盲埋孔板的次外层压板树脂塞孔之孔口凹陷问题研究

葛 春 罗 龙 樊后星 任军成

（珠海方正科技高密电子有限公司，广东 珠海 519175）

1 试验背景

电子产品日新月异，并朝着体积小，质量轻，功能复杂的方向不断发展，这对印制电路板(PCB)提出了更高的要求。PCB质量高低将直接影响电子产品的可靠度。

近期以来，“F10层-A”、“F08层-B”等多个编号盲埋孔板出现VIP孔孔口严重凹陷的品质问题，流入客户端，PCBA回流后会造成锡球高度及大小不均匀，从而影响锡球与印制板的共面性而发生虚焊，出现严重的品质事件。如图1所示。

出现以上问题的主要原因是：盲埋孔板件次外层板件厚度超过0.5 mm，由于板厚较大，采用压合流胶方式难以将盲孔填满，因此需预先进行树脂塞孔；板件生产至外层沉铜电镀后即形成VIP孔结构，在次外层板树脂塞孔时因树脂塞不满或树脂脆断，就可能造成以上VIP孔孔口凹陷品质缺陷。

图1 孔口凹陷/空洞

图1、表1为“F10层-A图2”、“F08层-B图3”板件次外层板件厚度及树脂塞孔相关信息。

对于薄板树脂塞孔，分析孔口凹陷产生原因如图4。

表1

图2 F10层-A

图3 F10层-A

图4中，圈标记的内容为造成薄板树脂塞孔孔口凹陷的主要原因，根据实际情况，确定从不同板厚、塞孔油墨、固化条件三个方面进行试验比较。

图4 孔口凹陷鱼骨图分析

2 试验目的

确认因薄板（0.5 mm～1.5 mm）树脂塞孔凹陷或树脂脆断而造成盲埋孔板VIP孔孔口凹陷/空洞问题的主要因素，从以下方面进行试验：

（1）比较不同树脂（PHP 900 MB-10A和PHP 900 IR-6P）制作效果；

（2）比较不同板厚（包括0.6mm、0.7mm、0.9mm、1.1mm、1.5 mm）树脂塞孔孔口凹陷比例；

（3）比较树脂塞孔一次固化、二次固化的影响；

（4）比较塞油面、冒油面树脂塞孔孔口凹陷比例。

3 试验方案

试验板相关信息及设计如下表， 板上设计五种钻孔孔径VIP孔，每种孔径包括密Pitch矩阵、分散孔模块的不同设计，如表2。

表2

表3

表4

试验板采用BH-7010树脂塞孔机、2mm厚，70°硬度刮刀制作，刮刀压力、角度等工艺参数根据首板确定，其它工艺参数比较如表3。

试验板按如下工艺流程制作：

下料→棕化（内层无图形）→层压→钻孔→一次沉铜→一次电镀→树脂塞孔→烘烤后固化→检查①→除树脂磨板→检查②→二次沉铜→二次电镀→检查③

试验板树脂塞孔铝片网孔径按VIP孔设计规范规定选用。试验板检查方案如表4。

4 试验结果与分析

试验板生产过程中，按试验方案制定计划检查各阶段树脂塞孔情况如表5。

4.1 不同树脂比较

（1）对比同样板厚和固化条件、不同树脂塞孔的板件，PHP 900 IR-6P树脂制作板件VIP孔口凹陷比例明显低于PHP 900 MB-10A树脂；

（2）PHP 900 IR-6P树脂一次固化后硬度更大，正常陶瓷磨板线2次打磨无法将树脂清除干净，而采用PHP 900 MB-10A树脂的板件磨板2次则可以清除干净（如图5所示）。

图5 树脂塞孔板件打磨图

4.2 不同固化条件比较

（1）对比同样板厚和塞孔树脂、不同固化参数的板件，采用PHP 900 IR-6P树脂的板件在板厚为1.1mm、1.5 mm时，一次固化板件VIP孔口凹陷比例明显低于二次固化板件；

（2）对比同样板厚和塞孔树脂、不同固化参数的板件，采用PHP 900 MB-10A树脂的板件在不同固化参数时，VIP孔口凹陷比例没有明显差别。

4.3 不同板厚比较

同样固化参数和塞孔树脂条件下，比较板厚对VIP孔口凹陷的影响：

（1）在IR-6P + 一次固化条件下，VIP孔口凹陷比例先随板厚增大而升高，后随板厚增大而减小，在0.9 mm板厚时VIP孔口凹陷达到最高；

（2）在IR-6P + 两次固化条件下，VIP孔口凹陷比例与板厚成正比；

（3）在MB-10A+ 一/两次固化条件下，VIP孔口凹陷比例在板厚≤0.9 mm时明显较高，板厚再增加时，缺陷比例明显下降。

4.4 塞油墨面与冒油墨面比较

在其他条件相同的情况下，比较塞油面与冒油面VIP孔口凹陷比例如图6，数据为目检明显凹陷/空洞孔数占总孔数的比例。

小结：其他条件相同时，同样板厚情况下，塞油面与冒油面VIP孔口凹陷比例无明显区别。

表5

图6 塞油面与冒油面孔口凹陷比较

4.5 结果分析

（1）PHP 900 IR-6P树脂在生产薄板VIP孔时，孔口凹陷比例明显低于PHP 900 MB-10A树脂 ；

分析：这与树脂本身的特性有关，PHP 900 IR-6P树脂含量高，填料更细，固化后具有更大的硬度，磨板不容易脆断造成冒油面孔口凹陷，但PHP 900 MB-10A树脂硬度较低，易发生脆断在冒油面形成孔口凹陷。

（2）固化条件对两种树脂制作VIP孔有不同的影响；

分析：PHP 900 IR-6P树脂完全固化后硬度高，才能真正发挥其特点，因此一次固化条件下可以取得很好的效果；而PHP 900 MB-10A树脂在一次固化或二次固化后磨板时，存在同样的硬度不高的问题，因此固化条件的改变影响并不明显。

（3）正常情况下，塞油面VIP孔口凹陷一般要小于冒油面，试验中却没有体现出来；

分析：主要原因在于本次试验板的设计难度偏大，共包含6种孔径，极差为0.2 mm（常规VIP孔极差不超过0.1 mm），密Pitch最小只有0.5 mm（常规VIP孔Pitch不小于0.7 mm），造成制作时难度大，密Pitch模块位置容易因树脂粘连形成塞油面孔口凹陷，而冒油面则可能存在冒油程度差别大的问题，最终也会影响孔口平整性，这种情况对于两种不同树脂有不同的影响，有利于说明PHP 900 IR-6P树脂具有更好耐脆断能力，因此其制作的VIP孔板孔口凹陷比例明显较低。

5 结论

根据本次试验，可得到以下结论：

（1）对于降低薄板树脂塞孔孔口凹陷问题，PHP 900 IR-6P树脂明显优于PHP 900 MB-10A树脂；

（2） PHP 900 IR-6P树脂在一次固化情况下，可以明显降低薄板树脂塞孔孔口凹陷问题，而固化参数对PHP 900 MB-10A树脂没有明显的影响；

（3）PHP 900 IR-6P树脂制作板件，需经陶瓷磨板线3次磨板才能将树脂打磨干净，比PHP 900 MB-10A树脂板件多出1次；

（4）在不同的条件下，本次试验显示塞油面与冒油面VIP孔口凹陷表现PHP 900 IR-6P优于PHP 900 MB-10A。