工艺培训--激光钻孔概要.ppt

激 光 钻 孔 二厂工艺组 2005/09/10 内容 一、激光钻机的类型及其工作原理 二、二氧化碳激光钻孔不同制程的介绍 三、激光钻孔加工工艺流程及具体操作步骤 四、安全操作注意事项 五、品质问题产生原因及解决方法 六、如何使用工作指示和工艺通知 一、激光钻机的类型及其工作原理 目前业界商用的激光钻机可分为:紫外线的 Nd：YAG（Yltium Alumium Gurnet，钇铝石 榴石）雷射机 ;红外线的CO2雷射机以及兼具 UV/IR之变头机种 . 一、激光钻机的类型及其工作原理 各种钻机的特点: 1、紫外线的Nd：YAG雷射机:对3mil以下的微 孔很有利，可加工20-100um的 孔径，铜箔直接 加工，但成孔速度却较慢 . 2、对4~8mil的微盲孔制作最方便，量产速度 约为YAG机的十倍 ,平均量产每分钟单面可烧出 6000孔左右 3、先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮，再用CO2 头烧掉基材而成孔 激光成孔的原理 雷射光束的形成:当“射线”受到外来的刺激，而增大能 量下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者 拥有热能，紫外光则另具有化学能射到工作物表面 时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption）及穿 透（Transmission）等三种现象，其中只有被吸收者 才会发生作用。

其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反 应: 1、 光热烧蚀Photothermal Ablation 是指雷射光束在其红外光与可见光中所含有 的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分 解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀” 此烧蚀的副作用是在孔壁上有被烧黑的炭化残渣 （甚至孔边缘铜箔上也会出现一圈高温造成的黑氧 化铜屑），需经后制程Desmear清除，才可完成牢 固的盲孔铜壁 2、光化裂蚀Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能量（Photon Energy），可将长键状高分子有机物的化学键（ Chemical Bond）予以打断，於是在众多碎粒造成 体积增大与外力抽吸之下，使板材被快速移除而成 孔相比于光热烧蚀孔壁上不会产生炭化残渣. 3、激光盲孔的作用 起层与层之间的电器连接作用 二、二氧化碳激光钻孔不同制程的介绍 1、 保形法(Conformal Mask) 在内层Core板上先压RCC然后开铜窗，铜窗大 小与激光孔大小一致,再以直径大于激光窗的激光束 烧除窗内的基材即可完成微盲孔 特点: 由于所开激光窗大小与所需钻孔孔径一致.因此, 一旦窗口位置有所偏差时，会使盲孔走位而对底垫造 成失准（Misregistration）的问题。

2、 开大铜窗法 所谓“开大窗法”是将激光窗口直径扩大到比底 垫还大约2-3mil左右一般若孔径为6mil时， 底垫应在10miL左右，其大窗口可开到12mil 即可烧出位置精确对准底垫的微盲孔也就是 在大窗口备有余地下，让孔位获得较多的弹性 空间 3. 树脂表面直接成孔法 RCC+Core的做法进行，但却不开铜窗而 将全部铜箔咬光，之后可用CO2雷射在裸 露的树脂表面直接烧孔，再做PTH与化铜 电铜完成孔的金属化与成线 4、 超薄铜皮直接烧穿法 内层芯板两面压贴RCC背胶铜箔后，可采“ 半蚀法”（Half Etching）将其原来0.5OZ（ 17um）的铜皮咬薄到只剩8um左右，即减 铜,然后再去做黑氧化层与直接成孔因在黑 面强烈吸光与超薄铜层，以及提高CO2雷射 的光束能量下，可如YAG雷射般直接穿铜与 基材而成孔 . 三、激光钻孔加工工艺流程及具体操作步骤 1、工艺流程：上板钻带格式转换选择加工 条件能量校正钻首板检查钻生产板卸板 2、具体操作步骤 接通总电源→打开冷却水、压缩空气、吸尘→ 启动PC/软件→启动加工系统(预热)→气体更换(预 热)→对焦→电镜补偿→选择能量检测条件→能量 检测→ CAD转换→操作检索/时间表检索→由存板 区取板→开始加工→卸板送回存板区→ 关闭加工 系统→关闭电源→关闭冷却水、压缩空气 以下是操作界面，对于更为详细的文字 说明参阅激光钻孔工作指示 注：红框表示非必要的操作 点击“ON/OFF” 按 纽. 点击“Mach. str” 按纽. 点击“Comp.Exec”或 ”Comp.Cfrm”按纽 点击 “Energy”按 纽 修改数字 选择加工程序 选择加工条件 四、安全操作注意事项 1.由于激光束的能量很高，对人的眼睛会造 成严重伤害，因此，严禁身体的任何部分暴 露在激光束下。

如有特殊需要请带上激光防 护眼镜 2.在机器运行时，绝对不允许身体的任何部 分进入机器的加工区域 五、品质问题产生原因及解决方法 品质质缺陷 产产生原因解决方法 孔内余胶①激光光束能量不稳稳定 ②激光光束能量不足或脉 冲次数不够够 ③板弯板翘翘 ①须进须进 行能量较较正 ②提高激光光束的能量或增 加脉冲次数 ③改善加工板的板弯板翘翘 情况 偏孔①开激光窗的非林变变形 ②芯板发发生涨缩涨缩 ③钻钻机本身的精度问题问题 ①更换换非林 ②对对非林进进行补偿补偿 ③须对钻须对钻 机进进行较较正 品质质缺陷 产产生原因解决方法 爆孔焦距不合适进进行对对焦调调整焦距 孔形不良 ①介质层质层 厚度不均 ，铜垫铜垫 反射较较多的 能量 ②能量过过高 ①控制介质层质层 的厚度 公差在10—15um之 间间 ②用DOE的方法找出 适合的加工条件 六、如何使用工作指示和工艺通知 1、对于在操作过程中出现疑问，可以查阅 工作指示相关操作，基本上以工作指示为主 2、由于工作指示没有包括或工作指示的部 分指导项目不适合现在操作的要求，工艺临 时发放工艺通知指导生产，工序领班负责按 要求执行 喷 锡 制 程 二厂工艺组 2005/09/10 内容 l概述 l设备 l流程介绍 l操作环境及注意事项 l常见问题及解决方法 概述 l定义： 热风整平俗称喷锡，是将印制板浸入 熔融的焊料（通常是Ｓn６３Ｐb３７） 中再通过热风将印制板的表面及金属化 孔内的多余焊料吹掉，从而得到一个平 滑、均匀光滑的焊料涂覆层。

概述 l作用： 保护铜面不被氧化；铅锡有优良的焊接性 能，为电子元器件提供可靠的焊接表面 l其它： 喷锡是一种表面处理方法，和其并行的有 电镀镍金、化学镍金、Ｏsp、沉银等 ，以及现在为了提倡环保而发展的沉锡 设备 l垂直喷锡机：设备成本低、维护容易 l水平喷锡机：产量大、平整性好 流程 微蚀→水洗→吹干→涂助焊剂→热风整平 →风床冷却→热水洗→水洗→冷风吹干→ 热风烘干 流程―微蚀 l原理 CU + CU²+ → 2CU+ 2CU++Na2S2O8+H2SO4→Na2SO4+2CUSO4+2H+ l作用 去除铜表面氧化物及残留污物； 粗化铜表面，使铜表面形成一个微观的粗糙面 ，增强焊料和铜面的结合力 流程―微蚀 l控制要点 NPS浓度：浓度高微蚀量大； 温度：温度高微蚀量大； 压力：压力大微蚀量大；压力小，孔内微 蚀效果差； 速度：速度慢微蚀量大 其中NPS浓度及速度影响较大 流程―吹干 l作用 吹干板面及孔内水迹，防止在上松香 时涂覆不到铜面上，使松香失效 l控制要点 热风温度70℃以上 流程―涂助焊剂 l作用 润湿铜表面,降低焊料与铜表面的界面 张力,使焊料与铜表面生成Cu6Sn5金属 化合物。

l控制要点 不能混水使用，使其助焊效果失效， 出现露铜；防止污染 流程―热风整平 l热风整平包括焊料涂覆及焊料整平 流程―热风整平―焊料涂覆 l作用 焊料涂覆即是浸锡，使锡涂覆在铜表面， 与铜结合 l控制要点 1.浸锡时间：时间太短易出现露铜或塞孔； 时间太长对绿油（剥离）及板材（爆板）都 有不利影响一般浸锡时间要求在2-4s 流程―热风整平―焊料涂覆 l控制要点 2.锡温：锡温太低，易出现锡粗及锡厚；锡 温过高则易造成绿油剥离及爆板一般锡温 230-260℃才能达到较好的涂覆效果 3.焊料成分：锡（60-66%）铅（34-40%） 铜（＜0.3%） 铜含量超标及铅含量过高都易 造成锡粗最佳比例：铅/锡=37/63 流程―热风整平―焊料整平 l作用 焊料整平实际上是在空气风刀处完成的空气风 刀通过（吹）热风到在印制板上以除去多余的焊料 空气风刀的设计和温度是关系到能否达到高质量焊料 整平的关键低熔点的63/37锡/铅焊料和合适的维护 将有利于空气风刀达到好的连接盘上焊料的分布和厚 度控制 流程―热风整平―焊料整平 l控制要点 1.风刀温度：锡厚 2.风刀角度：锡厚、孔细、 塞孔 3.风刀压力：锡厚、锡白 4.风刀（离板）距离：锡厚、锡白 5.刀口宽度：锡厚、塞孔 6.上升速度：锡厚、塞孔、不平整 流程―冷却 l作用 板上热风焊料整平的焊料应冷却到完全固 态为止，或者在冷却站处达到所要求的板温 度。

确定冷却步骤的因素应包括产品结构、 材料的Tg温度、可允许的翘曲等 l控制要点 风力强度、吹风时间：影响锡粗 流程―热水洗后处理 l作用 完全除去板上的助焊剂和油污，板面 达到所要求的离子和SIR（表面绝缘电 阻）值 l控制要点 后处理热水一般加热到40℃ 流程―冷风吹干及热风烘干 l冷风吹前段吸水滚轮保持湿润，热 风吹温度70℃以上 操作环境及注意事项 l操作环境 高温、噪音大、金属蒸汽大 l注意事项 员工操作时应戴手套及穿专用围裙，防止 烫伤；塞耳塞减少噪音对耳朵的伤害；戴口 罩防止吸入蒸汽 常见问题及解决方法 常见问题及解决方法 字 符 印 刷 二厂工艺组 2005/09/10 内容 l概述 l流程 l网版制作 l字符印刷 l烘烤固化 l字符印刷常见问题处理 概述 l前后流程：沉金或喷锡→字符印刷→铣外形 l作用：提供黄、白或黑色标记，给元件安装 和维修印制板提供信息 流程 l网版制作→字符印刷→烘烤固化 网版制作―流程 二次上胶 绷网粗化脱脂烘干双面上胶 烘干曝光显影 烘干检查上封网浆干燥 烘干 网版制作―丝网 l丝网的基本要求 1.拉伸强度要大； 2.延伸率要小； 3.回弹性要好； 4.对温湿度变化的稳定性要好，即耐侯性要求高； 5.油墨通过性要好； 6.耐磨性要好； 7.耐化学性要好。

网版制作―丝网 l丝网的种类 种类优点缺点备注 绢绢网 由蚕丝织丝织 成,耐水性好,具有一定 的吸湿性;弹弹性好,便于绷绷网,感光 制版时时,与感光胶的结结合力较较好. 强度较较高,绷绷网时时不能达到较较 高的张张力水平,耐化学性、耐 侯性较较差，易老化，价格较较高 尼龙龙 丝丝网 由尼龙纤维织龙纤维织 成，强度较较高，耐 磨性、耐硷硷性较较好，丝丝面光滑， 油墨通过过性好，回弹弹性最好 延伸率较较大，弹弹性模量较较低 ， 绷绷网张张力低，印刷精度不高 涤纶涤纶 丝丝网 由聚酯类纤维织酯类纤维织 成，稳稳定性较较好 ，耐化学性、耐机械力、耐侯性 较较好，绷绷网张张力较较高，稳稳定性好 ，精度高 与模版的丝丝网结结合力稍差 金属网 强度和弹弹性模量最大，稳稳定性最 好，印刷精度高，，耐磨性好， 寿命长长，导电导热导电导热 刚刚性大，回弹弹性差，受冲击击 时时 易产产生凹陷和折痕而不易恢复 网版制作―丝网 l丝网的基本性能指标 丝径：是指网线的粗度，目数越高丝径越小； 孔径：是指网孔的开度，是网孔面积的平方根； 网目：丝网编织的疏密程度，用单位长度内网孔 或网线的个数表示，单位为目/cm或目 /in； 网厚：是指丝网在没有张力的作用情况下的平均厚度； 网孔面积率：是指单位面积内网孔面积所占的百分比。

网版制作―丝网 l丝网各性能之间的关系 1.目数越高，孔径越小，丝径越细，网孔面 积覆盖率越小，出墨量越小； 2.孔径与丝径的比值越大，图象的分辨率越高； 3.网厚与丝径的比值越大，下墨量越大 网版制作―网框 l网框的种类 种类类优优点缺点 木框 质质量轻轻，价廉，加工制做方 便，绷绷网简单简单 易吸水和溶剂剂，变变形大，腐 蚀蚀快，制版后精度低，耐。