機械鉆孔與雷射鉆孔-課件

機械鉆孔與雷射鉆孔

的概論與差異

2Agenda132機械鑽孔製程鑽孔的目的與使用物料雷射鑽孔製程3PCB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鉆孔的目的在板料上鉆出客戶要求的孔，孔的位置及大小均需滿足客戶的要求。實現層與層間的導通，以及將來的元件插焊為后工序的加工做出定位或對位孔5孔的分類通孔盲孔埋孔VIA孔鑽孔使用的物料及特性6鉆咀底板面板復合材料

LE100/300/400/Phenolic鋁箔壓合材L.C.O.AEO+鋁合金板Alsheet鋁片復合材料木質底板酚醛樹脂板酚醛底板鋁箔壓合板L.C.O.AS30007鑽孔使用的物料及特性蓋板

作用：①防止鉆頭鉆傷臺面②防止鉆頭折斷③減少毛刺④散熱要求：有利于鉆刀的散熱，降低鉆孔溫度；不折斷鉆咀；鋁片復合樹脂鋁片浸FP樹脂紙板酚醛板0.15-0.2mm適用于普通板鉆孔0.3mm軟板鉆孔0.25mm適用于HDI板,PTFE板,BT板,軟板鉆孔專用耗材0.25mm適用于HDI板,軟板，背鉆鉆孔專用耗材適用于軟板和0.5mmPTFE以上板鉆孔硬度858鑽孔使用的物料及特性蓋板

作用：防止鉆孔上表面毛刺保護覆銅箔層不被壓傷，提高孔位精度。要求：有利于鉆刀的散熱，降低鉆孔溫度；不折斷鉆咀；鑽孔使用的物料及特性9底板

作用：①保護板面，防止壓痕②導向，防止鉆頭在銅面上打滑，提高孔位精度③減少毛刺④散熱防止鉆孔披鋒；防止損壞鉆機臺；減少鉆咀損耗。要求：板面平滑、清潔；產生的碎屑小；與待鉆板大小一致。木漿板白色密胺板樹脂板酚醛板適用于普通非密集孔位鉆孔邵氏硬度56±2適用于HDI板,軟板鉆孔專用耗材邵氏硬度78±2適用于HDI板,軟板鉆孔專用耗材邵氏硬度78±2適用于HDI板,軟板鉆孔專用耗材大于邵氏D級硬度8510Agenda132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maskAOI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機械鑽孔製程-鑽頭鉆頭

作用：通過鉆機在高轉速和一定落速帶動下鉆穿線路板。要求：鉆刀直徑、鉆尖面；材質有一定韌性、硬度及耐磨性能

鉆頭的主要類型有：ST型、UC型UC型-因減少和基板接觸的面積所以可提昇孔壁品質ST型-基本上再研磨次數比UC型多13機械鑽孔製程-鑽頭■UC型

■ST型結構不同點：0.4~0.8mmUC型的設計優(yōu)勢

ST/STX的設計優(yōu)勢

高質量的鉆孔品質，低的鉆孔溫度，低的釘頭、膠渣、折斷率現象。操作簡單，直徑控制容易，較多的研磨次數

低的折損率，減少了鉆孔扭矩阻力。

較大的使用范圍，使用于一般用途

利于微鉆和6層以上的PCB板。

利于一般直徑鉆頭和雙面板及6層以下多面板。

14IACConfidential機械鑽孔製程-設備主要型號HITACHIPOSALUXADVANCEDCONTROL制造區(qū)域日本制造瑞士制造美國制造基本信息型號6L180、E210E，有6個鉆頭，鉆頭鉆速最高160/125rpm，空氣軸承鉆頭。型號分別有M22、M23兩種，有5個鉆頭，分別最高是80Krpm-160Krpm，是空氣軸承鉆頭。型號是TRUDRIL104、2550，有5個鉆頭，鉆頭鉆速最高200Krpm，空氣軸承鉆頭。設備式樣15機械鑽孔製程-鑽頭不良說明缺口:會造成孔大,燒焦,崩尖.孔壁粗糙中心點分離: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機械鑽孔製程-常見問題17機械鑽孔製程-圖片範例孔位精度(DrillingDeflection)孔位精度(Shift)鑽頭剛性適當的畳板數主軸Run-out管理適當的EntryBoard的使用鑽孔機的機床精度定位PIN不適當鑽孔機的機床移位內層移位18機械鑽孔製程-圖片範例內壁粗度樹脂焦渣電鍍後電気導通的信頼性対內層絶縁的信頼性對策: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、付著在內層銅箔上?造成電鍍不良減少鑽頭與孔壁接觸的面積（使用UC型）加快進刀速撃孔數、畳板數重新検討基板鉆孔未能鉆穿鉆咀長度不正確或鉆機的深度數值調校不正確所致19Agenda132機械鑽孔製程鑽孔的目的與種類雷射鑽孔製程20IACConfidential雷射鑽孔製程-LASER分類100nm5thH,4thH,3rdH,Ar-Ion2ndH, Nd:YAG Nd:YAGNd:YAGNd:YAGNd:YAG Nd:YLFWavelength212nm266nm355nm488

nm532nm1064nmVISIBLEINFRAREDULTRAVIOLET1000nm10,000nm400nm750nm1321nm光譜圖

激光類型主要包括紅外光和紫外光兩種；可見光紫外線(UV)紅外線(IR)21IACConfidential雷射鑽孔製程-雷射加工介紹雷射鑽孔的主要功能

雷射鑽孔一般用於Via孔(微通孔)隨著PCB向微型和高密度互連的方向發(fā)展，越來越多制板采用微導孔的連接方式實現高密度互連，傳統(tǒng)機械鑽孔的小孔能力，幾乎已經到極限；隨著盲孔設計的發(fā)展，高密度的需求其可靠性也需要新工藝與以改善，雷射鑽孔因應而生22IACConfidential雷射鑽孔製程-主要方法LASER類型——UV激發(fā)介質——YAG激發(fā)能量——發(fā)光二極管代表機型：ESI5320LASER類型——IR（RF）激發(fā)介質——密封CO2氣體激發(fā)能量——高頻電壓代表機型：HITACHI

LC-1C21E/1CLASER類型——IR（TEA）激發(fā)介質——外供CO2氣體激發(fā)能量——高壓電極代表機型：SUMITOMO

LAVIA1000TW雷射鑽孔的主要方法為IR&

UVLaser，其加工方式是不一樣的23IACConfidential雷射鑽孔製程-鑽孔的相關物料雷射鑽孔的主要方法為IR&

UVLaser，其加工方式是不一樣的，其使用的材料有不一樣1.如下圖所示，對於紅色波長的光，件的FR4覆銅板成分中，純樹脂將較穩(wěn)定的被吸收性能，故常規(guī)的紅外（CO2)加工技術將取消常規(guī)FR4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(fā)明了樹脂加銅箔的複合片RCC2.UV光在0.3微米以下的波長，可讓FR4的三大成份體一致吸收性能，所以也適合用於常規(guī)的P片中

3.為了提高CO2紅外線光的加工技術，還發(fā)明了黑化複銅樹脂片＆高密玻璃布等。而FR4也同樣被利用到CO2紅外光的盲孔加工技術

24IACConfidential雷射鑽孔製程-IR(CO2)流程25IACConfidential雷射鑽孔製程-UV流程26IACConfidential雷射鑽孔製程-UV流程27IACConfidential雷射鑽孔製程-雷射Via的規(guī)範PositionAssignNo.SpecificationTopSizeA12.5μmBottomSizeBA≧B≧A80%UnderCut

(底切)C≦15μmBulge

(凸出)D≦10.4μmDamage

(損傷)EUnacceptableConformalMaskDirectMaterialsRCCFR4FR5ThermountRCCFR4FR5BTABFINKCUHoleSize75μm~254μmRCCABFINKBT80μm~127μmFR4FR5BT80μm~127μmCUBT80μm~127μmDepthMax154μm154μmPanelSize21”×24”21”×24”Roundness90%以上90%以上28IACConfidential雷射鑽孔製程-雷射Via的規(guī)範ConformalMask以銅窗大小決定孔徑所以使用較大的LaserBeam加工。Direct以LaserBeam大小決定孔徑。CopperDirect以LaserBeam大小決定孔徑。29IACConfidential雷射鑽孔製程-雷射Via的規(guī)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30IACConfidentia