รูตัวนำไฟฟ้าหรือที่เรียกว่ารูทะลุต้องอุดเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของลูกค้า หลังจากฝึกฝนมาอย่างยาวนาน กระบวนการอุดแผ่นอลูมิเนียมแบบดั้งเดิมก็ได้รับการเปลี่ยนแปลง และใช้ตาข่ายสีขาวเพื่อทำให้หน้ากากประสานและรูอุดเสร็จสมบูรณ์บนพื้นผิวแผงวงจร การผลิตมีเสถียรภาพและคุณภาพที่เชื่อถือได้
รูตัวนำมีบทบาทในการเชื่อมต่อและนำวงจรซึ่งไม่เพียงแต่ส่งเสริมการพัฒนาของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น แต่ยังส่งเสริมการพัฒนาของ PCB อีกด้วย และยังเพิ่มข้อกำหนดในกระบวนการผลิตและเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์ เทคโนโลยีรูปลั๊กแบบทะลุได้เกิดขึ้นแล้ว และควรเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้ด้วย:
(1) ทองแดงมีเพียงพอในรูทะลุ และสามารถอุดหน้ากากประสานได้หรือไม่ก็ได้
(2) ต้องมีดีบุกและตะกั่วอยู่ภายในรูตัวนำ โดยมีข้อกำหนดความหนาที่กำหนด (4 ไมครอน) และต้องไม่มีหมึกหน้ากากประสานเข้าไปในรู ซึ่งจะทำให้ลูกปัดดีบุกซ่อนอยู่ภายในรู
(3) รูตัวนำต้องมีรูปลั๊กหมึกแบบหน้ากากประสาน ซึ่งไม่โปร่งใส และต้องไม่มีวงแหวนดีบุก ลูกปัดดีบุก หรือข้อกำหนดด้านความเรียบ
ด้วยการพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในทิศทาง "เบา บาง สั้น และเล็ก" PCB ก็พัฒนาไปสู่ความหนาแน่นสูงและยากต่อการใช้งาน ดังนั้น PCB แบบ SMT และ BGA จึงปรากฏขึ้นจำนวนมาก และลูกค้าต้องการรูอุดเมื่อติดตั้งส่วนประกอบ ซึ่งมีวัตถุประสงค์หลัก 5 ประการ ดังนี้
(1) ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิดจากดีบุกแทรกซึมเข้าสู่พื้นผิวส่วนประกอบผ่านรูตัวนำในระหว่างการบัดกรีพีคของ PCB โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราใส่รูทะลุบนแผ่น BGA ก่อนอื่นเราจะต้องทำรูปลั๊กแล้วจึงชุบทองเพื่อให้เชื่อม BGA ได้ง่าย
(2) หลีกเลี่ยงไม่ให้มีสารตกค้างของฟลักซ์ในรูตัวนำ
(3) หลังจากการติดตั้งพื้นผิวและการประกอบส่วนประกอบของโรงงานอิเล็กทรอนิกส์เสร็จสมบูรณ์แล้ว ต้องทำการดูดสูญญากาศ PCB บนเครื่องทดสอบเพื่อสร้างแรงดันลบก่อนจึงจะเสร็จสมบูรณ์ได้:
(4) ป้องกันไม่ให้สารบัดกรีไหลเข้าไปในรู ทำให้เกิดการบัดกรีเสมือนจริงและส่งผลกระทบต่อการติดตั้ง
(5) ป้องกันไม่ให้เม็ดบัดกรีหลุดออกมาในระหว่างการบัดกรีสูงสุด ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร
การนำกระบวนการอุดรูนำไฟฟ้าไปใช้
สำหรับบอร์ดแบบติดตั้งบนพื้นผิว โดยเฉพาะการติดตั้ง BGA และ IC ข้อกำหนดสำหรับรูปลั๊กแบบทะลุต้องแบน มีขั้วบวกและขั้วลบ 1 มิลนูนและเว้า และต้องไม่มีรอยแดงหรือการชุบดีบุกที่ขอบของรูทะลุ เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า กระบวนการอุดรูทะลุด้วยลูกปัดดีบุกมีความหลากหลาย และขั้นตอนกระบวนการนั้นยาวนานและยากต่อการควบคุม น้ำมันมักจะหลุดออกมาในระหว่างการปรับระดับด้วยอากาศร้อนและการทดลองความต้านทานการบัดกรีด้วยน้ำมันสีเขียว ปัญหาเช่นการระเบิดของน้ำมันเกิดขึ้นหลังจากการแข็งตัว โดยอิงจากเงื่อนไขการผลิตจริง กระบวนการอุดรู PCB ต่างๆ ได้รับการสรุป และการเปรียบเทียบและคำอธิบายบางส่วนจะทำในแง่ของกระบวนการ ข้อดีและข้อเสีย:
หมายเหตุ: หลักการทำงานของการปรับระดับด้วยลมร้อนคือการใช้ลมร้อนเพื่อขจัดตะกั่วส่วนเกินออกจากพื้นผิวและรูของแผงวงจรพิมพ์ และเคลือบตะกั่วที่เหลือให้ทั่วบนแผ่นบัดกรี เส้นบัดกรีที่ไม่มีสิ่งกีดขวาง และจุดบรรจุบนพื้นผิว เป็นวิธีหนึ่งในการบำบัดพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์
1. กระบวนการปรับระดับและอุดด้วยลมร้อน
ขั้นตอนกระบวนการนี้คือ: หน้ากากบัดกรีพื้นผิวบอร์ด → HAL → รูปลั๊ก → การบ่ม การผลิตดำเนินการโดยใช้กระบวนการที่ไม่ใช่รูปลั๊ก และหลังจากปรับระดับด้วยลมร้อนแล้ว จะใช้ตาข่ายอลูมิเนียมหรือตาข่ายบล็อกหมึกเพื่อทำให้รูปลั๊กเสร็จสมบูรณ์สำหรับป้อมปราการทั้งหมดที่ลูกค้าต้องการ หมึกปลั๊กอาจเป็นหมึกที่ไวต่อแสงหรือหมึกเทอร์โมเซตติ้ง ควรใช้หมึกชนิดเดียวกับพื้นผิวบอร์ดสำหรับหมึกปลั๊ก โดยต้องแน่ใจว่าฟิล์มเปียกมีสีสม่ำเสมอ ขั้นตอนกระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ารูไกด์จะไม่สูญเสียน้ำมันหลังจากปรับระดับด้วยลมร้อน แต่ก็มีแนวโน้มที่จะทำให้หมึกปนเปื้อนและพื้นผิวบอร์ดไม่สม่ำเสมอ ลูกค้ามีแนวโน้มที่จะบัดกรีผิดระหว่างการติดตั้ง โดยเฉพาะภายใน BGA ลูกค้าจำนวนมากจึงไม่ยอมรับวิธีการนี้
2. กระบวนการปรับระดับรูปลั๊กด้านหน้าด้วยลมร้อน
2.1 ใช้แผ่นอลูมิเนียมอุดรู บ่ม และถ่ายโอนลวดลายหลังจากการเจียรแผ่นไม้
กระบวนการนี้ใช้เครื่องเจาะ CNC เพื่อเจาะแผ่นอลูมิเนียมที่ต้องการอุด ทำแผ่นตาข่าย และอุดรูเพื่อให้แน่ใจว่ารูตัวนำเต็ม หมึกอุดรูยังสามารถใช้เป็นหมึกเทอร์โมเซตติ้งได้อีกด้วย ลักษณะเฉพาะต้องมีความแข็งสูง การเปลี่ยนแปลงการหดตัวของเรซินเล็กน้อย และการยึดเกาะที่ดีกับผนังรู ขั้นตอนกระบวนการมีดังนี้: การเตรียมการเบื้องต้น → อุดรู → แผ่นเจียร → การถ่ายโอนรูปแบบ → การแกะสลัก → หน้ากากประสานพื้นผิวแผ่น
วิธีนี้สามารถรับประกันได้ว่ารูปลั๊กรูตัวนำจะแบน และจะไม่มีปัญหาด้านคุณภาพ เช่น การระเบิดของน้ำมันหรือการสูญเสียน้ำมันที่ขอบรูระหว่างการปรับระดับอากาศร้อน อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ต้องใช้การหนาของทองแดงครั้งเดียวเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานของลูกค้าสำหรับความหนาของทองแดงของผนังรู ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดสูงสำหรับการชุบทองแดงของบอร์ดทั้งหมด และประสิทธิภาพของเครื่องเจียรก็สูงเช่นกัน เพื่อให้แน่ใจว่าเรซินบนพื้นผิวทองแดงจะถูกกำจัดออกอย่างสมบูรณ์ พื้นผิวทองแดงสะอาด และไม่ปนเปื้อน โรงงาน PCB จำนวนมากไม่มีกระบวนการทำให้ทองแดงหนาครั้งเดียว และประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไม่ตรงตามข้อกำหนด ส่งผลให้มีการใช้กระบวนการนี้ในโรงงาน PCB อย่างจำกัด
2.2 ปิดหน้ากากประสานโดยตรงบนพื้นผิวของบอร์ดหลังจากอุดรูด้วยแผ่นอลูมิเนียม
กระบวนการนี้ใช้เครื่องเจาะ CNC ในการเจาะแผ่นอลูมิเนียมที่ต้องการอุดรู สร้างหน้าจอ ติดตั้งบนเครื่องพิมพ์สกรีนเพื่ออุดรู และจอดไว้ไม่เกิน 30 นาทีหลังจากอุดรูเสร็จ หน้าจอ 36T ใช้สำหรับคัดกรองพื้นผิวของบอร์ดโดยตรงเพื่อต้านทานการเชื่อม กระบวนการมีดังนี้: การเตรียมการเบื้องต้น - การอุดรู - การพิมพ์สกรีน - การอบแห้งเบื้องต้น - การเปิดรับแสง - การพัฒนา - การบ่ม
การใช้กระบวนการนี้สามารถทำให้แน่ใจได้ว่าฝาปิดรูตัวนำได้รับการหล่อลื่นอย่างดี รูปลั๊กแบน และสีของฟิล์มเปียกมีความสม่ำเสมอ หลังจากปรับระดับด้วยลมร้อนแล้ว ก็สามารถมั่นใจได้ว่ารูตัวนำไม่ได้เคลือบดีบุกและไม่มีลูกปัดดีบุกซ่อนอยู่ในรู อย่างไรก็ตาม การทำให้หมึกไปติดแผ่นบัดกรีบนรูหลังจากการบ่มนั้นเป็นเรื่องง่าย ส่งผลให้การบัดกรีไม่ดี หลังจากปรับระดับด้วยลมร้อนแล้ว ขอบของรูทะลุจะเกิดฟองอากาศและน้ำมันหลุดออกมา การควบคุมการผลิตโดยใช้กระบวนการนี้ทำได้ยาก และบุคลากรด้านวิศวกรรมกระบวนการจะต้องใช้กระบวนการและพารามิเตอร์พิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ารูปลั๊กมีคุณภาพ
2.3 หลังจากอุดรู พัฒนา บ่มเบื้องต้น และเจียรแผ่นอลูมิเนียมแล้ว ให้ทำการเชื่อมความต้านทานพื้นผิวบนแผ่นอลูมิเนียม
ใช้เครื่องเจาะ CNC เจาะแผ่นอลูมิเนียมที่ต้องการรูปลั๊ก สร้างหน้าจอ และติดตั้งบนเครื่องพิมพ์สกรีนแบบเคลื่อนที่สำหรับรูปลั๊ก รูปลั๊กต้องเต็มและยื่นออกมาทั้งสองด้านเป็นที่ต้องการ หลังจากการบ่ม ให้เจียรแผ่นสำหรับการบำบัดพื้นผิว ขั้นตอนกระบวนการมีดังนี้: การบำบัดเบื้องต้น - การทำให้รูปลั๊กแห้งเบื้องต้น - การพัฒนา - การบ่มเบื้องต้น - หน้ากากประสานพื้นผิวแผ่น
เนื่องจากการใช้การแข็งตัวของรูปลั๊กในกระบวนการนี้ จึงสามารถรับประกันได้ว่าน้ำมันจะไม่หลุดออกหรือแตกออกจากรูทะลุหลังการ HAL อย่างไรก็ตาม หลังจาก HAL แล้ว เป็นการยากที่จะแก้ไขปัญหาลูกปัดดีบุกในรูทะลุและการชุบดีบุกบนรูทะลุได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นลูกค้าจำนวนมากจึงไม่ยอมรับ
2.4 ทำการเจาะรูต้านทานการเชื่อมและปลั๊กบนบอร์ดพร้อมกัน
วิธีนี้ใช้แผ่นสกรีน 36T (43T) ติดตั้งบนเครื่องพิมพ์สกรีนโดยใช้แผ่นรองหรือตะปู ในขณะที่ทำการทำให้พื้นผิวของแผ่นเสร็จสมบูรณ์ ให้ปิดรูตัวนำทั้งหมด ขั้นตอนการทำงานมีดังนี้: การเตรียมพื้นผิว - การพิมพ์สกรีน - การอบแห้งเบื้องต้น - การเปิดรับแสง - การพัฒนาพื้นผิว - การบ่ม
กระบวนการนี้ใช้เวลาในการประมวลผลสั้นและมีอัตราการใช้อุปกรณ์สูง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าหลังจากการปรับระดับด้วยลมร้อน รูทะลุจะไม่สูญเสียน้ำมันและรูทะลุจะไม่มีดีบุก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการใช้ซิลค์สกรีนในการอุดรู จึงมีอากาศจำนวนมากในรูทะลุ ในระหว่างการทำให้แข็งตัว อากาศจะขยายตัวและทะลุผ่านหน้ากากประสาน ทำให้เกิดช่องว่างและความไม่สม่ำเสมอ การปรับระดับด้วยลมร้อนจะส่งผลให้มีดีบุกจำนวนเล็กน้อยในรูทะลุ ปัจจุบัน บริษัทของเราได้ทำการทดลองจำนวนมาก เลือกหมึกและความหนืดประเภทต่างๆ ปรับความดันของการพิมพ์สกรีน และแก้ไขปัญหารูทะลุและความไม่สม่ำเสมอได้ในระดับพื้นฐาน เราได้นำกระบวนการนี้มาใช้ในการผลิตจำนวนมาก