Stecklochverfahren für Leiterplattenist ein wichtiges Bindeglied zur Gewährleistung der Leistung und Zuverlässigkeit von Leiterplatten. Mit der Entwicklung elektronischer Produkte in Richtung „leicht, dünn, kurz und klein“ verbessert sich die Integration von Leiterplatten weiter und die Bedeutung des Plug-Hole-Prozesses gewinnt immer mehr an Bedeutung.
1, Vorbereitungsarbeit
Bevor offiziell mit dem Plug-Vorgang begonnen wird, müssen eine Reihe vorbereitender Arbeiten durchgeführt werden. Zunächst muss sichergestellt werden, dass die Oberfläche der zu bearbeitenden Leiterplatte sauber und frei von Ölflecken, Staub und anderen Verunreinigungen ist, um den Plug-Hole-Effekt nicht zu beeinträchtigen. Zur Vorbehandlung von Leiterplatten können Ultraschallreinigung, chemische Reinigung und andere Methoden eingesetzt werden, gefolgt von einer Trocknung, um sicherzustellen, dass die Leiterplattenoberfläche trocken ist. Zweitens wählen Sie entsprechend den Designanforderungen der Leiterplatte geeignete Plug-Loch-Materialien aus, üblicherweise einschließlich Harz, Tinte usw. Verschiedene Materialien eignen sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien. In Situationen mit hohen Anforderungen an die elektrische Leistung werden beispielsweise Harzmaterialien mit guter Isolierung und Stabilität ausgewählt; Für allgemeine Anforderungen an Lötstoppmaskenlöcher werden häufiger duroplastische oder lichtempfindliche Tinten verwendet. Gleichzeitig ist es notwendig, die zum Verstopfen von Löchern erforderlichen Geräte wie Siebdruckmaschinen, Plug-Hole-Maschinen usw. vorzubereiten und die Geräte zu debuggen, um sicherzustellen, dass ihre Parametereinstellungen den Prozessanforderungen wie Siebspannung, Schaberdruck, Druckgeschwindigkeit der Siebdruckmaschine sowie Einspritzdruck und Durchflussrate der Plug-Hole-Maschine entsprechen.
2, Loch bohren
Bohren ist ein Vorprozess bei der Herstellung von Leiterplatten, der jedoch eng mit Stecklöchern zusammenhängt. Verwenden Sie je nach Schaltungsdesign eine CNC-Bohrmaschine, um leitende Löcher oder Sacklöcher in die Leiterplatte zu bohren. Die Genauigkeit, Öffnungsgröße und Wandqualität des Bohrens wirken sich direkt auf den späteren Dübeleffekt aus. Um die Bohrqualität sicherzustellen, ist es notwendig, einen geeigneten Bohrer auszuwählen und die Bohrparameter wie Geschwindigkeit und Vorschub zu kontrollieren. Beispielsweise kann bei dünneren Leiterplatten die Drehzahl entsprechend erhöht und die Vorschubgeschwindigkeit reduziert werden, um Grate und Rauheiten an den Lochwänden zu minimieren; Bei dickeren Leiterplatten müssen die Parameter angepasst werden, um die Vertikalität und Durchdringbarkeit der Bohrlöcher sicherzustellen. Nach dem Bohren der Löcher sollte die Leiterplatte überprüft werden, um in Vorbereitung auf das anschließende Verstopfen der Löcher alle in den Löchern verbliebenen Ablagerungen oder Verunreinigungen zu entfernen.
3, Lochwandbehandlung
Der Zweck der Lochwandbehandlung besteht darin, die Haftung zwischen dem Dübellochmaterial und der Lochwand zu verbessern und so die Festigkeit des Dübellochs sicherzustellen. Im Allgemeinen werden chemische Behandlungsmethoden verwendet, wie z. B. eine Mikroätzbehandlung der Porenwand, um die Oxidschicht, Ölflecken usw. auf der Oberfläche der Porenwand durch eine spezifische chemische Lösung zu entfernen, wodurch die Porenwand mikrorau erscheint und die Kontaktfläche zwischen dem Pfropfenmaterial und der Porenwand vergrößert wird. Während des Mikroätzprozesses müssen Parameter wie Lösungskonzentration, Behandlungszeit und Temperatur streng kontrolliert werden. Nach der Verarbeitung muss die Leiterplatte gründlich mit klarem Wasser gespült werden, um restliche chemische Lösungen zu entfernen, und anschließend getrocknet werden, um sicherzustellen, dass die Lochwände trocken sind. Bei einigen Leiterplatten mit besonderen Anforderungen kann es erforderlich sein, eine Vorbehandlung wie eine chemische Verkupferung der Lochwände durchzuführen, um die Verbindungsfestigkeit zwischen den Lochwänden und dem Steckermaterial weiter zu verbessern.
4, Stopfenloch
Das Stopfenloch ist der Kernschritt des gesamten Prozessablaufs. Zu den gängigen Plug-Hole-Methoden gehören derzeit Harz-Plug-Löcher und Tinten-Plug-Löcher.
(1) Harzstopfenloch
Manuelle Leimbefüllung: Für kleine Mengen und spezielle Spezifikationen von Leiterplatten kann die manuelle Leimbefüllung verwendet werden. Mit einer speziellen Spritze oder einem Spezialwerkzeug das vorbereitete Harzmaterial langsam in das Loch injizieren, um sicherzustellen, dass das Harz vollständig gefüllt ist und keine Blasen zurückbleiben. Während des Füllvorgangs sollte darauf geachtet werden, die Füllgeschwindigkeit und -kraft zu kontrollieren, um ein übermäßiges Überlaufen des Harzes außerhalb des Lochs zu vermeiden. Nach dem Füllen überschüssiges Harz mit einem Werkzeug von der Lochöffnung abkratzen.
Vakuumstopfenloch: Für die Produktion in großem Maßstab-mit hohen Qualitätsanforderungen an Stopfenlöcher werden häufig Vakuumstopfenlochgeräte verwendet. Platzieren Sie die Leiterplatte in einer Vakuumumgebung und injizieren Sie Harzmaterial in die Löcher durch das Gerät. Im Vakuumzustand wird die Luft im Inneren des Lochs abgesaugt, was sich positiv darauf auswirkt, dass das Harz vollständiger in alle Ecken des Lochs eindringt, wodurch die Blasenbildung verringert und die Kompaktheit des Stopfenlochs verbessert wird. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Leiterplatten für einige High-End-Elektronikprodukte die Vakuum-Plug-Hole-Technologie bevorzugt, um die Produktzuverlässigkeit sicherzustellen.
Stopfenloch drucken: Verwenden Sie eine Siebdruckmaschine, um den Stopfenlochvorgang durchzuführen. Installieren Sie das Sieb mit den entsprechenden Lochmustern auf der Siebdruckmaschine und kratzen Sie das Harzmaterial mit einem Schaber durch das Sieb, um die Löcher in der Leiterplatte mit Harz zu füllen. Diese Methode eignet sich für Löcher mit größerer Apertur, größerer Menge und regelmäßiger Verteilung. Während des Siebdruckprozesses ist es notwendig, die Siebdruckparameter wie Schaberdruck, Abstand zwischen Sieb und Leiterplatte anzupassen, um eine gleichmäßige und vollständige Harzfüllung zu gewährleisten.
(2) Tintenstopfenloch
Loch für den Aluminiumblech-Bildschirmstopfen: Bohren Sie mit einer CNC-Bohrmaschine Löcher in das Aluminiumblech, die der Position des Leiterplatten-Steckerlochs entsprechen, und stellen Sie den Aluminiumblech-Bildschirm her. Installieren Sie das Aluminiumsieb auf der Siebdruckmaschine und verschließen Sie die Löcher mit wärmehärtender oder lichtempfindlicher Tinte. Während des Siebdruckvorgangs wird Tinte durch die Löcher im Aluminiumplattensieb in die leitenden Löcher der Leiterplatte gefüllt. Mit dieser Methode kann die Tintenfüllmenge effektiv gesteuert und die Konsistenz der Stopfenlöcher sichergestellt werden, sie erfordert jedoch eine hohe Präzision bei der Herstellung von Aluminium-Siebplatten.
Direktes Siebdruckloch: Mit einem Siebdruck einer bestimmten Maschenweite, z. B. 36T- oder 43T-Siebdruck, der auf einer Siebdruckmaschine installiert ist, werden die leitenden Löcher verschlossen, während der Druck der Lötmaskentinte auf der Platinenoberfläche abgeschlossen wird. Der Prozessablauf dieser Methode ist relativ einfach, aber aufgrund der großen Luftmenge, die in den Durchgangslöchern gespeichert ist, kann es beim anschließenden Aushärtungsprozess zu einem Durchbruch der Luftexpansion durch die Lötstoppmaske kommen, was zu Problemen wie Hohlräumen und Unebenheiten führt. Daher sind die Kontrollanforderungen für die Tintenleistung und die Siebdruckparameter relativ streng.
5, Aushärtung
Nachdem das Stopfenloch fertig ist, muss das eingefüllte Harz oder die Tinte ausgehärtet werden, um ihm eine gewisse Festigkeit und Stabilität zu verleihen.
(1) Harzaushärtung
Thermische Aushärtung: Legen Sie die Leiterplatte mit den verschlossenen Löchern in einen Ofen und stellen Sie die geeignete Temperatur und Zeit zum Erhitzen und Aushärten entsprechend den Eigenschaften des Harzmaterials ein. Die allgemeine Aushärtungstemperatur liegt zwischen 120 und 180 Grad und die Zeit beträgt 30 bis 90 Minuten. Während des Aushärtungsprozesses durchlaufen Harzmoleküle Vernetzungsreaktionen, um eine dreidimensionale Netzwerkstruktur zu bilden, wodurch die Härte und Festigkeit des Harzes verbessert wird. Beispielsweise werden für einige Epoxidharz-Dübellochmaterialien häufig die Prozessparameter einer Aushärtung bei 150 Grad für 60 Minuten verwendet.
Lichthärtend: Wenn lichthärtendes Harz verwendet wird, kann es durch ultraviolette Bestrahlung gehärtet werden. Legen Sie die Leiterplatte in das UV-Härtungsgerät und wählen Sie die geeignete Lichtquelle und Bestrahlungszeit basierend auf der Empfindlichkeit des Harzes gegenüber UV-Wellenlängen. Die Lichthärtungsgeschwindigkeit ist hoch, die Produktionseffizienz hoch und die Hitzeeinwirkung auf Leiterplatten kann verringert werden. Es eignet sich für hitzeempfindliche Leiterplatten oder für Szenarien, die eine hohe Produktionseffizienz erfordern.
(2) Aushärtung der Tinte
Härtung von wärmehärtender Tinte: Ähnlich wie bei der thermischen Härtung von Harz wird die Leiterplatte mit verschlossenen Löchern in einen Ofen gelegt, um die Harzkomponenten in der Tinte bei einer bestimmten Temperatur zu vernetzen und auszuhärten. Die Aushärtetemperatur von duroplastischer Tinte liegt im Allgemeinen zwischen 150 und 200 Grad bei einer Zeit von 20 bis 60 Minuten. Die Aushärtungsparameter von duroplastischen Tinten verschiedener Marken und Modelle können variieren und müssen entsprechend der tatsächlichen Situation angepasst werden.
Aushärten der lichtempfindlichen Tinte: Trocknen Sie die Leiterplatte nach dem Einstecken zunächst vor, um das Lösungsmittel in der Tinte zu entfernen, und lassen Sie sie zunächst trocknen. Dann erfolgt die Belichtung und die lichtempfindlichen Komponenten in der Tinte gehen durch ultraviolette Bestrahlung fotochemische Reaktionen ein, wodurch vernetzte Strukturen entstehen. Zum Schluss entwickeln und entfernen Sie die Tinte aus dem unbelichteten Bereich, sodass die verfestigte Pfropfentinte zurückbleibt. Die Belichtungszeit und die Entwicklungsparameter müssen entsprechend den lichtempfindlichen Eigenschaften der Tinte und den spezifischen Anforderungen der Leiterplatte genau gesteuert werden.
6, Polieren
Die Oberfläche des ausgehärteten Stecklochs kann Unebenheiten aufweisen und muss poliert werden, um die Oberfläche der Leiterplatte glatt zu machen und den nachfolgenden Prozessanforderungen gerecht zu werden.
Mechanisches Polieren: Mit Geräten wie Schleifmaschinen wird die Oberfläche von Leiterplatten mit Werkzeugen wie Schleifpapier oder Schleifscheiben poliert. Während des Poliervorgangs ist es notwendig, den Polierdruck, die Poliergeschwindigkeit und die Polierzeit zu kontrollieren, um übermäßiges Polieren zu vermeiden, das dazu führen kann, dass das Plug-Loch-Material abgenutzt wird oder die Leiterplattenoberfläche beschädigt wird. Nach dem Polieren muss die Leiterplatte gereinigt werden, um Staubreste und andere Verunreinigungen auf der Oberfläche zu entfernen.
Chemisches Polieren: Für einige Leiterplatten, die eine extrem hohe Oberflächenebenheit erfordern, können chemische Polierverfahren eingesetzt werden. Weichen Sie die Leiterplatte in einer speziellen chemischen Lösung ein, um durch chemische Reaktionen kleine Vorsprünge auf der Oberfläche zu entfernen und so eine glatte und ebene Oberfläche zu erzielen. Chemisches Polieren kann die Oberflächenqualität wirksam verbessern, ohne die internen Schaltkreise der Leiterplatte zu beschädigen, erfordert jedoch eine strenge Kontrolle von Parametern wie Konzentration, Temperatur und Verarbeitungszeit der chemischen Lösung.