机械钻孔与雷射钻孔.pptx

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1、机械钻孔与雷射钻孔的概论与差异 2AGENDAAGENDA113322機械鑽孔製程鑽孔的目的與使用物料雷射鑽孔製程3PCBPCB製程製程-鑽孔製程鑽孔製程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q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。q实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊q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孔鑽孔鑽孔使用使用的物料及的物料及特性特性6钻咀底板面板q复合材料 LE100/300/400/Phenolicq铝箔压合材L.C.O.A EO+q铝合金板Al

2、 sheet 铝片q复合材料木质底板q酚醛树脂板酚醛底板q铝箔压合板S30007鑽孔鑽孔使用使用的物料及的物料及特性特性盖板 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858鑽孔鑽孔使用使用的物料及的物料及特性特性盖板 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

3、 度。要求：有利于钻刀的散热，降低钻孔温度；不折断钻咀；鑽孔鑽孔使用使用的物料及的物料及特性特性9底板 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8510AGENDAAGENDA113322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

4、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機械鑽孔機械鑽孔製程製程-鑽頭

5、鑽頭钻 钻 頭 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機械機械鑽孔製程鑽孔製程-鑽頭鑽頭UC 型 q ST 型结构不同点：0.40.8mmUC 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

6、面板及6 层以下多面板。14IAC Confidential機械機械鑽孔製程鑽孔製程-設備設備主要型号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-160Krpm，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機械機械鑽孔製程鑽孔製程-鑽頭不良說明鑽頭不良說明缺口:會造成孔大,燒焦,崩尖.孔壁粗糙 中心點

7、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機械機械鑽孔製程鑽孔製程-常見問題常見問題17機械機械鑽孔製程鑽孔製程-圖片範例圖片範例孔位精度(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機械機械鑽孔製程鑽孔製程-圖片範例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:

8、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19AGENDAAGENDA113322機械鑽孔製程鑽孔的目的與種類雷射鑽孔製程20 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-LASERLASER分分类类100 nm 5th H,4th H,3rd H,Ar-Ion 2nd H,Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YLFWavelength212 nm266 nm355 n

9、m488 nm 532 nm1064 nmVISIBLE INFRARED ULTRAVIOLET1000 nm 10,000 nm400 nm 750 nm1321 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雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-雷射加工介紹雷射加工介紹雷射鑽孔的主要功能 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

10、改善，雷射鑽孔因應而生22 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-主要方法主要方法LASER 类型UV激发介质YAG激发能量 发光二极管代表机型：ESI 5320LASER 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/1CLASER 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 雷射鑽孔的主要方法為IR&IR&UV Laser UV Laser，其加工方式是不一樣的 其加工方式是不一樣的23 IAC Confidentia

11、l雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-鑽孔的相關物料鑽孔的相關物料雷射鑽孔的主要方法為 雷射鑽孔的主要方法為IR&IR&UV Laser UV Laser，其加工方式是不一樣的，其使用的材料有不一樣 其加工方式是不一樣的，其使用的材料有不一樣1.1.如下圖所示 如下圖所示，對於紅色波長的光，件的，對於紅色波長的光，件的FR4 FR4 覆銅板成分中，純樹脂將較穩定的被吸 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（收性能，故常規的紅外（CO2)CO2)加工技術將取消常規 加工技術將取消常規FR4 FR4 內的玻璃布成分，但因為純樹 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

12、明了 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 樹脂加銅箔的複合片 RCC RCC2.UV 2.UV 光在 光在0.3 0.3 微米以下的波長，可讓 微米以下的波長，可讓FR4 FR4 的三大 的三大成份體一致吸收性能，所以也適合用於常規的 成份體一致吸收性能，所以也適合用於常規的P P片中 片中 3.3.為了提高 為了提高CO2 CO2 紅外線光的加工技術，還發明 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 了黑化複銅樹脂片高密玻璃布等。而FR4 FR4 也同 也同樣被利用到 樣被利用到CO2 CO2 紅外光的盲孔加工技術 紅外光的盲孔加工技術 24 IA

13、C Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-IR(CO2)-IR(CO2)流程流程25 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-UV-UV流程流程26 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-UV-UV流程流程27 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-雷射雷射VIA VIA 的規範的規範Position Assign No.SpecificationTop Size A 12.5mBottom Size B A B A 80%Under Cut(底切)C 15mBulge(凸出)D 10.4mDamage(損傷)E Unacc

14、eptableConformal Mask DirectMaterials RCC FR4 FR5 Thermount RCC FR4 FR5 BT ABF INK CUHole Size 75m 254m RCC ABF INK BT 80m127m FR4 FR5 BT 80m127m CU BT 80m127mDepth Max 154m 154mPanel Size 21”24”21”24”Roundness 90%以上 90%以上28 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-雷射雷射VIA VIA 的規範的規範Conformal Mask以銅窗大小決定孔徑所以使用較

15、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雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-雷射雷射VIA VIA 的規範的規範標準盲孔 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雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-雷射範例圖片雷射範例圖片正常允收孔底過小 LASER 打偏能量不足31 IAC Confidential雷射鑽孔製程雷射鑽孔製程-雷射範例圖片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