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盤中孔對空洞的影響-深圳福英達

2023-09-20

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盤中孔對空洞的影響

在PCB設計中,過孔(via)是一種常見的連接方式,它可以將不同層的線路相連,或者提供元器件的焊接位置。過孔有多種類型,其中一種是盤中孔(via in pad),即將過孔打在SMD或BGA焊盤上,然後用樹脂塞住孔並在表麵電鍍一層銅,使得焊盤上看不到孔。

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圖1.BGA焊盤盤中孔

盤中孔的優缺點

盤中孔(Vid in Pad)是HDI(高密度互聯)板的基本架構,其優(you) 勢明顯:降低板間距離及信號傳(chuan) 輸距離,對降低信號幹擾及損耗有益;電鍍填銅實心孔可以有效降低孔內(nei) 寄生信號及寄生電感,利於(yu) 高頻信號的傳(chuan) 輸;有效減低成品板厚、提高單位麵積內(nei) 的布線密度等。

但是盤中孔也有一些缺點,比如成本高,製作周期長,容易產(chan) 生氣泡等。其中最嚴(yan) 重的問題是空洞(void),即在焊點內(nei) 部形成的氣泡或空隙。空洞會(hui) 影響焊點的機械強度和熱傳(chuan) 導性能,導致焊接不良或失效。因此,在設計和製造盤中孔時,需要注意避免或減少空洞的產(chan) 生。


空洞產生原因

1.樹脂塞孔不充分或不均勻。樹脂塞孔是盤中孔的關(guan) 鍵工藝之一,它需要將過孔完全填充並固化,以防止錫膏流入過孔。如果樹脂塞孔不充分或不均勻,會(hui) 導致過孔內(nei) 部有殘留的空氣或樹脂收縮造成的縫隙,這些空間會(hui) 在焊接時被錫膏填充,並形成空洞。

2.電鍍蓋帽不平整或不牢固。電鍍蓋帽是在樹脂塞孔後,在焊盤表麵鍍上一層銅,以增加焊接麵積和潤濕性。如果電鍍蓋帽不平整或不牢固,會(hui) 導致錫膏與(yu) 銅層之間有間隙或分離現象,這些間隙或分離處也會(hui) 形成空洞。

3.錫膏本身含有氧氣或其他雜質。錫膏是用來連接元器件和PCB的金屬材料,它通常含有一定比例的助焊劑和其他添加劑。這些助焊劑和添加劑在高溫下會(hui) 發生化學反應或揮發,產(chan) 生氧氣或其他氣體(ti) 。

4.焊接溫度不合適。焊接溫度是影響錫膏流動性和潤濕性的重要因素。如果溫度過高或加熱時間過長,會(hui) 導致錫膏過度氧化或揮發,產(chan) 生大量氣體(ti) ;如果溫度過低或加熱時間過短,會(hui) 導致錫膏流動性差或凝固過快,阻礙氣體(ti) 排出。

 

如何避免盤中孔的空洞問題

1.優(you) 化樹脂塞孔工藝。樹脂塞孔工藝需要控製好樹脂的類型、粘度、溫度、壓力、時間等參數,以保證樹脂能夠充分且均勻地填充過孔,並在固化後不產(chan) 生收縮或開裂。

2.優(you) 化電鍍蓋帽工藝。電鍍蓋帽工藝需要控製好電鍍液的成分、溫度、濃度、電流、時間等參數,以保證電鍍層能夠平整且牢固地覆蓋在焊盤上,並與(yu) 樹脂和基板有良好的附著力。同時,需要選擇合適的減銅方法,以去除多餘(yu) 的銅和保持表麵平整。

3.選擇和使用合適的錫膏。錫膏的選擇和使用需要考慮其與(yu) 元器件和PCB的匹配性、潤濕性、氧化性、揮發性等特性,以減少氣體(ti) 的產(chan) 生和殘留。

4.優(you) 化焊接溫度和時間。焊選擇合適的回流溫度和時間,以保證錫膏充分潤濕和流動。


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