干膜SLOT 孔封孔能力探讨
广东省惠阳市科惠电路有限公司工程师肖沙
一、 前言：
干膜盖孔穿孔是一普遍存在的难题，涉及较复杂的原因，穿孔会留下干膜碎，在显影过程中易粘到板面，导致开路报废，易穿孔的主要为slot 孔，slot
孔指椭圆形的npth，slot 孔的作用是pcba 的工具孔，精度要求较高，不能在孔内有残铜，如穿孔则会导致孔内残铜影响安装，本文对slot 孔封孔能力
进行探讨。
二、slot 孔穿孔现象描述：
1. slot 孔穿孔指slot 槽上所盖的干膜在干膜制程中出现破裂。（如图）
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
2. slot 槽干膜破裂有大有少，大的整个孔壁均无干膜，小的破洞只有“针眼”大小。
三、slot 穿孔原因探讨：
造成slot 孔穿孔的原因多种多样，有干膜本身延展性的不足，有制程的参数不稳定，不匹配等，以下为slot 孔穿孔的鱼骨图：
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
四、试验设计：
由于制造过程中，大多数slot 孔穿发生在薄板（32mil 以内板厚）鉴于此，本着“对症下药”的原则，设计如下条件进行验证：
4.1．干膜厚度：1.5mil
板厚：16mil，20mil，24mil，32mil
数量：各6pnl
尺寸：20″*16″
一组slot 孔尺寸:
a（mm） b(mm)
2.5 5 6 7 8
3 6 7 8 9
3.5 7 8 9 10
4 7 8 9 10
5 8 9 10 11
5.5 8 9 10 11
6 9 10 11 12
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
其它条件：辘板方向与slot 长方向垂直，（下称垂直）辘板温度90℃，辘板压力：3.5bar，出板温度53℃，冲板压力1.7bar。结果如下：
slot 孔短轴长mm 辘板方向 总孔数 不同板厚的穿孔数 总穿孔数 比例
16mil 20mil 24mil 32mil
2.5 垂直 384 2 1 0 0 3 0.78%
3 垂直 384 3 2 2 0 7 1.8%
3.5 垂直 384 4 1 2 1 8 2.1%
4 垂直 384 3 1 2 1 7 1.8%
4.5 垂直 384 10 7 5 2 23 6%
5 垂直 384 18 6 4 3 31 8.1%
6 垂直 384 14 7 4 2 27 7.0%
total / / 54 25 19 8 106 /
分析:将破孔率和slot 孔短轴长度绘成以下二维图：
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
由上图可以看出两者关系曲线的拐点出现在点(4,1.8)，证明干膜封薄slot 孔板的能力为短轴长为4mm(长轴长度不限)。由于辘板方向与slot 长方向垂直，即压辘在slot 孔上停留时会使干膜变薄，停留时间越长，则干膜越易变薄，相应地越易破裂穿孔，因长方向与辘板方向平行，它的长短对压辘停留时间无影响，故长轴的长度不影响破裂穿孔。
4.2．寻找较佳的生产条件：
在4.1 的基础上，试验薄板封slot 能力为4mm（辘板方向宽度）但即使在这样的条件下约有2%的穿孔比例，于是不得不进行其它制程参数的试验，以下为不同参数的试验情况：
a.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度53℃，冲板压力：1.7bar,见表二；
b.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度：42℃,冲板压力：1.7bar,见表三；
c.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度：53℃,冲板压力：1.2bar,见表四；
d.条件：辘板机压力:4.0bar，出板温度：53℃,冲板压力：1.7bar,见表五；
e.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度53℃，冲板压力:1.7bar，见表六。
（表二）
总slot 孔数 辘板方向 干膜厚度 穿孔数 比例
2688 垂直 1.5mil 106 3.94%
2688 垂直 2.0mil 0 0
（表三）
总slot孔数 辘板方向 出板温度 穿孔数 比例
2688 垂直 53℃ 106 3.94%
2688 垂直 42℃ 89 3.3%
（表四）
总slot 孔数 辘板方向 冲板压力 穿孔数 比例
2688 垂直 1.7bar 106 3.94%
2688 垂直 1.2bar 49 1.82%
（表五）
总slot 孔数 辘板方向 辘板压力 穿孔数 比例
2688 垂直 3.5bar 106 3.94%
2688 垂直 4.0bar 121 4.5%
（表六）
总slot 孔数 辘板方向 穿孔数 比例
2688 垂直 106 3.94%
2688 平行 197 7.3%
初步结果：由以上几表可以看出，冲板压力、辘板方向以及干膜厚度对slot 穿孔影响较大。冲板压力大，直接作用于干膜上的冲击力变大，使得干膜更易破裂，而干膜厚度的增加，干膜的延展性，抗冲击力均变强，不容易破裂。
4.3．较佳生产条件验证：
在4.2 的试验基础上，得出干膜厚度，辘板方向，冲板压力是影响slot 孔穿孔的关键参数，为进一步确认，就必须进行批量生产的验证，以下为批量生产的验证结果：
a．辘板方向：表七
数量（pnl） 辘压 出板温度 冲压 辘板方向 穿孔数 比例
70 3.5 53℃ 1.8bar slot孔长方向与贴膜方向平行 22 31.4%
70 3.5 53℃ 1.8bar slot 孔长方向与贴膜方向垂直 6 8.56%
b.冲板压力(辘板方向与slot 孔长方向垂直)：表八
数量（pnl） 辘压 出板温度 冲板压力 穿孔数 比例
280 3.5 53℃ 1.7bar 30 10.7%
280 3.5 53℃ 1.2bar 4 1.4%
c.曝光能量：表九
数量（pnl） 辘压 出板温度 冲板压力 曝光能量 穿孔数 比例
420 3.5 54℃ 1.7bar 7格露铜 27 6.43%
350 3.5 53℃ 1.7 bar 7 格露铜 11 3.14%
d.出板温度：表十
数量（pnl） 辘板温度 出板温度 辘板压力 曝光能量 冲板压力 穿孔数 比例
75 105℃ 43℃ 3.5 8 格露铜 1.7 bar 15 20%
70 115℃ 50℃ 3.5 8 格露铜 1.7 bar 17 24.28%
e.干膜厚度：表十一
数量（pnl） 板厚 干膜厚度 出板温度 辘板压力 爆光能量 冲板压力 穿孔数 比例
24 16mil-32mil 2mil 52℃ 3.5bar 8 格露铜 1.7 bar 0 0
24 16mil-32mil 1.5mil 51℃ 3.5 bar 8 格露铜 1.7 bar 4 16.7%
f.板料厚度：表十二
数量（pnl） 板厚 出板温度 辘板压力 曝光能量 冲板压力 穿孔数 比例
280 59mil 52℃ 3.5bar 8 格露铜 1.7 bar 30 10.7%
153 24mil 54℃ 3.5bar 8 格露铜 1.5 bar 97 39.8%
g.冲板机比较：表十三
数量（pnl） 机号 辘板压力 出板温度 穿孔数 比例
70 1# 3.5bar 54℃ 5 7.1%
70 2# 3.5bar 54℃ 2 2.9%
70 3# 3.5bar 54℃ 9 12.9%
五、分析：
5.1．由表七可知，贴膜方向与slot 孔穿孔关系较密切，当slot 孔长方向与贴膜方向垂直时，辘板机压辘覆盖干膜时在slot 孔上停留时间越长，干膜局部变得越薄，越易穿孔，故生产操作中可使贴膜方向与slot 长方向垂直，尽量减少干膜上压辘的停留时间，在条件优良的情况下，可适当提高辘板的速度，也能收到相似的效果；
5.2．由表八可以看出,降低显影压力可以有效减少冲穿孔的发生，降低显影压力，大多厂家会担心有其它副作用，如显影不洁导致的电镀不良等，但本厂冲板压力即使降至1.2bar 的情况下，其做板的质量跟正常压力1.8bar 相比，并无特别的差异，如下表：
数量（pnl） 冲板压力 水洗压力 显影点 菲林碎 后胶
140 1.7 bar 1.7 bar 48% 1 1
140 1.2 bar 1.7 bar 48% 1 2
从上表可以看出，只要在该冲板压力下显影点控制在规定范围以内，降低冲板压力(水洗压力不变)，对做板质量影响不大；另用两款生产板降低显影压力1.2 bar 冲板，共批量试板1400pnl 板，穿孔数(pnl)36，比例为2.6%；5.3．从表九和表十可以看出，升高曝光能量和降低出板温度对冲穿孔影响不是太
大；
5.4．从表十一中可以看出，增加干膜厚度可以有效减少薄slot 孔板的穿孔，但干膜厚度增加会导致成本的大幅增加，这不易被接受；
5.5．表十二说明薄板的slot 孔比厚板的slot 孔容易破孔，由于薄板在贴膜过程中slot 孔两边，粘附在一起，受两边热辘同时加热变薄更快，更易穿孔；
6.表十三说明三台冲板机的冲穿孔比例亦不一样,对比三台机的显影段,差别在于喷嘴的不同，锥形喷嘴比扇形喷嘴更容易导致穿孔的出现。
六、结束语：
通过上述试验，可以得出下述结论：
6．1 薄板slot 孔封孔能力为：短方向为4.0mm，长方向不限（板厚32mil 以下）；
6．2 贴膜方向与slot 孔长方向垂直时能减少slot 孔穿孔；
6．3 显影点正常的前提下降低显影压力可减少slot 孔穿孔；
6．4 薄板可以用厚度为2.0mil 的干膜辘板以降低穿孔率。但由于成本太高并不适合采用。
万物互联开启“智能”时代，2018MWC上海让IoT离我们更近
比特币中常见的五大误解解析
西门子Sinamics S120的抱闸功能设置中经常忽略的问题
开机就击穿行管的主要原因
洲明科技实施智慧路灯与智慧斑马线系统推进盐田区道路安全
干膜SLOT 孔封孔能力探讨
BMP388气压MEMS传感器，为无人机高度稳定性全方位提供了解决方案
VR面部追踪技术 :在虚拟世界中也可看清我的笑脸
多晶硅涨价究竟是谁的错？
光学编码器具备的优势与设计应用
APP时代域名到底还重不重要
IEEE1394接口
Linux系统中O_APPEND和O_TRUNC标志的使用方法
大数据时代下企业如何实现数字化转型
5G 部署对物联网安全服务的需求增加
安森美半导体和ConvientPower Systems合作推出车载无线充电解决方案
日本要求新车标配自动制动，因为有很多高龄驾驶员
油墨版纸
电视行业是时候改变思路了 TCL李东生说成长空间在海外
一个基于云计算的UI/UX设计工具
一、 前言：
干膜盖孔穿孔是一普遍存在的难题，涉及较复杂的原因，穿孔会留下干膜碎，在显影过程中易粘到板面，导致开路报废，易穿孔的主要为slot 孔，slot
孔指椭圆形的npth，slot 孔的作用是pcba 的工具孔，精度要求较高，不能在孔内有残铜，如穿孔则会导致孔内残铜影响安装，本文对slot 孔封孔能力
进行探讨。
二、slot 孔穿孔现象描述：
1. slot 孔穿孔指slot 槽上所盖的干膜在干膜制程中出现破裂。（如图）
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
2. slot 槽干膜破裂有大有少，大的整个孔壁均无干膜，小的破洞只有“针眼”大小。
三、slot 穿孔原因探讨：
造成slot 孔穿孔的原因多种多样，有干膜本身延展性的不足，有制程的参数不稳定，不匹配等，以下为slot 孔穿孔的鱼骨图：
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
四、试验设计：
由于制造过程中，大多数slot 孔穿发生在薄板（32mil 以内板厚）鉴于此，本着“对症下药”的原则，设计如下条件进行验证：
4.1．干膜厚度：1.5mil
板厚：16mil，20mil，24mil，32mil
数量：各6pnl
尺寸：20″*16″
一组slot 孔尺寸:
a（mm） b(mm)
2.5 5 6 7 8
3 6 7 8 9
3.5 7 8 9 10
4 7 8 9 10
5 8 9 10 11
5.5 8 9 10 11
6 9 10 11 12
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
其它条件：辘板方向与slot 长方向垂直，（下称垂直）辘板温度90℃，辘板压力：3.5bar，出板温度53℃，冲板压力1.7bar。结果如下：
slot 孔短轴长mm 辘板方向 总孔数 不同板厚的穿孔数 总穿孔数 比例
16mil 20mil 24mil 32mil
2.5 垂直 384 2 1 0 0 3 0.78%
3 垂直 384 3 2 2 0 7 1.8%
3.5 垂直 384 4 1 2 1 8 2.1%
4 垂直 384 3 1 2 1 7 1.8%
4.5 垂直 384 10 7 5 2 23 6%
5 垂直 384 18 6 4 3 31 8.1%
6 垂直 384 14 7 4 2 27 7.0%
total / / 54 25 19 8 106 /
分析:将破孔率和slot 孔短轴长度绘成以下二维图：
screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;>
由上图可以看出两者关系曲线的拐点出现在点(4,1.8)，证明干膜封薄slot 孔板的能力为短轴长为4mm(长轴长度不限)。由于辘板方向与slot 长方向垂直，即压辘在slot 孔上停留时会使干膜变薄，停留时间越长，则干膜越易变薄，相应地越易破裂穿孔，因长方向与辘板方向平行，它的长短对压辘停留时间无影响，故长轴的长度不影响破裂穿孔。
4.2．寻找较佳的生产条件：
在4.1 的基础上，试验薄板封slot 能力为4mm（辘板方向宽度）但即使在这样的条件下约有2%的穿孔比例，于是不得不进行其它制程参数的试验，以下为不同参数的试验情况：
a.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度53℃，冲板压力：1.7bar,见表二；
b.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度：42℃,冲板压力：1.7bar,见表三；
c.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度：53℃,冲板压力：1.2bar,见表四；
d.条件：辘板机压力:4.0bar，出板温度：53℃,冲板压力：1.7bar,见表五；
e.条件：辘板机压力:3.5bar，出板温度53℃，冲板压力:1.7bar，见表六。
（表二）
总slot 孔数 辘板方向 干膜厚度 穿孔数 比例
2688 垂直 1.5mil 106 3.94%
2688 垂直 2.0mil 0 0
（表三）
总slot孔数 辘板方向 出板温度 穿孔数 比例
2688 垂直 53℃ 106 3.94%
2688 垂直 42℃ 89 3.3%
（表四）
总slot 孔数 辘板方向 冲板压力 穿孔数 比例
2688 垂直 1.7bar 106 3.94%
2688 垂直 1.2bar 49 1.82%
（表五）
总slot 孔数 辘板方向 辘板压力 穿孔数 比例
2688 垂直 3.5bar 106 3.94%
2688 垂直 4.0bar 121 4.5%
（表六）
总slot 孔数 辘板方向 穿孔数 比例
2688 垂直 106 3.94%
2688 平行 197 7.3%
初步结果：由以上几表可以看出，冲板压力、辘板方向以及干膜厚度对slot 穿孔影响较大。冲板压力大，直接作用于干膜上的冲击力变大，使得干膜更易破裂，而干膜厚度的增加，干膜的延展性，抗冲击力均变强，不容易破裂。
4.3．较佳生产条件验证：
在4.2 的试验基础上，得出干膜厚度，辘板方向，冲板压力是影响slot 孔穿孔的关键参数，为进一步确认，就必须进行批量生产的验证，以下为批量生产的验证结果：
a．辘板方向：表七
数量（pnl） 辘压 出板温度 冲压 辘板方向 穿孔数 比例
70 3.5 53℃ 1.8bar slot孔长方向与贴膜方向平行 22 31.4%
70 3.5 53℃ 1.8bar slot 孔长方向与贴膜方向垂直 6 8.56%
b.冲板压力(辘板方向与slot 孔长方向垂直)：表八
数量（pnl） 辘压 出板温度 冲板压力 穿孔数 比例
280 3.5 53℃ 1.7bar 30 10.7%
280 3.5 53℃ 1.2bar 4 1.4%
c.曝光能量：表九
数量（pnl） 辘压 出板温度 冲板压力 曝光能量 穿孔数 比例
420 3.5 54℃ 1.7bar 7格露铜 27 6.43%
350 3.5 53℃ 1.7 bar 7 格露铜 11 3.14%
d.出板温度：表十
数量（pnl） 辘板温度 出板温度 辘板压力 曝光能量 冲板压力 穿孔数 比例
75 105℃ 43℃ 3.5 8 格露铜 1.7 bar 15 20%
70 115℃ 50℃ 3.5 8 格露铜 1.7 bar 17 24.28%
e.干膜厚度：表十一
数量（pnl） 板厚 干膜厚度 出板温度 辘板压力 爆光能量 冲板压力 穿孔数 比例
24 16mil-32mil 2mil 52℃ 3.5bar 8 格露铜 1.7 bar 0 0
24 16mil-32mil 1.5mil 51℃ 3.5 bar 8 格露铜 1.7 bar 4 16.7%
f.板料厚度：表十二
数量（pnl） 板厚 出板温度 辘板压力 曝光能量 冲板压力 穿孔数 比例
280 59mil 52℃ 3.5bar 8 格露铜 1.7 bar 30 10.7%
153 24mil 54℃ 3.5bar 8 格露铜 1.5 bar 97 39.8%
g.冲板机比较：表十三
数量（pnl） 机号 辘板压力 出板温度 穿孔数 比例
70 1# 3.5bar 54℃ 5 7.1%
70 2# 3.5bar 54℃ 2 2.9%
70 3# 3.5bar 54℃ 9 12.9%
五、分析：
5.1．由表七可知，贴膜方向与slot 孔穿孔关系较密切，当slot 孔长方向与贴膜方向垂直时，辘板机压辘覆盖干膜时在slot 孔上停留时间越长，干膜局部变得越薄，越易穿孔，故生产操作中可使贴膜方向与slot 长方向垂直，尽量减少干膜上压辘的停留时间，在条件优良的情况下，可适当提高辘板的速度，也能收到相似的效果；
5.2．由表八可以看出,降低显影压力可以有效减少冲穿孔的发生，降低显影压力，大多厂家会担心有其它副作用，如显影不洁导致的电镀不良等，但本厂冲板压力即使降至1.2bar 的情况下，其做板的质量跟正常压力1.8bar 相比，并无特别的差异，如下表：
数量（pnl） 冲板压力 水洗压力 显影点 菲林碎 后胶
140 1.7 bar 1.7 bar 48% 1 1
140 1.2 bar 1.7 bar 48% 1 2
从上表可以看出，只要在该冲板压力下显影点控制在规定范围以内，降低冲板压力(水洗压力不变)，对做板质量影响不大；另用两款生产板降低显影压力1.2 bar 冲板，共批量试板1400pnl 板，穿孔数(pnl)36，比例为2.6%；5.3．从表九和表十可以看出，升高曝光能量和降低出板温度对冲穿孔影响不是太
大；
5.4．从表十一中可以看出，增加干膜厚度可以有效减少薄slot 孔板的穿孔，但干膜厚度增加会导致成本的大幅增加，这不易被接受；
5.5．表十二说明薄板的slot 孔比厚板的slot 孔容易破孔，由于薄板在贴膜过程中slot 孔两边，粘附在一起，受两边热辘同时加热变薄更快，更易穿孔；
6.表十三说明三台冲板机的冲穿孔比例亦不一样,对比三台机的显影段,差别在于喷嘴的不同，锥形喷嘴比扇形喷嘴更容易导致穿孔的出现。
六、结束语：
通过上述试验，可以得出下述结论：
6．1 薄板slot 孔封孔能力为：短方向为4.0mm，长方向不限（板厚32mil 以下）；
6．2 贴膜方向与slot 孔长方向垂直时能减少slot 孔穿孔；
6．3 显影点正常的前提下降低显影压力可减少slot 孔穿孔；
6．4 薄板可以用厚度为2.0mil 的干膜辘板以降低穿孔率。但由于成本太高并不适合采用。
万物互联开启“智能”时代，2018MWC上海让IoT离我们更近
比特币中常见的五大误解解析
西门子Sinamics S120的抱闸功能设置中经常忽略的问题
开机就击穿行管的主要原因
洲明科技实施智慧路灯与智慧斑马线系统推进盐田区道路安全
干膜SLOT 孔封孔能力探讨
BMP388气压MEMS传感器，为无人机高度稳定性全方位提供了解决方案
VR面部追踪技术 :在虚拟世界中也可看清我的笑脸
多晶硅涨价究竟是谁的错？
光学编码器具备的优势与设计应用
APP时代域名到底还重不重要
IEEE1394接口
Linux系统中O_APPEND和O_TRUNC标志的使用方法
大数据时代下企业如何实现数字化转型
5G 部署对物联网安全服务的需求增加
安森美半导体和ConvientPower Systems合作推出车载无线充电解决方案
日本要求新车标配自动制动，因为有很多高龄驾驶员
油墨版纸
电视行业是时候改变思路了 TCL李东生说成长空间在海外
一个基于云计算的UI/UX设计工具