PCB も生産プロセスと表面実装技術に対するより高い要件に直面しています。これらの要件を満たすには、ビアホール充填技術の使用が必要です。
プリント基板のビアホールにはプラグホールが必要ですか?
ビアホールは配線の相互接続と導通の役割を果たします。エレクトロニクス産業の発展により PCB の開発も促進され、プリント基板製造技術と表面実装技術に対する要求も高まっています。ビアホールプラグプロセスが登場しましたが、同時に次の要件を満たす必要があります。:
1. ビアホールには十分な量の銅しかなく、はんだマスクは差し込まれても差し込まれなくても構いません。
2. ビア ホールには一定の厚さ (4 ミクロン) の錫鉛が存在する必要があり、ソルダー レジスト インクが穴に入り込んで錫ビーズが穴に隠れてはなりません。
3. ビア ホールにはソルダー レジスト インク プラグ ホールが必要で、不透明であり、錫リング、錫ビーズ、および平坦性があってはなりません。
エレクトロニクス製品の「軽薄短小」の発展に伴い、プリント基板も高密度化・高難易度化が進んでおり、SMTやBGAプリント基板の数も多く、お客様は部品実装時にプラグホールを必要としています。
5つの機能:
1. PCB がオーバーウェーブはんだ付けされているときに、錫がビアホールを通ってコンポーネント表面に浸透することによって引き起こされる短絡を防止します。特に BGA パッド上にビア ホールを配置する場合は、BGA のはんだ付けを容易にするために、最初にプラグ ホールを作成し、次に金メッキする必要があります。
2. ビアホールにフラックスが残留しないようにしてください。
3. 電子工場の表面実装とコンポーネントの組み立てが完了したら、PCB を真空にして試験機に負圧を形成する必要があります。
4. 表面のはんだペーストが穴に流れ込み、誤はんだの原因となり、配置に影響を与えないように注意してください。
5. ウェーブはんだ付け中に錫ビーズが飛び出てショートを引き起こすのを防ぎます。
導電ホールプラグ技術の実現
表面実装ボード、特に BGA および IC 実装の場合、ビア ホールのプラグ ホールは平坦で、プラスまたはマイナス 1 ミルの凹凸がなければならず、ビア ホールの端に赤い錫があってはなりません。顧客満足度を達成するために、ビアホール内に錫ビーズを隠します。要件の要件によると、ビアホールプラグホール技術は多様であると言え、プロセスフローは非常に長く、プロセス制御は困難です。熱風レベリングやグリーンオイル半田耐性テスト中のオイル損失などの問題がよく発生します。硬化後の油爆発。
ここで、実際の生産条件に従って、PCB のさまざまなプラグ接続プロセスを要約し、プロセスと利点と欠点についていくつかの比較と詳細を説明します。 注: 熱風レベリングの動作原理は、熱風を使用してプリント基板の表面および穴内の余分なはんだを除去することです。プリント基板の表面処理方法の一つです。
熱風レベリング後のプラグホール加工
基板表面ソルダーマスク→HAL→プラグホール→硬化という流れになります。生産にはノンプラグホールプロセスが使用され、熱風レベリング後、アルミシートスクリーンまたはインクブロックスクリーンを使用して、顧客が必要とするすべての要塞のスルーホールプラグホールを完成します。目封止インクは、感光性インクまたは熱硬化性インクであり得る。ウェットフィルムと同色を確保する場合、目封止インキは盤面と同じインキを使用します。この工程により、熱風レベリング後のビアホールのオイル落ちは防止できますが、目詰まりインクによる基板表面の汚れや凹凸が発生しやすくなります。顧客は配置中に仮想はんだ付け (特に BGA で) を引き起こすことが容易です。非常に多くの顧客がこの方法を受け入れません。
熱風レベリングフロントプラグホール加工
アルミニウム シートを使用して穴を塞ぎ、基板を固め、研磨してグラフィックスを転写します
このプロセスでは、CNC ボール盤を使用して、スクリーンを作成するために差し込む必要があるアルミニウム シートを穴あけし、ビア ホールが確実に埋まるように穴を差し込みます。目詰まりインクには熱硬化性インクを使用することもできますが、これには高い硬度が必要です。 、樹脂の収縮変化が少なく、穴壁との結合力が良好です。プロセスの流れは、前処理→プラグホール→プレート研削→グラフィック転写→エッチング→基板表面のソルダーマスクとなります。この方法により、スルーホールプラグ穴の平坦性が確保でき、熱風レベリングによる油爆発や穴口端での油垂れなどの品質問題が発生しません。ただし、このプロセスでは、穴壁の銅の厚さを顧客の基準を満たすためにより厚い銅が必要となるため、銅表面の樹脂を完全に除去し、銅表面をきれいで汚染のない状態にするために、基板全体への銅めっきの要件は非常に高く、研削盤の性能も非常に高くなります。多くの PCB 工場には恒久的な銅増厚プロセスがなく、装置の性能が要求を満たせないため、このプロセスは PCB 工場ではあまり使用されていません。
アルミシートで穴を塞いだ後、基板表面にソルダーマスクを直接スクリーンします。
このプロセスでは、CNC ボール盤を使用して、スクリーンを作成するために目封じが必要なアルミニウム シートを穴あけし、目封じのためにスクリーン印刷機に取り付けます。目封じ完了後、30 分以内に停止します。 36T スクリーンを使用して、基板上のはんだを直接スクリーニングします。プロセスの流れは次のとおりです。前処理 - プラグホールディング - シルク スクリーン印刷 - プリベーク - 露光 - 現像 - 硬化 このプロセスにより、ビア ホール カバー上のオイルが良好で、プラグ ホールが滑らかで、湿潤フィルムの色が均一であり、熱風レベリング後、ビア ホールが錫で充填されておらず、ビア ホール内に錫ビーズが隠れていないことを確認できますが、硬化後にホール内のインクがパッドに付着しやすく、はんだ付け性が低下します。熱風レベリング後、ビアホールのエッジを発泡させ、油分を除去します。このプロセスが採用されています。この方法の生産管理は比較的難しく、プロセスエンジニアはプラグホールの品質を確保するために特別なプロセスとパラメータを採用する必要があります。
アルミ板プラグホール、現像、仮硬化、研磨後、板表面に半田マスキングを行う
CNCボール盤を使用して、スクリーンを作成するためにプラグホールが必要なアルミニウムシートを穴あけし、プラグホール用のシフトスクリーン印刷機に取り付けます。プラグホールは完全でなければならず、両側が突き出ている方が良いです。硬化後、プレートを研削して表面処理します。プロセスの流れは、前処理→プラグホール→プリベーク→現像→プレキュア→基板表面ソルダーマスクです。このプロセスではHAL後のビアホールの油落ちや爆発を防ぐためにプラグホールキュアを行っていますが、HAL後はビアホールに隠れた錫ビーズやビアホール上の錫を完全に解決することが難しいため、多くのお客様から受け入れられません。
基板表面のはんだ付けとプラグ接続が同時に完了
この方法は、スクリーン印刷機に設置された 36T (43T) スクリーンを使用し、バッキング プレートまたはネイル ベッドを使用して、すべてのビア ホールを塞ぎながら基板表面を完成させます。工程の流れは、前処理→シルクスクリーン→プリベーク→露光→現像→硬化です。この工程は短時間で設備の稼働率が高く、熱風均し後のビアホールの油落ちや錫めっきの発生がありません。ただし、プラグ接続にシルクスクリーンを使用しているため、ビアホール内には多量の空気が存在します。硬化時に空気が膨張してソルダーマスクを突き破り、ボイドや凹凸が発生します。熱風レベリングでは、ビアホールに隠れた少量の錫が存在します。現在、当社ではインクの種類や粘度の選定、シルクスクリーンの圧力の調整などを繰り返し、ビアの穴や凹凸を基本的に解決し、量産化に至っております。
