Закрытие контактных площадок

Покрытие виа: ключевой процесс для защиты качества паяных соединений

В проектировании и изготовлении печатных плат виа используются как «мосты» для соединения различных слоев. Если они открыты, это может стать потенциальной угрозой, влияющей на качество монтажа. Во время пайки паяльная паста может попасть в отверстие, что приведет к недостаточному количеству припоя или даже к невозможности формирования эффективных паяных соединений, подобно тому, как щель в плотине приведет к утечке воды. Как только такие проблемы возникают, они напрямую влияют на проводимость и надежность электрической цепи.

Технология закрытия контактных площадок заключается, простыми словами, в обертывании или заполнении отверстий паяльной маской или специальными материалами, что позволяет эффективно предотвратить проникновение паяльной пасты и снизить риск возникновения случайных коротких замыканий. В зависимости от функциональных требований и сценариев применения контактных площадок, существуют три распространенных метода закрытия:

Закрытие контактных площадок паяльной маской: удобная базовая защита

При закрытии контактных площадок паяльной маской отверстия непосредственно покрываются чернилами паяльной маски без дополнительных технологических этапов, как будто покрывая отверстия слоем «марли». Существует две конкретные формы реализации:
1. Односторонняя защита: одна сторона контактной площадки покрыта чернилами паяльной маски, а другая сторона остается открытой, что подходит для сценариев с незначительными требованиями к теплоотводу;

2. Двусторонняя защита: обе стороны контактной площадки полностью покрыты чернилами паяльной маски, что обеспечивает более высокую степень защиты и подходит для обычных сигнальных контактных площадок, эффективно предотвращая попадание паяльной пасты в отверстие по ошибке.

Этот метод отличается низкой стоимостью и простотой процесса, и является наиболее широко используемым базовым методом защиты в традиционных печатных платах. Обратите внимание при проектировании: файл окон в слое маски должен четко обозначать область, которую не нужно покрывать, чтобы избежать конфликтов между процессом экранирования и требованиями проекта

Заполнение переходных отверстий: целевое решение для частичного заполнения

Заполнение переходных отверстий заключается в «неполном заполнении» отверстий непроводящими материалами, такими как эпоксидная смола и чернила для нанесения маски, подобно тому, как отверстие заполняется «мягкой пробкой». Существует два конкретных метода:
1. Заполнение с одной стороны: частичное заполнение переходного отверстия непроводящим материалом с одной стороны, покрытие поверхности маской и оставление другой стороны открытой;

2. Заполнение с двух сторон: частичное заполнение отверстия с обеих сторон и покрытие маской.

Важное напоминание:

• Процесс заполнения подходит для отверстий диаметром менее 0,5 мм. При слишком большом диаметре отверстия сложно обеспечить требуемый эффект заполнения;
  
• Многослойные печатные платы рекомендуется выполнять с приоритетом односторонней запрессовки. Двусторонняя запрессовка образует замкнутое пространство внутри переходного отверстия. Высокая температура пайки может вызвать расширение внутреннего газа и привести к растрескиванию маски пайки.
  
• Если пайка не требуется, можно просто заполнить отверстия, не покрывая маской пайки, и при необходимости гибко скорректировать.

Заполнение переходных отверстий: высокий уровень защиты с полной герметизацией

Заполнение переходных отверстий подразумевает полное заполнение отверстий непроводящим материалом, что эквивалентно добавлению "сплошного сердечника" внутрь переходного отверстия. Этот процесс особенно подходит для участков с высокой плотностью размещения, таких как BGA. Если переходные отверстия в этих местах оставить открытыми, при пайке припой будет стекать из контактной площадки в отверстие, что приведет к недостатку припоя, образованию непропая или даже отсутствию пайки, что окажет существенное влияние на качество сборки печатной платы. Основные формы заполнения следующие:
1. Полное заполнение + покрытие по выбору: заполнить микропереходное отверстие полностью непроводящим материалом, а поверхность можно покрыть паяльной маской (или не покрывать, в зависимости от требований к пайке);

2. Заполнение + герметизация: это более сложный процесс — сначала выполняется гальваническая обработка и очистка микропереходного отверстия, затем впрессовывается непроводящий материал и отверждается, после чего торцевая поверхность отверстия шлифуется до плоскостности и металлизируется, чтобы обеспечить ровную и паяемую поверхность. Этот метод особенно подходит для конструкции "Via-in-Pad", также поддерживает упаковку с использованием стековых микропереходных отверстий, обеспечивая возможность плотной разводки между контактными площадками BGA.

Выбор правильного метода покрытия контактных площадок требует комплексной оценки, основанной на таких факторах, как диаметр контактных площадок, количество слоев печатной платы и требования к сборке. Независимо от того, используется ли базовое экранирование или продвинутое заполнение, суть заключается в снижении риска возникновения дефектов пайки и повышении надежности печатной платы. Это также принцип, которого мы всегда придерживаемся при выборе технологического процесса, чтобы гарантировать, что каждая печатная плата выдержит испытание реальным применением.