PCB生產制造(HDI)盲埋孔

                        time : 2022-09-08 10:36       作者:凡億pcb

                        從電腦、手機及其它電器產品的不斷更新和發展,可以看出PCB制造業的發展。HDI制板是PCB發展的必然產物,是PCB制作的一種趨勢,它有別與傳統PCB,具有以下明顯特點:
                         
                        1、采用鐳射鉆孔以提高布線密度
                         
                        2、PCB的輕、薄、短小化
                         
                        一、LAY-UP 結構
                         
                        1、 物料
                         
                        1) RCC-Resin Coated Copper (中文稱覆樹脂銅箔或背膠銅箔)
                         
                        a) 組成:Cu+Resin,銅厚度有1/2 和1/3 OZ,樹脂層厚度有55,60,65,每隔5um,最厚100um。
                         
                        b) 特點:100% 樹脂含量(便于Laser鉆孔)
                         
                        c) 介質常數:3.2-3.8,一般按3.6計
                         
                        d) 尺寸:一般地,RCC尺寸比壓RCC料的前一次的切板尺寸大1.2inch(MI中無需注明)
                         
                        2) Laser專用P片:如106,1080。其結構有別于普通的P片,玻璃布結構比較疏松以利于鐳射鉆
                         
                        注:目前,ETON只能采用RCC壓合制作,用P片鐳射尚在試驗中
                         
                        2, HDI 板結構
                         
                        1)傳統結構:如 1+4+1(with IVH or without IVH)
                         
                        2)特殊結構:如 2+4+2(with IVH or without IVH)(二階盲孔設計)
                         
                         
                        3)根據結構要求,需特別檢查以下疊孔和近孔情況
                         
                        (a)盲孔與埋孔 (very important)
                         
                        (b)盲孔與通孔
                         
                        (c)埋孔與通孔
                         
                        其中(a)很重要,盲孔與埋孔重疊可能造成開路之功能影響
                         
                        當盲孔與埋孔處于同一網絡時,可建議取消該盲孔;
                         
                        當盲孔與埋孔處于不同網絡時,需建議移開盲孔以避免之(通常生產鉆帶中應保證孔邊到孔邊理想值8mil,最小6mil)。
                         
                        而對于(b)和(c)之缺陷,可建議客戶取消其盲孔或埋孔,保留通孔即可,無線路功能影響。
                         
                         
                         
                         
                        二、基本設計
                         
                        1、 Panel Size設計:不大于16*18 inch,
                         
                        因HDI板線寬/間隙設計小,難對位,不宜設計大panel;同時,考慮到HDI板之板邊的標靶或模塊較多,板邊盡可能不小于0.8inch。
                         
                        2、 Laser標靶設計在次外層,以方便Laser盲孔對準次外層上的盲孔線路pad。
                         
                        3、要錯開埋孔鉆帶和通孔鉆帶中的管位孔
                         
                        3、 Conformal Mask菲林:又稱盲孔位蝕點菲林。即在所有盲孔位設計為直徑4-5mil 的小間隙,通過線路蝕刻的方法把銅蝕掉,再用CO2鐳射機打通樹脂層。其D/F的選擇與其它干菲林工序一樣。(Conformal Mask流程請參考附件)
                         
                        4、為提高布線的集成度,所有的網絡均由埋孔和盲孔導通,整個板內無PTH。而D/F對位中需用到PTH,僅僅板邊的四個干菲林對位孔是不夠的,這時我們需要在板邊和up-panel的鑼空位加鉆一些PTH用于D/F對位?蓞⒖糞80506AH制作。
                         
                        5、Laser盲孔孔徑及其Annular Ring
                         
                        1)孔徑一般為4-6mil,可控制孔型最好;一般地,盲孔起導通作用,客戶對孔徑并無嚴格要求。
                         
                        (當盲孔大于8mil時,可考慮采用機械鉆孔制作,以降低物料成本)
                         
                        2)錫圈A/R:采用新工藝時,保證ring 5mil min,削pad位4.5mil min.
                         
                        (P.L機對位+暴光機對位+菲林變形+Laser對位)
                         
                        采用舊工藝時,保證ring 4mil min,削pad為3.0mil min.
                         
                        (當盲孔ring滿足不到以上要求時,請與R&D部門溝通如何制作)
                         
                        3)為保證足夠的盲孔之A/R,可考慮以下方法:
                         
                        a)適當移線; b)建議移孔;
                         
                        c)減小孔徑; d)局部減小線寬;
                         
                        e)線到盲孔pad 的間隙按3mil做
                         
                         
                         
                         
                        三、 生產流程
                         
                        1、 Laser盲孔的成型方式
                         
                        1)UV鉆直接成型 (采用UV紫外線直接把銅和樹脂打通至次外層)
                         
                        2)UV鉆+CO2 (UV穿銅,CO2 Laser打通樹脂層)
                         
                        3)Conformal Mask+CO2(采用蝕刻方法把銅蝕掉,再用CO2打通樹脂層)
                         
                        其中(1)和(2)為傳統工藝,有對位準確的優點,但速度慢,產能小,
                         
                        而(3)為新工藝,因D/F的對位問題易造成偏孔和崩孔,但速度快,生產效率高,此工藝宜于大批量生產
                         
                        2、工藝流程:
                         
                        舊工藝流程::...--第一次壓板--鑼料--鉆埋孔--除膠渣--沉銅--全板電鍍(直接達到PTH孔內銅厚)--埋孔塞孔--刷磨--L2/L5 D/F--線路電鍍(鍍錫,不鍍銅)--蝕板--褪錫--中檢--棕化--第二次壓板(RCC壓合)--鑼料--laser drilling--機械鉆孔--除膠渣--板電--外層D/F...
                         
                        最新工藝流程:...--第一次壓板--鑼料--鉆埋孔--除膠渣--沉銅--全板電鍍--L2/L5 D/F--線路電鍍--蝕板--褪錫--中檢--棕化--埋孔塞孔--(以后為外層流程)棕化--第二次壓板(RCC壓合)--鑼料--盲孔D/F(conformal mask,請參考附件)--蝕板--AOI檢查--機械鉆孔(鉆孔后需走化學前處理清潔板面,否則將影響Laser對位及盲孔品質)--laser drilling--除膠渣--板電--外層D/F...
                         
                        1) 埋孔塞孔
                         
                        A、 D/F后,圖電前塞孔(舊工藝)
                         
                        a)油墨:HBI-200DB96
                         
                        b)深度:100-105%
                         
                        c)缺陷:埋孔塞孔深度不足時,在圖形電鍍中因錫缸藥水流動性較差,易產生孔內鍍錫不良;經蝕刻時,蝕刻藥水攻擊孔內鍍銅而造成孔內無銅;此外,塞孔時板面會有殘留油墨,需增加刷磨流程以避免影響后面的電鍍和線路制作,但實際生產中,刷磨工藝之品質很難控制。
                         
                        B、 線路后塞孔
                         
                        a)油墨:山榮UC-3000-150
                         
                        b)深度:70-100% (必須嚴格控制,不能過淺或過深,最淺不小于50%)
                         
                        深度小于50%,表面RCC會下陷,易導致外層短路
                         
                        深度大于100%,表面會凸起,不平坦,壓板后可能造成內層變形
                         
                        c)塞孔流程:棕化并120℃烘烤10分鐘--UC-3000油墨塞孔(深度控制在70-100%)--Pre-cure 60℃30 min(水平放置)--噴錫UV機走1遍(速度1.5-1.8m/min)--Post-cure 160℃持溫60 min--棕化--RCC壓合…
                         
                        注:i)塞孔前棕化:由于塞孔后會有部分油墨樹脂覆蓋在板子銅面上,在后續做壓板前棕化處理時該油墨覆蓋處的銅面將無法被棕化,故在塞孔前必須先棕化,以避免壓板后沒有棕化銅面與樹脂分層爆板;
                         
                        ii)壓板后棕化:在塞孔生產操作中前一次棕化層表面很容易會有擦花(棕化層極。,經烘烤時棕化層也可能會有損傷,如果壓板前不再做一次棕化,壓板時表面粘合力、附著力不良,甚至可能引起局部分層。
                         
                        2) 先機械鉆孔,再鐳射鉆
                         
                        a)先鐳射再機械鉆孔及磨披鋒,易導致粉屑掉入盲孔內,而后工序無法全部清除掉盲孔內粉屑,可能導致盲孔內電鍍不良
                         
                        b)有些盲孔與通孔的距離太近,先鐳射鉆后,鉆通孔時可能對盲孔的擠壓而造成盲孔變形及電鍍不良
                         
                        3、流程發展趨勢:走直接電鍍流程,即一次性把孔銅和表銅鍍至客戶要求,簡化電鍍流程,提高生產效率;外層D/F走負片生產。
                         
                        四、HDI制板其它檢查項目
                         
                        1、 特別檢查VIA孔的Ring,充分考慮其鉆嘴的選擇
                         
                        2、 檢查同一板中是否有幾種不同孔徑的盲孔,需建議成統一孔徑以方便生產
                         
                        3、 檢查盲孔有無漏pad,分析盲孔ring是否足夠
                         
                        4、 檢查孔到外圍的距離,問客可否移孔避免崩孔和外圍露銅
                         
                        5、 檢查最小SMD 和BGA pad是否超能力
                         
                        6、 RCC層厚度是否有特別要求,考慮RCC的選用
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