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银胶灌孔工艺是一种用于印制电路板(PCB)制造的关键技术,主要用于实现通孔(Through-Hole)或盲埋孔(Blind/Buried Via)的导电连接。其核心是通过填充导电银胶(含银颗粒的胶体材料)替代传统化学镀铜工艺,适用于高频、高可靠性或特殊应用场景的电路板制造。以下是该工艺的详细解析:
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% E. L1 I! W3 y% u### **一、工艺步骤**
; |4 E' H* L* g1 t; X1. **钻孔** % E6 w+ F2 |- g* F6 p$ S$ }
- 在PCB基材上钻出所需的通孔或盲孔,孔径通常较小(如0.1-0.3mm),需确保孔壁光滑以利于后续填充。9 r; K. w' K& }% L& c
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2. **预处理(清洁与活化)** 4 N: z: `8 i& v2 i6 V, T4 ~
- **清洁**:去除孔内残留的钻屑和污染物(如环氧树脂残留),常用等离子清洗或化学清洗。
. M$ ~. L: Q' `, U1 N - **活化**:对孔壁进行微蚀刻或表面处理(如化学键合处理),增强银胶与基材的附着力。) ?& O9 z% \5 h) E5 O& P3 q
J$ J9 O1 ^) ^/ k3 C& S3 e3 Q3. **银胶填充**
k- k+ r S* K& n- y$ S( W$ ?" V- Z - **点胶/印刷**:通过真空印刷、丝网印刷或点胶机将银胶注入孔内,需确保填充饱满无气泡。
! b0 n* x6 _& p" E. n - **材料特性**:银胶由银粉(纳米或微米级)、环氧树脂或聚氨酯等有机载体组成,导电性高(电阻率低至10^-4 Ω·cm)。
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. l6 R3 U. i; y$ y$ ?4. **固化**
/ H5 `; p( u/ U9 R - **热固化**:在特定温度(如120-150℃)下固化,使银胶形成稳定的导电通路。 9 r) C2 F0 E3 D/ j' L
- **UV固化**:部分银胶可通过紫外线快速固化,适用于对热敏感的基材。
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5. **后处理** 2 z" K8 R$ M0 l, z" m D( S6 b4 _' Y
- **表面平整化**:打磨或抛光去除多余银胶,确保PCB表面平整。 - y; E0 `( R/ l' R8 u- v# c
- **电镀增强(可选)**:在银胶表面镀镍/金以提高耐氧化性或焊接性能。: D6 ?1 i# B( |2 v' I( g$ ]; `
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, l! H8 l7 d# v1 G### **二、优势与特点**5 j7 v3 y7 _2 @7 P2 g
1. **高频性能优异** 8 [6 `8 Y* l. |( }* Y! l8 a$ D
- 银的导电性优于铜,适用于高频(5G/毫米波)或高速信号传输,减少信号损耗。. m1 [. O- w3 T- V. w1 I
1 h1 z+ F+ s6 [( B2. **工艺简化与环保**
5 ?, a8 ?2 C& F$ Y B8 ?* n } - 无需化学镀铜(省去沉铜、电镀等湿法步骤),减少废水处理压力,符合RoHS要求。+ d* w$ v* _9 e' Z" ^/ ]
" U! c4 ^* |! s3. **高可靠性**
. X- z3 ?, L- C$ f% t. A - 银胶固化后机械强度高,抗热循环(-55℃~125℃)和振动性能优于传统工艺。
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4. **适用复杂结构**
4 }7 M1 p& E7 s% y* Y! v: H; I) ` - 可填充盲埋孔、微小孔径(<0.1mm)及高厚径比(>10:1)孔,适应高密度互连(HDI)需求。
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### **三、应用场景**6 E; ^: T$ e) C0 M3 j
- **高频电路板**:雷达、卫星通信、5G基站。
% c( W4 E x& X5 T8 E! {3 T$ L- **高可靠性电子**:航空航天、汽车电子(如ECU)、医疗设备。
: t* y, |# ?" q6 u2 a- **柔性电路(FPC)**:避免化学镀对柔性基材的损伤。 9 f4 K, e. N, f# q: {
- **三维封装(3D IC)**:垂直互连的微型化需求。3 J% B( o4 |. {# u+ y% k h, G- Q
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### **四、工艺难点与对策**3 O M! `: k1 h/ g
1. **填充缺陷(气泡/空洞)**
5 [: W0 S9 z4 s" \3 l - **对策**:优化银胶流变性(调整粘度),采用真空辅助灌胶工艺。
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2. **附着力不足**
% d0 D& L7 x3 v8 z - **对策**:加强孔壁清洁与活化处理,选择与基材匹配的树脂体系。9 s" `6 B5 b I; B8 h
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3. **银迁移风险**
( H6 `6 u3 c" e2 X: i' x - **对策**:添加抗氧化剂,或表面镀镍/金隔绝湿气。. c2 X/ B8 ]) Y% s, e1 D
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4. **成本较高**
* x- `* x' `' H! K; F( k4 W - **对策**:银胶利用率优化(如精准点胶),或开发低成本银铜混合胶。
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### **五、与传统化学镀铜对比**. ~' ^+ O. a, }" l. _
| **项目** | **银胶灌孔** | **化学镀铜** |
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/ I$ z h5 H8 u| 导电性 | 更高(银导电性优于铜) | 良好 |/ [) \# d u) o. r, Y$ l8 M
| 工艺复杂度 | 简单(无需湿法流程) | 复杂(多步骤,废水处理) |8 i. ?/ Q1 F! c/ \0 f
| 环保性 | 优(无重金属废水) | 差(含甲醛、EDTA等) |6 x/ ~ z: k8 d' N
| 成本 | 较高(银材料成本) | 较低 |
/ S q# [, Y9 G" O| 适用孔径 | 更小(可至0.05mm) | 受限(一般≥0.1mm) |
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9 G- M. r7 x* F4 p) m3 _### **六、未来发展趋势**- Q& d, D) ^7 U% U6 @
- **材料创新**:开发低银含量/银铜复合胶以降低成本。 / i7 }9 u5 X: ~+ v+ s/ _
- **自动化设备**:高精度点胶机与AOI(自动光学检测)结合,提升良率。 . D) ]* M6 }7 p/ ?* H% y
- **3D打印集成**:直接打印导电通路,推动异形结构电子制造。% C+ i! e9 C# d) T8 r8 U. K- \9 j
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) L3 \3 O" U& t- J1 {/ n7 g银胶灌孔工艺凭借其独特优势,正在高频、高可靠性电子领域逐步替代传统方法,但需根据具体需求权衡成本与性能9 s, ^* q& s; ~+ e
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