盲埋孔线路板ME制作及生产工艺技术-深联电路板.doc

盲埋孔线路板ME制作及生产工艺技术深联电路板作者：深圳市深联电路有限公司1、概述： 公司生产的埋盲孔板种类较多，目前可分为如下7种：四层一次压合埋盲孔板，六层以上一次压合埋盲孔板，四层以上两次压合埋盲孔板，四层以上三次压合埋盲孔板，表面芯板5OZ板，表面铜箔5OZ板，HDI（1+C+1）板。由于每种结构的技术难点不同，导致加工流程、工艺图形设计和制程控制点进行相应的变更。下文分别从ME的流程设计、工艺图形的设计及使用、制程中设备的选用和控制要求进行说明，为ME及PE技术人员进行指导，针对个别产品可能有不同的技术难点，要综合分析其加工要点进行设计及加工。2、埋盲孔板ME设计原则埋盲孔板ME设计中，要遵守三个原则：最小外层对位难度原则；定位基准误差最小原则；成本最小原则。2.1.最小外层对位难度原则通孔定位靶标与盲孔尽可能一致，减小由尺寸变化带来的误差。可以取消单面内层图形的各种识别点，减小多次图形制作中的偏差干扰。盲孔内层对位要高于外层对位，此种情况下，外层的盲孔环宽要求大于通孔环宽及内层环宽，ME要在设计过程中进行优化。2.2.定位基准误差最小原则内层的各种识别点及靶标图形近距离设计，同时要保证各定位系统防错。除备用靶标外，靶标点及识别点位置要靠近板中，以保证在钻靶标等过程中得到补偿。2.3.成本最小原则拼板尺寸及加工流程的设计对成本影响最大。在满足客户要求的情况下，要同时考虑应用最经济的工艺路线进行加工。3、埋盲孔板分类3.1. 四层一次层压埋盲孔板产品特征：一般为两张或两张以上芯板组成，芯板具有埋盲孔。工艺路线：芯板钻孔芯板电镀芯板单面图形制作inspecta钻铆钉孔层压双轴钻靶微蚀钻孔孔金属化外层图形。技术难点：当结构为1.2mm的四层板时，有销定位方式压合偏位缺陷较高如图1所示： 3.1.1. 四层一次层压埋盲孔板ME资料制作控制项目原因ME制作要求芯板钻孔程序比例缩放薄板孔金属化尺寸变化按芯板种类进行缩放内层单面图形比例目前芯板板厚度大于0.3mm，收缩情况较小目前按芯板进行缩放，当芯板厚度小于0.3mm时，进行质量跟进。辅助菲林图形防止内层制作偏位时，对内层识别点及靶标位置干扰。辅助菲林要求无识别点或靶标点，四层板层压易偏位有销定位易偏位，层压定位方式为铆钉定位识别点及靶标位置按下图所示“”为靶标，“”识别点。靶标位于识别点与中线之间，可以在中线上（要回避曝光定位孔）3.1.2. 四层一次层压埋盲孔板加工过程控制重点工序控制点不良后果内层钻孔防止薄板折皱，倒夹点加工时易变形。电镀需压平内层图形图形与孔对位要求最高，一般不能偏50%破坏定全部定位系统层压准备防止铆合偏位，可用X光进行检验对位偏层压钻靶均分，收缩大于0.15mm时要报警外层盲孔对位偏钻孔外层通孔位与盲孔对位。外层图形一般使用自曝光机进行加工。外层盲孔对位偏下一步改进内容：1、 使用除有销定位外的多种定位方式进行层压。2、 盲孔孔内镀层要求与生产控制。（外层盲孔孔内无铜与有铜的相关要求不明）3.1.3. 四层一次层压埋盲孔板案例分析例1，D1539，原结构要求孔内铜厚为大于20um，内外层铜厚为3OZ。选用1OZ芯板则可按上述工艺路线进行加工。但如果选择2OZ芯板，则可减少电镀时间及压合后微蚀，加工效率最高，外层成品铜厚为4OZ，图形补偿允许情况下，使用2OZ芯板的结构设计优于1OZ芯板。3.2. 六层（或以上）一次层压埋盲孔板产品特征：一般为3张或3张以上芯板组成，表层芯板具有埋盲孔。内层通常无埋孔。工艺路线：芯板钻孔芯板电镀芯板单面图形制作inspecta钻铆钉孔层压双轴钻靶微蚀钻孔孔金属化外层图形。技术难点：当结构为1.2mm的四层板时，有销定位方式压合偏位缺陷较高 当结构为6层及以上板时，各内层的收缩比例不同如图2所示： 3.2.1. 六层（或以上）一次层压埋盲孔板ME资料制作技术难点原因ME制作要求比例缩放芯板电镀后收缩对钻孔及内层菲林预放比例，见附录3层压易偏位铆钉定位易偏位，层压定位方式为有销定位薄芯板金属化收缩大金属化过程中，芯板由于应力收缩，且2#线及4#线的收缩不同芯板厚度小于0.6mm时为4#线薄板夹具加工，厚芯板要求不高3.2.2. 六层（或以上）一次层压埋盲孔板加工过程控制重点工序控制点不良后果内层钻孔防止薄板折皱电镀需压平内层图形图形与孔对位要求最高，一般不能偏50%，表层芯板加工后再进行内部芯板加工。对位不良会破坏定全部定位系统。未经电镀芯板先加工会造成所有比例无法修正。层压准备防止铆合偏位，可用X光进行检验对位偏层压钻靶均分，收缩大于0.15mm时要报警外层盲孔对位偏钻孔外层通孔位与盲孔对位。外层图形一般使用自曝光机进行加工。外层盲孔对位偏3.2.3. 案例分析例1：F/N:C0491 F/N:D05063.3.六层以上两次压合埋盲孔线路板（含六层）产品特征：一般为2张上板经过两次压合组成，表层芯板具有盲孔。内层通常无埋孔。工艺路线：一次压合钻孔一次金属化芯板单面图形制作inspecta钻销钉孔层压双轴钻靶微蚀钻孔孔金属化外层图形。技术难点：当结构以高多层板为主，通常第一次压合不对称时会有严重的变形。 当结构为内层钻孔孔位要求高，第一次压合后单面图形制作对位要求高。 对外层铜厚有较严格的控制要求 3.3.1、六层以上两次压合埋盲孔板ME制作要求技术难点原因ME制作要求芯板收缩比例第一次层压的对位要求较高第二次层压结构不对称时，变形难以消除需进行提示，当结构有较大的不对称时（与案例不同），要及时进行质量跟进。层压易偏位铆钉定位易偏位，层压定位方式为有销定位第一次钻孔及单面图形比例第一次压合厚度较小时（0.5mm以下），第二次压合的收缩较大需及时要求PE进行该结构的测试。铜厚控制外层经多次电镀，难以进行细线路加工或满足客户要求。第二次层压后微蚀，厚度控线路制作要求进行控制。一次层压靶标点内层靶标位置分布有利于误差互补分布中线有利于定位孔加工，图示为较佳组合，可通用于各种钻靶机靶标设计第一次压合后单面图形对位较差去除单面图形的识别点及靶标点，该位置为无铜区，利用其它孔进行对位检验。二次层压靶标点内层靶标位置分布有利于误差互补当材料利用率不允许时，尽可能放入中线区域，第二次识别点可由靶标孔取代，但必需有一点偏置。3.3.2、六层以上两次压合埋盲孔板加工过程控制重点工序控制点不良后果内层钻靶有偏位时要跟据偏位情况进行校正外层通孔与盲孔对位不良或内层偏位。层压准备第一次压合防止铆合偏位，可用X光进行检验对位偏内层图形第一次压合后单面图形与孔对位要求最高，一般不能偏50%，表层芯板加工后再进行内部芯板加工。对位不良会破坏定全部定位系统。未经电镀芯板先加工会造成所有比例无法修正。层压钻靶均分，收缩大于0.15mm时要报警外层盲孔对位偏层压不对称结构防变形变形超差钻孔外层通孔位与盲孔对位。出现偏位要跟据情况进行补正通孔下盲孔对位不良电镀镀层均匀性及厚度控制铜厚超差外层图形一般使用自曝光机进行加工。使及手动曝光要加强对通孔及盲孔的对位情况的检验外层盲孔对位偏3.3.3.案例分析C1120，C19733.4.六层以上三次压合埋盲孔板产品特征：一般为2张上板经过三次压合组成，表层芯板具有两次盲孔，通孔与盲孔的对位要求极高，偏差互补性较差。工艺路线：一次压合钻孔一次金属化芯板单面图形制作二次层压双轴钻靶微蚀钻孔孔金属化单面图形三次层压双轴钻靶微蚀钻孔孔金属化外层图形技术难点：当结构以高多层板为主，通常第一、二次压合不对称时会有严重的变形。 当结构为内层钻孔孔位要求高，第一、二次压合后单面图形制作对位要求高。 对外层铜厚有较严格的控制要求。目前还缺少对此类产品的加工经验。 3.4.1、六层以上三次压合埋盲孔板ME制作要求技术难点原因ME制作要求芯板收缩比例第一次层压的对位要求较高第一、二次层压结构不对称时，变形难以消除需进行提示，当结构有较大的不对称时（与案例不同），要及时进行质量跟进。第一，及二次钻孔及单面图形比例第一、二次压合厚度较小时（0.5mm以下），第二次压合的收缩较大需及时要求PE进行该结构的测试。铜厚控制外层经多次电镀，难以进行细线路加工或满足客户要求。第一、二次层压后微蚀，厚度控线路制作要求进行控制。一次层压靶标点内层靶标位置分布有利于误差互补分布中线有利于定位孔加工，图示为较佳组合，可通用于各种钻靶机靶标设计第一、二次压合后单面图形对位较差。一般要进行质量跟进。去除单面图形的识别点及靶标点，该位置为无铜区，利用其它孔进行对位检验。二次层压靶标点内层靶标位置分布有利于误差互补当材料利用率不允许时，尽可能放入中线区域，第二次识别点可由靶标孔取代，但必需有一点偏置。3.4.2、六层以上三次压合埋盲孔板加工过程控制重点工序控制点不良后果内层钻靶有偏位时要跟据偏位情况进行校正外层通孔与盲孔对位不良或内层偏位。层压准备第一次压合防止铆合偏位，可用X光进行检验对位偏内层图形第一次压合后单面图形与孔对位要求最高，一般不能偏50%，表层芯板加工后再进行内部芯板加工。对位不良会破坏定全部定位系统。未经电镀芯板先加工会造成所有比例无法修正。层压不对称结构防变形变形超差层压变形后钻靶困难，尽可能使用均分功能，“求心”加工时对收缩进行分析，对钻孔定位进行修正外层盲孔对位偏钻孔当“求心”方式加工时，要对靶标进行修正通孔下盲孔对位不良电镀镀层均匀性及厚度控制铜厚超差外层图形一般使用自曝光机进行加工。使及手动曝光要加强对通孔及盲孔的对位情况的检验外层盲孔对位偏3.4.3.案例分析目前暂无3.5.表面为芯板5OZ板产品特征：一般为2张上板经过一次压合组成，表层芯板及内层芯板具有盲埋孔，通孔与盲孔的对位要求较小，加工过程中芯板尺寸变化较大，偏位较多。工艺路线：钻孔金属化孔及表面铜厚为5OZ芯板单面图形制作及双面图形制作层压双轴钻靶微蚀钻孔孔金属化外层图形。技术难点：芯板尺寸稳定性主要由金属化厚度、残铜量、芯板厚度决定层间介质层厚度以1080、2116构成，需要对填胶量进行分析。 对外层铜厚有较严格的控制要求。 3.5.1、表面为芯板5OZ板ME制作要求控制项目原因ME制作要求芯板钻孔程序比例缩放薄板孔金属化尺寸变化按电镀种类对钻孔程序及内层菲林进行缩放比例，见附录3芯板电镀镀层厚度对填胶有较大影响190um内外层铜厚150um内层单面及双面图形比例电镀后芯板收缩，蚀刻后会有一定增加。单面图形比例目前按芯板进行缩放辅助菲林图形防止内层制作偏位时，对内层识别点及靶标位置干扰。辅助菲林要求无识别点或靶标点，层压易偏位层压定位方式为有销定位识别点及靶标位置按下图所示“”为靶标，“”识别点。靶标位于识别点与中线之间，可以在中线上（要回避曝光定位孔）3.5.2、表面为芯板5OZ板加工过程控制重点工序控制点不良后果芯板电镀190um内外层铜厚150um对位偏内层图形内层图形与芯板孔位对位层压压力（比正常板大）填胶不良层压微蚀厚度控制钻孔钻孔数及内层对位阻焊多次绿油厚度整平锡炉温度控制易产生白点3.5.3、案例分析D06923.6.表面为铜箔5OZ板产品特征：一般为2张上板经过一次压合组成，内层芯板具有埋孔，加工过程中芯板尺寸变化较大，偏位较多。工艺路线：钻孔金属化孔芯板双面图形制作层压双轴钻靶钻孔孔金属化外层图形 3.6.1、表面为铜箔5OZ板ME制作要求控制项目原因ME制作要求芯板钻孔程序比例缩放薄板孔金属化尺寸变化按电镀种类对钻孔程序及内层菲林进行缩放比例，见附录3芯板电镀镀层厚度对填胶有较大影响190um内外层铜厚150um内层单面及双面图形比例电镀后芯板收缩，蚀刻后会有一定增加。单面图形比例目前按芯板进行缩放菲林图形补铜残铜量不足会造成较大的收缩加铜条至43%-56%层压易偏位层压定位方式为四槽定位（加热铆有助于叠板及对位）识别点及靶标位置按下图所示“”为靶标，“”识别点。靶标位于识别点与中线之间，可以在中线上（要回避曝光定位孔）3.6.2、表面为铜箔5OZ板加工过程控制同表层为板5OZ板3.6.3、案例分析D0754，YF0383.7.HDI（1+C+1）板产品特征：产品结构为“1C+1”，内层埋孔要进行塞孔，表层盲孔孔径最小为4mil。工艺路线：内层C加工表层压合外层钻孔开窗图形制作铣边激光钻孔去钻污微孔检验孔金属化外层图形。 3.7.1、HDI（1+C+1）板ME制作要求控制项目原因ME制作要求识别点及靶标位置外层开窗与次外层PAD对位要求较高，第二次压合后有部分收缩按下图所示“”为靶标，“”识别点。靶标位于识别点与中线之间，可以在中线上（要回避曝光定位孔）激光开窗大小目前加工范围为：4mil以上常规为5mil或6mil小批板边框补铜增加残铜量有助于减小压合收缩在拼板边框加铜块一（选用方块图形优于圆点）自动曝光孔间距要大于相应的干膜尺寸贴膜后曝光孔外露有助于对位参考相应的干膜尺寸开窗图形蚀刻后铣边保证电镀夹板点有铜铣边尺寸参照相应的干膜尺雨寸3.7.2、HDI（1+C+1）板加工过程控制重点工序控制点不良后果层压两次压合的参数不同，RCC要冷机压流胶不良，分层起泡层压钻靶参照点要统一，必须有均分功能对位不良钻孔曝光定位孔钻孔质量曝光定位不良次外层图形制作贴膜尺寸，自动曝光精度控制外层激光开窗孔对位不良开窗图形自动曝光机真空状态开窗孔径不良激光钻孔孔形控制孔底有钻污去钻污振动等效果去钻污不良电镀铜厚控制分布不良微孔AOI偏位及少孔开路及短路，可靠性差测试开路假点不良品增多3.7.3.案例分析 C1789附录1半固化片压合厚度目的：厚铜箔多层板加工时，半固化片的结构选择极为重要，关系到压合后的填胶能力及的点白斑，ME技术人员可按下表厚度进行相应的选择。E玻纤布的厚度往往决定客户的介质层设计是否合理，所选的玻纤总厚度在小于客户提供的质层厚要求，通常情况下，5OZ板需1张2116加3张1080半固化片，而2OZ板需2张1080半固化片。型号胶含量(%)压制厚度(um)凝胶时间(s)所用E玻纤布型号E玻纤布厚度（um）流动度（%）7628(S0104)common43319520170207628173102357628(S0404)UV blocking43319520140207628173102357628(S0404)Tg 17043319520140207628173102352116(S0103)common5241202017020211694102852116(S0403)UV blocking5241202014020211694102852116(S0403)Tg 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