机械钻孔与雷射钻孔.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机械钻孔与雷射钻孔,的概论与差异,Dec,23,2013,Cindy Xia,2,Agenda,1,3,2,機械,鑽孔製程,鑽孔的目的與,使用物料,雷射,鑽孔製程,3,PCB,製程,-,鑽孔製程,N,層曝光蝕刻,鍍銅,灌埋孔,壓合,(,一,),內層,鑽孔,(,一,),表面整平,鑽孔,(,二,),壓合,(,二,),C.M-,曝光蝕刻,雷射鑽孔,鍍銅蝕刻,4,钻孔的目的,在,板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均,需,满足客户的要求,。,实,现层与层间的导通，以及将来的元件插,焊,为后工序的加工做出定位或对位,孔,5,孔的分類,通孔,盲孔,埋孔,VIA,孔,鑽孔,使用,的物料及,特性,6,钻咀,底板,面板,复合材料,LE100/300/400/Phenolic,铝箔压合,材,L.C.O.A,EO,+,铝合金,板,Al,sheet,铝片,复合,材料,木,质底板,酚醛树脂,板,酚醛,底板,铝箔压合,板,L.C.O.A,S3000,7,鑽孔,使用,的物料及,特性,盖板,作用：,防止钻头钻伤台,面 ,防止钻头折,断 ,减少,毛刺 ,散,热,要求,：有利于钻刀的散热，降低钻孔温度；不折断钻咀；,铝片,复合树脂铝片,浸,FP,树脂纸板,酚醛板,0.15-0.2mm,适用于普通板钻孔,0.3mm,软板钻孔,0.25mm,适用于,HDI,板,PTFE,板,BT,板,软板钻孔专用耗材,0.25mm,适用于,HDI,板,软板，背钻钻孔专用耗材,适用于软板和,0.5mmPTFE,以上板钻孔 硬度,85,8,鑽孔,使用,的物料及,特性,盖板,作用：防止钻孔上表面毛刺保护覆铜箔层不被压伤，提高孔位精 度。,要求：有利于钻刀的散热，降低钻孔温度；不折断钻咀；,鑽孔,使用,的物料及,特性,9,底板,作用：,保护板面，防止压,痕 ,导向，防止钻头在铜面上打滑，提高孔位精度,减少,毛刺 ,散,热防止钻孔披锋；防止损坏钻机台；减少钻咀损耗。,要求,：板面平滑、清洁；产生的碎屑小；与待钻板大小一致,。,木浆板,白色密胺板,树脂板,酚醛板,适用于普通非密集孔位钻孔,邵氏硬度,562,适用于,HDI,板,软板钻孔专用耗材,邵氏硬度,782,适用于,HDI,板,软板钻孔专用耗材,邵氏硬度,782,适用于,HDI,板,软板钻孔专用耗材,大于邵氏,D,级硬度,85,10,Agenda,1,3,2,機械,鑽孔製程,鑽孔的目的與種類,雷射,鑽孔製程,內層裁板,機械鑽孔,(N,層）,內層,AOI,內層曝光蝕刻去膜,去膠渣,(C313),（,N,層）,壓合（,A,版）,化學鍍銅,(M011),（,N,層）,棕,化,壓合,(K012),X-Ray,鑽,靶,成型裁邊,棕化（,A,版）,外層顯影,外層顯影,（,N,層）,電鍍,（,N,層）,外層,蝕刻,（,N,層）,成型裁邊,(A,版）,鐳射,mask,曝光,鐳射,mask,蝕刻,雙面打薄,內層蝕刻後,AOI,鐳射,mask AOI,外層曝光,銑床成型,外層電氣測試,成品檢查,化學銀,X-Ray,鑽,靶,成型裁邊,曝光,(N,層）,雙面打薄,電鍍,Deburr,水洗,去膜蝕刻,鐳射鑽孔,阻抗測試,化學鍍銅,去膠渣,PCB,生產,流程,:,成檢後蓋章,包裝,前灌孔,液型抗焊,雙面文字印刷,阻抗測試,鑽 孔,Deburr,水洗,12,機械鑽孔,製程,-,鑽頭,钻,頭,作用：通过钻机在高转速和一定落速带动下钻穿线路板。,要求：钻刀直径、钻尖面；材质有一定韧性、硬度及耐磨,性能,钻,头的主要类型有,：,ST,型、,UC,型,UC,型,-,因,減少和基板接触的,面積所以,可提昇孔壁品質,ST,型,-,基本上再研磨次数比,UC,型多,13,機械,鑽孔製程,-,鑽頭,UC,型,ST,型,结构不同点,：,0.4,0,.8,mm,UC,型的设计优势,ST/STX,的设计优势,高质量的钻孔品质，低的钻孔温度，低的钉头、胶渣、折断率现象。,操作简单，直径控制容易，较多的研磨次数,低的折损率，减少了钻孔扭矩阻力。,较大的使用范围，使用于一般用途,利于微钻和6层以上的,PCB,板。,利于一般直径钻头和双面板及6层以下多面板。,14,IAC Confidential,機械,鑽孔製程,-,設備,主要型号,HITACHI,POSALUX,ADVANCED CONTROL,制造区域,日本制造,瑞士制造,美国制造,基本信息,型号,6L180,、,E210E,，有,6,个钻头，钻头钻速最高,160/125rpm,，空气轴承钻头。,型号分别有,M22,、,M23,两种，有,5,个钻头，分别最高是,80Krpm-,1,6,0,Krpm,，是空气轴承钻头。,型号是,TRUDRIL 104,、,2550,，有,5,个钻头，钻头钻速最高,200Krpm,，空气轴承钻头。,设备式样,15,機械,鑽孔製程,-,鑽頭不良說明,缺口,:,會,造成孔大,燒焦,崩尖.孔壁粗糙,中心點分離:會造成孔變 形,斷針孔粗,中心點重疊:,會造成孔變形,斷針孔粗,大小頭,:,會,造成偏孔移位,燒焦,崩孔,亮點,:,造成孔粗,&,燒焦,中心線不直,:會造成孔大,&,孔偏,燒焦,內外弧,:,會,造成孔大,斷針偏孔,16,機械,鑽孔製程,-,常見問題,17,機械,鑽孔製程,-,圖片範例,孔位精度(,Drilling Deflection),孔位精度(,Shift),鑽頭,剛性,適,当的畳板数,主軸,Run-out,管理,適,当的,Entry Board,的使用,鑽孔,機的機床精度,定位,PIN,不適当,鑽孔,機的機床移位,内,層移位,18,機械,鑽孔製程,-,圖片範例,内壁粗度,樹脂焦渣,電鍍後電気導通的信頼,性対,内層絶縁的信頼性,對策,:,提昇,粉屑的排出性,降低,孔壁粗度,在鑽孔時因熱溶化的樹脂,、付,着在内層銅箔,上,造成電鍍,不良,減少鑽頭與孔壁接触的,面積（,使用,UC,型）,加快,進刀,速撃,孔数、畳板数重新検討,基板钻孔未能钻穿,钻咀长度不正确或钻机的深度数值调校不正确所致,19,Agenda,1,3,2,機械,鑽孔製程,鑽孔的目的與種類,雷射,鑽孔製程,20,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,LASER,分,类,100 nm,5th H,4th H,3rd H,Ar-Ion,2nd H,Nd:YAG,Nd:YAG,Nd:YAG,Nd:YAG Nd:YAG Nd:YLF,Wavelength,212 nm,266,nm,355 nm,488,nm,532 nm,1064 nm,VISIBLE,INFRARED,ULTRAVIOLET,1000 nm,10,000 nm,400 nm,750 nm,1321 nm,光谱图,激光类型主要包括,红外光,和,紫外光,两种；,可見光,紫外線,(UV),紅外線,(IR),21,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,雷射加工介紹,雷射鑽孔的主要功能,雷射鑽孔一般用於,Via,孔,(,微通孔,),随着,PCB,向微型和高密度互连的方向发展，越来越多制板采用微导孔的连接方式实现高密度互连,，,傳統機械鑽孔的小孔能力，幾乎已經到極限；隨著盲孔設計的發展，高密度的需求其可靠性也需要新工藝與以改善，雷射鑽孔因應而生,22,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,主要方法,LASER,类型,UV,激发介质,YAG,激发能量,发光二极管,代表机型：,ESI 5320,LASER,类型,IR,（,RF,）,激发介质,密封,CO2,气体,激发能量,高频电压,代表机型：,HITACHI,LC-1C21E/1C,LASER,类型,IR,（,TEA,）,激发介质,外供,CO2,气体,激发能量,高压电极,代表机型：,SUMITOMO,LAVIA 1000TW,雷射鑽孔的,主要方法為,IR&,UV Laser,，,其加工方式是不一樣的,23,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,鑽孔的相關物料,雷射鑽孔的,主要方法為,IR&,UV Laser,，,其加工方式是不一樣的，其使用的材料有不一樣,1.,如下圖所示,，對於紅色,波長的光，件的,FR4,覆銅板成分中,，純,樹脂將較穩定的被吸收性能，故常規的紅外（,CO2),加工技術將取消常規,FR4,內的玻璃布成分,，但因為純,樹脂的可彎折能力太差，運輸困難，因此發明了,樹脂加銅箔的複合片,RCC,2.UV,光,在,0.3,微米以下的波長，可讓,FR4,的三大成份體一致吸收性能，所以也適合用於常規的,P,片中,3.,為了提高,CO2,紅外線光,的加工技術，還發明,了黑化複銅樹脂片高密玻璃布等。而,FR4,也同,樣被利用到,CO2,紅外光的盲孔加工技術,24,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-IR(CO2),流程,25,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-UV,流程,26,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-UV,流程,27,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,雷射,Via,的規範,Position,Assign No.,Specification,Top Size,A,12.5,m,Bottom Size,B,AB A,80%,Under Cut,(,底切,),C,15,m,Bulge,(,凸出,),D,10.4,m,Damage,(,損傷,),E,Unacceptable,Conformal Mask,Direct,Materials,RCC FR4 FR5 Thermount,RCC FR4 FR5 BT,ABF INK CU,Hole Size,75,m,254,m,RCC ABF INK BT 80,m127,m,FR4 FR5 BT 80,m127,m,CU BT 80,m127,m,Depth Max,154,m,154,m,Panel Size,21,”24”,21,”24”,Roundness,90%以上,90%以上,28,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,雷射,Via,的規範,Conformal Mask,以銅窗大小決定孔徑所以使用較大的,Laser Beam,加工。,Direct,以,Laser Beam,大小,決定孔徑。,Copper Direct,以,Laser Beam,大小決定孔徑。,29,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,雷射,Via,的規範,標準盲孔,殘膠,能量過大、過蝕,下孔徑不足,底銅受損、分層,穿銅,雷射偏移,30,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,雷射範例圖片,正常允收,孔底過小,LASER,打偏,能量不足,31,IAC Confidential,雷射鑽孔製程,-,雷射範例圖片,能量過強,穿銅,殘膠,32,IAC Confidential,機械鑽孔與雷射鑽孔差異,機械鑽孔,雷射鑽孔,成本,少,多,精密度,(,孔徑大小,),100um,以上,較精密,(70100um),可否鑽盲孔,(build-up),否,可,