PCB基板涨缩的判定与测量[1]

涨缩的判定与测量
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讲解内容框架
✓涨缩的判定 ✓涨缩发生的时机与原因 ✓涨缩的测量 ✓涨缩的改善与预防 ✓CASE STUDY
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✓涨缩的判定
1. 涨缩是物体在受环境作用下尺寸发生变化 的一种现象。和其息息相关的环境因素有 温度和湿度﹐其次制程中的外力作用也会 引发涨缩﹐本次讲解就主要针对非环境作 用引发的涨缩现象。
内短的原因判定还需要找点﹐切片及数据分析﹐涨缩引起的内短只能计算其贡献 度﹐单独的涨缩不会引起内短﹐还需要加上钻偏﹑层偏导致。如下图﹕
铜面 线路
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介质层
导通孔
线路
如果孔与线最小距离为 8mil﹐层间偏移2mil﹐涨 缩3mil﹐钻孔偏3mil(以上皆偏 上限或下限)﹐导通孔就会连接 到线路﹐造成层间短路。
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4.钻孔X-Ray照看方式﹕ 上
右 左
下
COMP面
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异常板广告牌顺序﹕
第一步﹑确定孔偏的程度及趋势 ﹔从孔密集区看起﹐某区域全部 与内层pad切破超过180°为非常严 重﹐切破超过90°为严重﹐偏切为 异常﹐未切为正常。
第二步﹑判定原因﹔如整pnl或部 分step有发生异常以上现象﹐查 看靶孔与外围孔状况﹐8层以上板 首先确定同心圆状况。
季节﹑天气 变化
底片放置的 时间和条件
人
底片制作时是否按 抓好的补偿进行预
放或预缩
基板的厚 度以及铜
厚
压合参数设 置是否合理
P/P的物性与
基板底片的 尺寸安定性
料
基板的匹配性 内层补偿值
是否抓准
法
内层板棕化 后放置条件
压合冷压设置 的冰水温度
板层多少及 板厚是否一致 残铜率及工 程迭构设计 钻靶前是否 冷却至室温
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5.2.2 涨缩与内短—同心圆判定(查看是否存在层间偏移)。
内层短路一般由底片漏光或吸气不良﹑显影不洁等造成﹐压合及基板的铜粉铜屑 和压合的铆钉屑也会引起内短。而涨缩引起的内短则是因层间涨缩差异造成﹐只 会存在于8层以上板﹐因此只需要观察同心圆是否有涨缩即可判定涨缩对内短有多 大贡献度。
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5.2.4 外偏与涨缩—看孔环与孔偏移 外偏导致原因一般有二﹐其一﹕外层底片对位失准﹔其二﹕底片涨缩。 由于外层曝光为单面曝光﹐底片对位为两面分开﹐如果有一面对位不准 即会造成单面曝偏﹐如有两面整体向一个方向偏移即可判定为涨缩。这 种判定是带有一些随机性﹐但应该可以COVER95%以上异常。
特性
特性分析
发生性高 破坏力大 侦测性低 批量性 不稳定性
随着PCB板向多层高密度型发展﹐涨缩已成为如影随行的异常﹐不断 挑战产品的稳定性﹐困扰高阶产品的质量管理。
当涨缩作为异常出现时﹐它造成的破坏力就是报废。除了可以花大成 本挽救一部分外﹐没有重工的可能性。
异常发生前不可以预知﹐规律性不强﹐异常发生后通常以其它形式表 现﹐如钻偏﹑铆偏﹑内短﹑外偏等。
涨缩
同心圆 4﹑5层 同时延X 方向向 外或向 内可判 定为X向
涨缩
同心圆 4﹑5层 同时向 4个拐 角偏移 可以确 定为整 板涨缩
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层次铆偏以8层板为例﹕
同心圆 某一层 次同时 向一个 方向偏
移
同心圆 某一层 延一个 圆心朝 不同的 方向偏
移
同心圆 一边正 常﹐另 一边同 时往一 个方向
偏移
以上归纳的为较为常见的几种涨缩与铆偏容易混淆的异常区分办法﹐而 实际生产中会出现更多更复杂的现象﹐那样就需要我们凭借经验去做层 别﹐判定异常的真实归属。
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2.
当涨缩作为一种生产异常出现在制程中时﹐它就由一种普 通现象演变为灾害性现象﹐对制程和生产稳定造成强大的 冲击力。在PCB业界﹐涨缩出现将给产品带来一系列的隐 Байду номын сангаас﹐其特点为﹕a.发生性高 b.破坏力大 c.侦测性低 d.批量性 e.不稳定性
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特性分析﹕
异常发生时不会是单一数量﹐而是生产过程中使用同一参数的一批产 品。
异常受影响的因素过多﹐生产中有任意参数变更都会引起涨异常的发 生。
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3.引起涨缩异常的要因分析﹔
为何涨缩﹖
机
压机热盘温度 均匀性是否达标
内层底片检测是否 按标准进行
钻靶机钻 靶精度是 否达标
环
压机升温速 率是否均匀
第三步﹑如外围孔与靶孔表象不
符﹐测量靶距﹐检测压合是否有
钻靶异常。
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5.角度判定與計算偏移值﹕
孔
隔
離
層
內層pad
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切破90° 切破180 °
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5.
5.1 涨缩异常表现的形式﹕
a.层偏﹑内S.涨缩表现为层偏﹑内S多为8层以上板﹐层间不对称造成压合过程 中层间涨缩变化大小不同﹐引起层间线路对位偏差﹐如果不同网络线路迭加且 导通孔连接到不同的网络即形成短路。
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5.2.3 涨缩与钻偏—X-Ray照孔确认
假设以上为4个PCS﹐以上孔偏方向如红箭头所示﹐孔偏方向为 离心式扩张偏移﹐可以判定此板有整板内缩现象﹔另有单PCS 或部分PCS的孔偏呈现出扩张式﹐也可判定为涨缩异常。
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钻孔所有孔均向一个方向偏移﹐如果压合钻靶未偏移﹐即可断定为钻 孔整体移位。当然﹐钻孔钻偏大多数是BGA密集区部分孔偏移﹐判定 人须根据具体情况做判断﹐不可和涨缩引起的钻偏混淆。
压合中央基准补偿钻靶﹐发生3个靶孔同时延Y轴向内偏或外偏现象﹐为涨 缩补偿钻偏﹐其偏移标准看钻靶的补偿值﹐压合钻靶补偿≦6mil为我司目前 管控标准﹐其对靶偏的尺寸影响计算方法如下﹕
b.钻偏.涨缩引起整板图形变形﹐导致钻孔时局部或全部孔偏现象。
c.外偏.因涨缩引起轻度钻偏﹐钻孔修改机械坐标后外层曝光仍按照原比例生产 ﹐即会引起外层整板或部分Step曝光偏移。
5.2 涨缩异常与相关异常的区分﹕
5.2.1.
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同心圆 4﹑5层 同时延Y 方向向 外或向 内可判 定为Y向
两边板面孔对应孔环向同一方向偏移﹐可判定为涨缩。涨缩造成的外偏多为 整体性﹐板两边的偏移呈对称状﹐有一定规律。外偏形成取决与底片对位及 尺寸管控﹐表现规律不明显。
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5.2.5 涨缩与靶偏—X-ray看靶
钻靶过程中会因设备精度问题加上人员操作不当引起靶偏不良﹐涨缩的补偿 钻靶也会引起靶偏﹐两种靶偏是有分别的﹐详见下图﹕