PCB生产涨缩管控

1、温馨提示温馨提示: :上课前请将您的手机调为静音上课前请将您的手机调为静音/ /振动振动 Palwonn Electronics (Suzhou) Co., Ltd. 深入深入ThoroughThorough 专注专注StudiousStudious 扎实扎实SteadySteady 精致化精致化ExquisiteExquisite 昱鑫科技昱鑫科技( (苏州苏州) )有限公司有限公司 Palwonn Electronics (Suzhou) Co., Ltd. PCB生产涨缩管控生产涨缩管控教育训练教育训练 2021/5/12 2 课程纲要课程纲要 序号序号内容内容 1 1尺寸涨缩概述尺寸涨

2、缩概述 2 2涨缩流程分解涨缩流程分解 3 3涨缩制程管控方法涨缩制程管控方法 4 4涨缩异常处理涨缩异常处理 2021/5/12 3 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 什么是尺寸涨缩什么是尺寸涨缩? ? 尺寸涨缩通常就是指PCB制作流程中,其基材吸湿而澎涨,脱湿而收 缩之尺寸变化的过程.愈高温愈易吸湿,因而愈高温高湿时,尺寸变化更 大. 尺寸涨缩对尺寸涨缩对PCBPCB的影响的影响? ? 尺寸涨缩对各制程的作业有很大的影响,它将影响到钻孔与内层的 对准度,外层和防焊,文字的对准度,以及成品的尺寸公差. 2021/5/12 4 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 通常我们所说的尺寸涨缩主要分为:

3、基板涨缩与底片涨缩. 基板 底片 2021/5/12 5 基板尺寸涨缩的原因: （1）经纬方向差异造成基板尺寸变化;由于剪切时,未注意纤维方向, 造成剪切应力残留在基板内,一旦释放,直接影响基板尺寸的收缩. 基材尺寸涨缩的控制方法: （1）确定经纬方向的变化规律按照收缩率在底片上进行补偿(光绘前进 行此项工作).同时剪切时按纤维方向加工,或按生产厂商在基板上提供的字 符标志进行加工.(一般是字符的竖方向为基板的纵方向) 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 6 基板尺寸涨缩的原因: （2）基板表面铜箔部份被蚀刻掉对基板的变化限制,当应力消除时产生 尺寸变化. 基材尺寸涨缩的控制

4、方法: （2）在设计电路时应尽量使整个板面分布均匀.如果不可能也要必须在 空间留下过渡段(不影响电路位置为主).这由于板材采用玻璃布结构中经纬 纱密度的差异而导致板材经纬向强度的差异. 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 7 基板尺寸涨缩的原因: （3）刷板时由于采用压力过大,致使产生压拉应力导致基板变形. 基材尺寸涨缩的控制方法: （3）应采用试刷,使工艺参数处在最佳状态,然后进行刷板.对薄型基材, 清洁处理时应采用化学处理或喷砂处理. 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 8 基板尺寸涨缩的原因: （4）多层板在层压前,因基板有吸湿性,使薄基板或半固化片吸

5、湿,造 成尺寸稳定性差,基板中树脂未完全固化,导致尺寸变化. 基材尺寸涨缩的控制方法: （4）基材必须进行烘烤以除去湿气.并将处理好的基板存放在真空干燥 箱内,以免再次吸湿, 烘烤还可以确保树脂固化,减少由于冷热的影响,导 致基板尺寸的变形. 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 9 基板尺寸涨缩的原因: （5）多层板经压合时,过度流胶造成玻璃布形,从而导致尺寸. 基材尺寸涨缩的控制方法: （5）需进行工艺试压,调整工艺参数然后进行压制.同时还可以根据 半固化的特性,选择合适的流胶量. 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 10 底片尺寸涨缩的原因: （1）底片

6、从真空包装拆包后静置时间不足; 底片尺寸涨缩的控制方法: （1）黑片从真空包装中拆封后需静置24小时,棕片需静置8小时; 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 11 v9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。2021-5-252021-5-25Tuesday, May 25, 2021 v10、低头要有勇气，抬头要有低气。、低头要有勇气，抬头要有低气。2021-5-252021-5-252021-5-255/25/2021 11:35:35 PM v11、人总是珍惜为得到。、人总是珍惜为得到。2021-5-252021-5-252021-5

7、-25May-2125-May-21 v12、人乱于心，不宽余请。、人乱于心，不宽余请。2021-5-252021-5-252021-5-25Tuesday, May 25, 2021 v13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2021-5-252021-5-252021-5-252021-5-255/25/2021 v14、抱最大的希望，作最大的努力。、抱最大的希望，作最大的努力。2021年年5月月25日星期二日星期二2021-5-252021-5-252021-5-25 v15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。202

8、1年年5月月2021-5-252021-5-252021-5-255/25/2021 v16、业余生活要有意义，不要越轨。、业余生活要有意义，不要越轨。2021-5-252021-5-25May 25, 2021 v17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2021-5-252021-5-252021-5-252021-5-25 2021/5/12 12 底片尺寸涨缩的原因: （2）底片绘制完成后静置时间不足直接用于生产; 底片尺寸涨缩的控制方法: （2）底片绘制完成后静置时间必须大于2小时才可用于生产; 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5

9、/12 13 底片尺寸涨缩的原因: （3）温湿度控制失灵; 底片尺寸涨缩的控制方法: （3）温度控制在22+2,湿度在55%+5%RH; 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 14 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 温度的影响 : 在相对湿度下,菲林的尺寸随着温度的上升而涨大,温度下降 而缩小,其热涨变形系数在18ppm/左右,也就是说当温度发生1的 变化时,50cm长的菲林会发生9um的变化（或20寸中的0.36mil）. 湿度的影响 : 在相对温度下,菲林的尺寸随着湿度的上升而涨大,相对湿度的降低而 缩小,湿涨变形系数在10ppm/%RH右,也就是说当湿度度发生 1的变化

10、时,50cm长的菲林会发生5um的变化（或20寸中的0.20mil）. 2021/5/12 15 底片尺寸涨缩的原因: （4）曝光机温升过高. 底片尺寸涨缩的控制方法: （4）采用冷光源或有冷却装置的曝光机及不断更换备份底片. 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述 2021/5/12 16 2.2.尺寸涨缩流程分解尺寸涨缩流程分解 厂商:300PPM 建议厂内管控: R值300PPM 温湿度管控: 温度222湿度55 PP须放在室内612HR以上 先进先出管 理 内层前处理 前后差异 底片上机前后变 化 曝光机內部温湿 度变化 P.P裁切经 纬向区分 压合程式 钻靶 DES后尺寸变化 经纬向区分

11、30sht/叠,150度4小时 烤箱温度均勻性监控 烘烤后冷却时间监控 无尘室温湿度 管控 上PIN作业 X-Ray偏孔 檢查 基板尺寸安定性 检测 储存条件 有效期点检: 基板: P.P: 压烤前后尺 寸变化 暂存要求 温度222,湿度 555 内层涂布前 后差异 底片单张差异 底片每套间差异 底片使用次数 铆合与热熔 同心圆对准 度检测 热压/冷压 钻靶精度 尺寸涨缩检测 Run Out值 检测 进料进料开料开料内层内层压合压合钻孔钻孔 2021/5/12 17 2.2.尺寸涨缩流程分解尺寸涨缩流程分解 防焊前处理 前后差异 上PIN 无尘室温湿 度管控 温度222,湿度 555 无尘室温

12、湿 度管控 温度222,湿度 555 PTH前处理 前后差异 外层前处理 前后差异 压膜前 后差异 曝光机內部温 湿度变化 底片上机前 后变化 底片单张差异 底片每套间差异 底片使用次数 IICu前后 差异 蚀刻后尺 寸变化 防焊预烤前 后差异 曝光机內部温 度湿度变化 底片上机前 后变化 后烤前后变 化 印刷前尺 寸变化 印刷对准 度 后烤后尺寸 变化 制版底片涨缩 网版张力 网版涨缩 网版使用次数 二钻前尺 寸变化 孔位檢查 Run Out 值检测 PTH/ICUPTH/ICU外层外层IICuIICu防焊防焊文字文字二钻二钻 PTH/Icu 前后差异 底片单张差异 底片每套间差异 底片使用

13、次数 2021/5/12 18 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 IQC进料对基板的玻布厂牌、进料尺寸安定性状况进行记录. 2021/5/12 19 开料对1.0mm以下基板进行烘烤1504H,使基板在制程中的涨缩更稳定. 追踪0.08mm板各站尺寸变化, 烘烤基板变化小于未烘烤基板,基板烘烤后更稳定.各站测试如下： 料号 DES后R值 (mil) 压合R值(mil) 外层R值(mil) 防焊R值(mil) 烘烤 X 2.10.91.00.4 Y 1.82.22.00.7 未烘烤 X 1.03.81.20.5 Y 4.63.22.21.7 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方

14、法 2021/5/12 20 内层、外层、防焊曝光时都对底片进行上机前后尺寸变化数据进行收集,通 过数据收集分析是否出现底片上机后不稳定. 试验方法: 1. 内层选取E162C6014DD,对此料号分别使用富士菲林, 均量产超过16小时确 认量产中尺寸变化以及最终尺寸变化 2.量测设备:八目尺 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 21 压合后进行尺寸涨缩量测,记录厂牌、板厚、PP、叠构等进行模组分 类分析. 0909年年4 4月月0909年年0909月不同基板层涨缩现况分析月不同基板层涨缩现况分析 月份月份 层别层别 09040904月月09050905月月090

15、60906月月09070907月月09080908月月09090909月月 4L4L131323238 8131310101515 6L6L191911111212202010102424 8L8L4 41 10 01 13 33 3 合计合计363635352020343423234242 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 22 0909年年0404月月0909年年0909月异常总表分析模块月异常总表分析模块( (四层板四层板) ) 厂版基板pp组合偏涨(件)偏缩(件) 宏仁宏仁1.31080163 宏仁宏仁1.21080/2116111 南亚南亚17628*

16、220 宏仁宏仁0.9211610 宏仁宏仁0.5108010 异 常 料 号 数1667812 百 分 比64.830.54.7 累 积 %64.895.3100.0 板 层 数其 他6L4L 250 200 150 100 50 0 100 80 60 40 20 0 异异常常料料号号数数 百百分分比比 2 2 0 0 0 0 8 8 年年 5 5 月月 - - 2 2 0 0 0 0 9 9 年年 4 4 月月 2 2 0 0 日日 涨涨 缩缩 料料 号号 不不 同同 层层 数数 不不 良良 的的 P P a a r r e e t t o o 图图 08/0509/0408/0509/

17、04月份异常柏拉图月份异常柏拉图09/0409/0909/0409/09月四层板异常统计表月四层板异常统计表 不 良 數9 68 51 2 百 分 比4 9 . 74 4 . 06 . 2 累 积 %4 9 . 79 3 . 81 0 0 . 0 層 別8 L4 L6 L 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 0 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 不不良良數數 百百分分比比 層層 別別 的的 P P a a r r e e t t o o 图图 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 23 0909年年0404月月0909年年0909月异常总表分析

18、模块月异常总表分析模块( (六层板六层板)-1)-1 厂版基板pp组合偏涨(件)偏缩(件) 宏仁宏仁0.08+061080+211610 宏仁宏仁0.08+0.81080+2116222 宏仁宏仁0.08762802 宏仁宏仁0.1+0.81080+211670 宏仁宏仁0.32116+762820 宏仁宏仁 0.127 7628+1080 32 宏仁宏仁2116+1080 宏仁宏仁2116+1056 宏仁宏仁 0.2 2116+1080 12 宏仁宏仁7628 宏仁宏仁0.1762808 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 24 09/04-09/0909/04

19、-09/09月份异常柏拉图月份异常柏拉图 不 良 數968512 百 分 比49.744.06.2 累 积 %49.793.8100.0 層 別8L4L6L 200 150 100 50 0 100 80 60 40 20 0 不不良良數數 百百分分比比 層層 別別 的的 P P a a r r e e t t o o 图图 0909年年0404月月0909年年0909月异常总表分析模块月异常总表分析模块( (六层板六层板)-1)-1 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 25 09/04-09/0909/04-09/09月份异常柏拉图月份异常柏拉图 不 良 數 -

20、 12 48753221 百 分 比4 6 . 21 5 . 41 3 . 59 . 65 . 83 . 83 . 81 . 9 累 积 %4 6 . 26 1 . 57 5 . 08 4 . 69 0 . 49 4 . 29 8 . 11 0 0 . 0 疊 構其 他0 . 3 m m0 . 0 8 m m0 . 2 m m0 . 1 2 7 m m0 . 1 + 0 . 8 m m0 . 1 m m0 . 0 8 + 0 . 8 m m 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 不不良良數數- -1 1 百百分分比比 六六 層層 板板 異異

21、 常常 模模 組組 疊疊 構構 的的 P P a a r r e e t t o o 图图 0909年年0404月月0909年年0909月异常总表分析模块月异常总表分析模块( (六层板六层板)-3)-3 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 26 0909年年0404月月0909年年0909月异常总表分析模块月异常总表分析模块( (八层板八层板) ) 厂版基板pp组合偏涨(件)偏缩(件) 宏仁宏仁0.08+0.20.08+0.2108010800 02 2 宏仁宏仁0.127+0.150.127+0.151080/21161080/21161 11 1 宏仁宏仁0.

22、1270.127108010801 11 1 宏仁宏仁0.10.11506+21161506+21161 10 0 3 3. .尺寸涨缩尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 27 追踪后制程中各站涨缩,针对各站涨缩变化确定各站补偿. 项次项次 内层前处内层前处 理前后理前后 内层蚀刻内层蚀刻 前后前后 棕化前棕化前 后后 压合前压合前 后后 PTHPTH磨磨 刷刷 PTH/ICPTH/IC U U 外层前处外层前处 理磨刷理磨刷 二铜蚀刻二铜蚀刻 前后前后 防焊磨刷防焊磨刷 前后前后 0.08MM0.08MM-0.8-0.8-2.58-2.58-1-14.224.221.071.07-

23、0.47-0.470.760.76-0.63-0.632.012.01 0.1MM0.1MM-0.3-0.30.720.720.170.17-2.55-2.552.562.56-0.87-0.871.41.4-0.58-0.580.810.81 1.2MM1.2MM-0.5-0.5-0.5-0.50.190.194.84.82.032.03-0.63-0.632 20.140.140.810.81 1.3MM1.3MM-0.42-0.42-0.42-0.42-0.21-0.212.772.771.211.21-0.9-0.91.931.931.551.551.361.36 3 3. .尺寸涨缩

24、尺寸涨缩管制方法管制方法 2021/5/12 28 4 4. .异常处理异常处理 4.1分析钻孔偏移是否为整体偏移状况 a.X-RAY拍光与内层隔离RING对位(2MIL) OK NG(待收集) b.X-RAY拍光内层有铜Pad但无线路则可切破铜Pad但需保证 与内层隔离RING对位2MIL. 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 30 c.X-RAY拍光内层有铜Pad且有线路则可相切铜Pad但不能切断线路. NG(切断线路) OK 出现以上三种方式NG偏孔状况确认为整体偏孔异常. 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 31 4.2判断是否因涨缩导致异常: 4.2.1靶

25、孔偏移程度(2MIL异常) NG OK 如果发现为靶偏导致偏孔,需重新取未靶偏板首件. 4.2.2有无层偏现象: NG OK 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 32 NG OK 同心圆相切为层偏,如发现层偏严重立即知会相关单位,取无层偏板重新首件. 4.2.3 CPK测试情况: AOI测试机钻靶图 1.33为OK,否则改善后重新进行首件. 通过以上分析,如无靶偏/层偏/钻孔精度异常则确认为涨缩异常需进 行钻带修改. 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 33 4.3.异常当站改善方法. 4.3.1通过X-RAY拍光用图片与图标记录偏孔方向. X-RAY拍光照片 偏孔

26、方向记录 通过图标确定修改钻带时修改原点位置. 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 34 4.3.2涨缩常见状况: 不良类型一:此异常需加大钻带比例修改(如:原X=Y=1.0000改为X=Y=1.0001). 原点处 异常状况一 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 35 不良类型二:此异常需缩小钻带比例修改(如:原X=Y=1.0000改为X=Y=0.9999). 原点处 异常状况二 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 36 不良类型三:此异常移动PIN孔位置修改(如:将原PIN上移0.5mil). 原点处 异常状况三 4 4. .异常处理异常处理 20

27、21/5/12 37 4.4X-RAY拍光记录料号CAM值与内层补偿比例. 4.5记录料号数据（涨缩异常分析报告中项目记录） 主要记录项目为: 钻孔机台号,钻板层叠数,基板厂牌,基板进料批 号,PP型号,core厚,裁板方式,残铜率,最小孔径等. 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 38 4.6 取未鉆板至少PNL; 至压合X-RAY钻靶将外围孔钻出: 红色处需钻靶XRAY钻靶机 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 39 4.7使用三次元进行量测： 三次元 长边靠下三孔处置于左下角 实际涨缩比例实测板平均值/CAM值 综合钻带原点位置与实际涨缩比例进行钻带修改. 3

28、.8钻带修改后确认首件(标准参照3.1). 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 40 4.9量测内层底片涨缩: 取内层底片 使用二次元进行底片量测 量测实际值与底片输出值差异2MIL时为异常. 3.10.综合以上数据汇总异常总表分析. 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 41 4.11针对异常料号进行修正补偿 修改钻带时内层补偿修改大小 0.9999-1.00009不修改 0.99989-0.9998补偿增大0.5/万-1.0/万 0.99979-0.9997补偿增大1.0/万-2.0/万 0.99969-0.9996补偿增大2.0/万-3.0/万 0.99959-

29、0.9995补偿增大3.0/万-4.0/万 1.0001-1.0002补偿减小0.5/万-1.0/万 1.0002-1.0003补偿减小1.0/万-2.0/万 1.0003-1.0004补偿减小2.0/万-3.0/万 1.0004-1.0005补偿减小3.0/万-4.0/万 根据修改钻带大小,对应上表进行内层补偿修改. 当修改钻孔数据时确认为以下原因时不修改内层补偿: 1.确认涨缩异常为底片涨缩超标导致(量测底片2MIL),需请内层工程师协助分析. 2.确认涨缩异常为基材不稳定导致(尺寸安定型测试超出+/-300PPM),需知会压合工 程师共同找厂商进行检讨分析. 4 4. .异常处理异常处理

30、 2021/5/12 42 3.12外层/防焊底片对应修改 a.外层底片修改比例: 外层曝光底片比例在钻孔比例上加大1/万,原点位置同钻孔修改变 更.(如:钻孔修改X=Y=1.00015原点移至中心,则外层比例修改为 1.00025原点移至中心.) b.防焊底片修改比例: 防焊曝光底片比例均修改为与钻孔同比例,原点位置同钻孔变 更.(如:钻孔修改X=Y=1.00015原点移至中心,则防焊底片修改为 X=Y=1.00015原点移至中心). 4 4. .异常处理异常处理 2021/5/12 43 基板尺寸涨缩的原因: （1）经纬方向差异造成基板尺寸变化;由于剪切时,未注意纤维方 向,造成剪切应力残

31、留在基板内,一旦释放,直接影响基板尺寸的收缩. （2）基板表面铜箔部份被蚀刻掉对基板的变化限制,当应力消除时 产生尺寸变化. （3）刷板时由于采用压力过大,致使产生压拉应力导致基板变形. （4）基板中树脂未完全固化,导致尺寸变化. （5）多层板在层压前,存放的条件差,使薄基板或半固化片吸湿,造 成尺寸稳定性差. （6）多层板经压合时,过度流胶造成玻璃布形变所致. 1.1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述( (补充）补充） 2021/5/12 44 1.尺寸涨缩概述尺寸涨缩概述(补充）补充） 基材尺寸涨缩的控制方法: （1）确定经纬方向的变化规律按照收缩率在底片上进行补偿(光绘 前进行此项工作).同时剪切时按纤维方向加工,或按生产厂商在基板上 提供的字符