一、 前言:
干膜盖孔穿孔是一普遍存在的难题,涉及较复杂的原因,穿孔会留下干膜碎,在显影过程中易粘到板面,导致开路报废,易穿孔的主要为slot 孔,slot孔指椭圆形的npth,slot 孔的作用是pcba 的工具孔,精度要求较高,不能在孔内有残铜,如穿孔则会导致孔内残铜影响安装,本文对slot 孔封孔能力进行探讨。
二、slot 孔穿孔现象描述:
1. slot 孔穿孔指slot 槽上所盖的干膜在干膜制程中出现破裂。(如图)
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" border=0>
2. slot 槽干膜破裂有大有少,大的整个孔壁均无干膜,小的破洞只有“针眼”大小。
三、slot 穿孔原因探讨:
造成slot 孔穿孔的原因多种多样,有干膜本身延展性的不足,有制程的参数不稳定,不匹配等,以下为slot 孔穿孔的鱼骨图:
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" border=0>
四、试验设计:
由于制造过程中,大多数slot 孔穿发生在薄板(32mil 以内板厚)鉴于此,本着“对症下药”的原则,设计如下条件进行验证:
4.1.干膜厚度:1.5mil
板厚:16mil,20mil,24mil,32mil
数量:各6pnl
尺寸:20″*16″
一组slot 孔尺寸:
a(mm)
b(mm)
2.5
5
6
7
8
3
6
7
8
9
3.5
7
8
9
10
4
7
8
9
10
5
8
9
10
11
5.5
8
9
10
11
6
9
10
11
12
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;">其它条件:辘板方向与slot 长方向垂直,(下称垂直)辘板温度90℃,辘板压力:3.5bar,出板温度53℃,冲板压力1.7bar。结果如下:
slot 孔短轴长mm
辘板方向
总孔数
不同板厚的穿孔数
总穿孔数
比例
16mil
20mil
24mil
32mil
2.5
垂直
384
2
1
0
0
3
0.78%
3
垂直
384
3
2
2
0
7
1.8%
3.5
垂直
384
4
1
2
1
8
2.1%
4
垂直
384
3
1
2
1
7
1.8%
4.5
垂直
384
10
7
5
2
23
6%
5
垂直
384
18
6
4
3
31
8.1%
6
垂直
384
14
7
4
2
27
7.0%
total
/
/
54
25
19
8
106
/
分析:将破孔率和slot 孔短轴长度绘成以下二维图:
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" border=0>
由上图可以看出两者关系曲线的拐点出现在点(4,1.8),证明干膜封薄slot 孔板的能力为短轴长为4mm(长轴长度不限)。由于辘板方向与slot 长方向垂直,即压辘在slot 孔上停留时会使干膜变薄,停留时间越长,则干膜越易变薄,相应地越易破裂穿孔,因长方向与辘板方向平行,它的长短对压辘停留时间无影响,故长轴的长度不影响破裂穿孔。
4.2.寻找较佳的生产条件:
在4.1 的基础上,试验薄板封slot 能力为4mm(辘板方向宽度)但即使在这样的条件下约有2%的穿孔比例,于是不得不进行其它制程参数的试验,以下为不同参数的试验情况:
a.条件:辘板机压力:3.5bar,出板温度53℃,冲板压力:1.7bar,见表二;
b.条件:辘板机压力:3.5bar,出板温度:42℃,冲板压力:1.7bar,见表三;
c.条件:辘板机压力:3.5bar,出板温度:53℃,冲板压力:1.2bar,见表四;
d.条件:辘板机压力:4.0bar,出板温度:53℃,冲板压力:1.7bar,见表五;
e.条件:辘板机压力:3.5bar,出板温度53℃,冲板压力:1.7bar,见表六。
(表二)
总slot 孔数
辘板方向
干膜厚度
穿孔数
比例
2688
垂直
1.5mil
106
3.94%
2688
垂直
2.0mil
0
0
(表三)
总slot孔数
辘板方向
出板温度
穿孔数
比例
2688
垂直
53℃
106
3.94%
2688
垂直
42℃
89
3.3%
(表四)
总slot 孔数
辘板方向
冲板压力
穿孔数
比例
2688
垂直
1.7bar
106
3.94%
2688
垂直
1.2bar
49
1.82%
(表五)
总slot 孔数
辘板方向
辘板压力
穿孔数
比例
2688
垂直
3.5bar
106
3.94%
2688
垂直
4.0bar
121
4.5%
(表六)
总slot 孔数
辘板方向
穿孔数
比例
2688
垂直
106
3.94%
2688
平行
197
7.3%
初步结果:由以上几表可以看出,冲板压力、辘板方向以及干膜厚度对slot 穿孔影响较大。冲板压力大,直接作用于干膜上的冲击力变大,使得干膜更易破裂,而干膜厚度的增加,干膜的延展性,抗冲击力均变强,不容易破裂。
4.3.较佳生产条件验证:
在4.2 的试验基础上,得出干膜厚度,辘板方向,冲板压力是影响slot 孔穿孔的关键参数,为进一步确认,就必须进行批量生产的验证,以下为批量生产的验证结果: