Trong thiết kế và sản xuất PCB, các lỗ via được sử dụng như những chiếc 'cầu' để kết nối giữa các lớp với nhau. Nếu các lỗ này bị hở, chúng có thể trở thành nguy cơ tiềm ẩn ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình lắp ráp. Trong quá trình hàn, kem hàn có thể rơi vào lỗ via, dẫn đến thiếu hụt lượng hàn hoặc thậm chí không thể tạo thành mối hàn hiệu quả, giống như một vết nứt trong đập nước sẽ gây rò rỉ. Khi những vấn đề như vậy xảy ra, chúng sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến tính dẫn điện và độ tin cậy của mạch điện.
Công nghệ phủ lỗ via, nói một cách đơn giản, là bọc hoặc lấp đầy các lỗ via bằng mực phủ chống hàn (solder mask) hoặc các vật liệu đặc biệt, có thể hiệu quả ngăn chặn việc kem hàn thấm qua và giảm nguy cơ xảy ra đoản mạch không mong muốn. Dựa trên yêu cầu chức năng và tình huống ứng dụng của các lỗ via, có ba phương pháp phủ phổ biến:
Via Tenting phủ trực tiếp các lỗ via bằng mực phủ chống hàn mà không cần thêm bước quy trình nào, giống như việc che phủ các lỗ via bằng một lớp "gạc y tế". Có hai hình thức cụ thể như sau:
1. Che chắn một mặt: một mặt của lỗ via được phủ bằng mực chống hàn, mặt còn lại để hở, thích hợp với các trường hợp yêu cầu tản nhiệt nhẹ;
2. Che chắn hai mặt: cả hai mặt của lỗ via đều được phủ hoàn toàn bằng mực chống hàn, mang lại khả năng bảo vệ cao hơn, thích hợp cho các lỗ via tín hiệu thông thường, có thể hiệu quả ngăn chặn kem hàn chảy vào lỗ via một cách không chủ ý.
Phương pháp này có chi phí thấp và quy trình đơn giản, là phương pháp bảo vệ cơ bản được sử dụng rộng rãi nhất trong các bo mạch PCB truyền thống. Lưu ý khi thiết kế: Tập tin mở cửa sổ lớp màng hàn phải đánh dấu rõ ràng khu vực không cần phủ để tránh xung đột giữa quy trình che chắn và yêu cầu thiết kế
Lấp lỗ via là việc "đổ đầy một nửa" lỗ via bằng các vật liệu không dẫn điện như nhựa epoxy và mực phủ màng hàn, giống như việc bịt lỗ via bằng một "nút mềm". Có hai phương pháp cụ thể như sau:
1. Lấp một mặt: Đổ đầy một phần lỗ via bằng vật liệu không dẫn điện từ một phía, phủ bề mặt bằng màng hàn, và để phía còn lại mở;
2. Lấp hai mặt: Đổ đầy một phần cả hai phía của lỗ via và phủ bằng màng hàn.
Lấp lỗ via là quá trình hoàn toàn lấp đầy lỗ via bằng vật liệu không dẫn điện, tương đương với việc thêm vào lỗ via một "lõi đặc". Quy trình này đặc biệt phù hợp với các khu vực bố trí mật độ cao như BGA. Nếu các lỗ via tại những vị trí này bị để hở, kem hàn sẽ chảy từ pad vào lỗ trong quá trình hàn, dẫn đến mối hàn thiếu hụt, tạo thành mối hàn lạnh hoặc thậm chí không hàn được, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng lắp ráp của PCB. Các hình thức chủ yếu bao gồm:
1. Đổ đầy hoàn toàn + phủ tùy chọn: đổ đầy lỗ khoan hoàn toàn bằng vật liệu không dẫn điện, và bề mặt có thể được phủ lớp chống hàn (hoặc không phủ, tùy thuộc vào yêu cầu hàn);
2. Đổ đầy + Đậy nắp: Đây là quy trình phức tạp hơn - đầu tiên mạ điện và làm sạch lỗ khoan, sau đó ép vật liệu không dẫn điện vào và làm đông cứng, cuối cùng mài phẳng mặt đầu lỗ và phủ lớp kim loại để bề mặt vừa phẳng vừa có thể hàn được. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với thiết kế "Via-in-Pad", đồng thời cũng hỗ trợ đóng gói lỗ khoan vi mô xếp chồng, mở đường cho việc đi dây mật độ cao giữa các chân BGA.
Việc lựa chọn phương pháp phủ via phù hợp đòi hỏi phải đưa ra đánh giá toàn diện dựa trên các yếu tố như đường kính via, số lớp PCB và yêu cầu lắp ráp. Dù là che chắn cơ bản hay lấp đầy nâng cao, thì mấu chốt vẫn là giảm thiểu rủi ro hàn và nâng cao độ tin cậy của PCB. Đây cũng chính là nguyên tắc mà chúng tôi luôn tuân thủ trong việc lựa chọn quy trình, nhằm đảm bảo mọi PCB đều có thể vượt qua thử thách của ứng dụng thực tế.