工藝培訓(xùn)--激光鉆孔

1、激 光 鉆 孔 二廠工藝組2005/09/10,內(nèi)容,一、激光鉆機(jī)的類型及其工作原理二、二氧化碳激光鉆孔不同制程的介紹三、激光鉆孔加工工藝流程及具體操作步驟四、安全操作注意事項(xiàng)五、品質(zhì)問題產(chǎn)生原因及解決方法六、如何使用工作指示和工藝通知,一、激光鉆機(jī)的類型及其工作原理,目前業(yè)界商用的激光鉆機(jī)可分為:紫外線的Nd：YAG（Yltium Alumium Gurnet，釔鋁石榴石）雷射機(jī) ;紅外線的CO2雷射機(jī)以及兼具UV/I

2、R之變頭機(jī)種 .,一、激光鉆機(jī)的類型及其工作原理,各種鉆機(jī)的特點(diǎn):1、紫外線的Nd：YAG雷射機(jī):對(duì)3mil以下的微孔很有利，可加工20-100um的 孔徑，銅箔直接加工，但成孔速度卻較慢 .2、對(duì)4~8mil的微盲孔制作最方便，量產(chǎn)速度約為YAG機(jī)的十倍 ,平均量產(chǎn)每分鐘單面可燒出6000孔左右 3、先用YAG頭燒掉全數(shù)孔位的銅皮，再用CO2頭燒掉基材而成孔,激光成孔的原理,雷射光束的形成:當(dāng)“射線”受到外來的刺激，而增大能量下

3、所激發(fā)的一種強(qiáng)力光束，其中紅外光或可見光者擁有熱能，紫外光則另具有化學(xué)能。射到工作物表面時(shí)會(huì)發(fā)生反射（Refliction）吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三種現(xiàn)象，其中只有被吸收者才會(huì)發(fā)生作用。其對(duì)板材所產(chǎn)生的作用又分為熱與光化兩種不同的反應(yīng):,1、 光熱燒蝕Photothermal Ablation 是指雷射光束在其紅外光與可見光中所含有的熱能，被板材吸收后出現(xiàn)熔融、氣化與氣漿

4、等分解物，而將之去除成孔的原理，稱為“光熱燒蝕”。此燒蝕的副作用是在孔壁上有被燒黑的炭化殘?jiān)ㄉ踔量走吘夈~箔上也會(huì)出現(xiàn)一圈高溫造成的黑氧化銅屑），需經(jīng)后制程Desmear清除，才可完成牢固的盲孔銅壁。,2、光化裂蝕Photochemical Ablation 是指紫外領(lǐng)域所具有的高光子能量（Photon Energy），可將長(zhǎng)鍵狀高分子有機(jī)物的化學(xué)鍵（Chemical Bond）予以打斷，於是在眾多碎粒造成體積增大與外力抽吸之下

5、，使板材被快速移除而成孔。相比于光熱燒蝕孔壁上不會(huì)產(chǎn)生炭化殘?jiān)? 3、激光盲孔的作用 起層與層之間的電器連接作用。,二、二氧化碳激光鉆孔不同制程的介紹,1、 保形法(Conformal Mask) 在內(nèi)層Core板上先壓RCC然后開銅窗，銅窗大小與激光孔大小一致,再以直徑大于激光窗的激光束燒除窗內(nèi)的基材即可完成微盲孔。 特點(diǎn): 由于所開激光窗大小與所需鉆孔孔徑一致.因此,一旦窗口位置有所偏

6、差時(shí)，會(huì)使盲孔走位而對(duì)底墊造成失準(zhǔn)（Misregistration）的問題。,2、 開大銅窗法 所謂“開大窗法”是將激光窗口直徑擴(kuò)大到比底墊還大約2-3mil左右。一般若孔徑為6mil時(shí)，底墊應(yīng)在10miL左右，其大窗口可開到12mil。即可燒出位置精確對(duì)準(zhǔn)底墊的微盲孔。也就是在大窗口備有余地下，讓孔位獲得較多的彈性空間 。,3. 樹脂表面直接成孔法 RCC+Core的做法進(jìn)行，但卻不開銅窗而將全部銅箔咬光，

7、之后可用CO2雷射在裸露的樹脂表面直接燒孔，再做PTH與化銅電銅完成孔的金屬化與成線。,4、 超薄銅皮直接燒穿法 內(nèi)層芯板兩面壓貼RCC背膠銅箔后，可采“半蝕法”（Half Etching）將其原來0.5OZ（17um）的銅皮咬薄到只剩8um左右，即減銅,然后再去做黑氧化層與直接成孔。因在黑面強(qiáng)烈吸光與超薄銅層，以及提高CO2雷射的光束能量下，可如YAG雷射般直接穿銅與基材而成孔 .,三、激光鉆孔加工工藝流程及具體操作步驟 1、工

8、藝流程：上板?鉆帶格式轉(zhuǎn)換?選擇加工條件?能量校正?鉆首板?檢查?鉆生產(chǎn)板?卸板 2、具體操作步驟 接通總電源→打開冷卻水、壓縮空氣、吸塵→啟動(dòng)PC/軟件→啟動(dòng)加工系統(tǒng)(預(yù)熱)→氣體更換(預(yù)熱)→對(duì)焦→電鏡補(bǔ)償→選擇能量檢測(cè)條件→能量檢測(cè)→ CAD轉(zhuǎn)換→操作檢索/時(shí)間表檢索→由存板區(qū)取板→開始加工→卸板送回存板區(qū)→ 關(guān)閉加工系統(tǒng)→關(guān)閉電源→關(guān)閉冷卻水、壓縮空氣,,以下是操作界面，對(duì)于更為詳細(xì)的文字說明參閱激光鉆孔

9、工作指示 注：紅框表示非必要的操作,,,點(diǎn)擊“ON/OFF” 按紐.,點(diǎn)擊“Mach. str” 按紐.,,,,點(diǎn)擊“Comp.Exec”或”Comp.Cfrm”按紐,,,,點(diǎn)擊 “Energy”按紐,修改數(shù)字,,,,,,,,,,選擇加工程序,選擇加工條件,四、安全操作注意事項(xiàng),1.由于激光束的能量很高，對(duì)人的眼睛會(huì)造成嚴(yán)重傷害，因此，嚴(yán)禁身體的任何部分暴露在激光束下。如有特殊需要請(qǐng)帶上激光防護(hù)眼鏡。 2.在機(jī)器運(yùn)行時(shí)，絕對(duì)不允許

10、身體的任何部分進(jìn)入機(jī)器的加工區(qū)域。,五、品質(zhì)問題產(chǎn)生原因及解決方法,六、如何使用工作指示和工藝通知,1、對(duì)于在操作過程中出現(xiàn)疑問，可以查閱工作指示相關(guān)操作，基本上以工作指示為主。2、由于工作指示沒有包括或工作指示的部分指導(dǎo)項(xiàng)目不適合現(xiàn)在操作的要求，工藝臨時(shí)發(fā)放工藝通知指導(dǎo)生產(chǎn)，工序領(lǐng)班負(fù)責(zé)按要求執(zhí)行。,噴 錫 制 程 二廠工藝組2005/09/10,,內(nèi)容,概述設(shè)備流程介紹操作環(huán)境及注意事項(xiàng)常見問題及解決方法,概述,定義

11、： 熱風(fēng)整平俗稱噴錫，是將印制板浸入熔融的焊料（通常是Ｓn６３Ｐb３７）中再通過熱風(fēng)將印制板的表面及金屬化孔內(nèi)的多余焊料吹掉，從而得到一個(gè)平滑、均勻光滑的焊料涂覆層。,概述,作用： 保護(hù)銅面不被氧化；鉛錫有優(yōu)良的焊接性能，為電子元器件提供可靠的焊接表面。其它： 噴錫是一種表面處理方法，和其并行的有電鍍鎳金、化學(xué)鎳金、Ｏsp、沉銀等 ，以及現(xiàn)在為了提倡環(huán)保而發(fā)展的沉錫。,設(shè)備,垂直噴錫機(jī)：設(shè)備成本低、維護(hù)容易

12、水平噴錫機(jī)：產(chǎn)量大、平整性好,流程,微蝕→水洗→吹干→涂助焊劑→熱風(fēng)整平 →風(fēng)床冷卻→熱水洗→水洗→冷風(fēng)吹干→ 熱風(fēng)烘干,流程―微蝕,原理CU + CU²+ → 2CU+2CU++Na2S2O8+H2SO4→Na2SO4+2CUSO4+2H+作用 去除銅表面氧化物及殘留污物； 粗化銅表面，使銅表面形成一個(gè)微觀的粗糙面，增強(qiáng)焊料和銅面的結(jié)合力。,流程―微蝕,控制要點(diǎn) NPS濃度：濃度高

13、微蝕量大； 溫度：溫度高微蝕量大； 壓力：壓力大微蝕量大；壓力小，孔內(nèi)微 蝕效果差； 速度：速度慢微蝕量大。 其中NPS濃度及速度影響較大。,流程―吹干,作用 吹干板面及孔內(nèi)水跡，防止在上松香時(shí)涂覆不到銅面上，使松香失效。控制要點(diǎn) 熱風(fēng)溫度70℃以上。,流程―涂助焊劑,作用 潤(rùn)濕銅表面,降低焊料與銅表面的界面張力,使焊料與銅表面生成Cu6Sn5金屬化合物?？刂埔?/p>

14、點(diǎn) 不能混水使用，使其助焊效果失效，出現(xiàn)露銅；防止污染。,流程―熱風(fēng)整平,熱風(fēng)整平包括焊料涂覆及焊料整平,流程―熱風(fēng)整平―焊料涂覆,作用 焊料涂覆即是浸錫，使錫涂覆在銅表面，與銅結(jié)合?？刂埔c(diǎn) 1.浸錫時(shí)間：時(shí)間太短易出現(xiàn)露銅或塞孔；時(shí)間太長(zhǎng)對(duì)綠油（剝離）及板材（爆板）都有不利影響。一般浸錫時(shí)間要求在2-4s。,流程―熱風(fēng)整平―焊料涂覆,控制要點(diǎn)2.錫溫：錫溫太低，易出現(xiàn)錫粗及錫厚；錫溫過高則易造成綠油剝離及爆板

15、。一般錫溫230-260℃才能達(dá)到較好的涂覆效果。3.焊料成分：錫（60-66%）鉛（34-40%） 銅（＜0.3%） 銅含量超標(biāo)及鉛含量過高都易造成錫粗。最佳比例：鉛/錫=37/63。,流程―熱風(fēng)整平―焊料整平,作用 焊料整平實(shí)際上是在空氣風(fēng)刀處完成的?？諝怙L(fēng)刀通過（吹）熱風(fēng)到在印制板上以除去多余的焊料。空氣風(fēng)刀的設(shè)計(jì)和溫度是關(guān)系到能否達(dá)到高質(zhì)量焊料整平的關(guān)鍵。低熔點(diǎn)的63/37錫/鉛焊料和合適的維護(hù)將有利于空氣風(fēng)刀達(dá)

16、到好的連接盤上焊料的分布和厚度控制。,流程―熱風(fēng)整平―焊料整平,控制要點(diǎn) 1.風(fēng)刀溫度：錫厚 2.風(fēng)刀角度：錫厚、孔細(xì)、 塞孔 3.風(fēng)刀壓力：錫厚、錫白 4.風(fēng)刀（離板）距離：錫厚、錫白 5.刀口寬度：錫厚、塞孔 6.上升速度：錫厚、塞孔、不平整,流程―冷卻,作用 板上熱風(fēng)焊料整平的焊料應(yīng)冷卻到完全固態(tài)為止，或者在冷卻站處達(dá)到所要求的板溫度。確定冷卻步驟的因素應(yīng)包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料的

17、Tg溫度、可允許的翹曲等?？刂埔c(diǎn) 風(fēng)力強(qiáng)度、吹風(fēng)時(shí)間：影響錫粗,流程―熱水洗后處理,作用 完全除去板上的助焊劑和油污，板面達(dá)到所要求的離子和SIR（表面絕緣電阻）值。控制要點(diǎn) 后處理熱水一般加熱到40℃。,流程―冷風(fēng)吹干及熱風(fēng)烘干,冷風(fēng)吹前段吸水滾輪保持濕潤(rùn)，熱風(fēng)吹溫度70℃以上,操作環(huán)境及注意事項(xiàng),操作環(huán)境 高溫、噪音大、金屬蒸汽大注意事項(xiàng) 員工操作時(shí)應(yīng)戴手套及穿專用圍裙，防止?fàn)C傷；塞耳塞減少噪

18、音對(duì)耳朵的傷害；戴口罩防止吸入蒸汽。,常見問題及解決方法,常見問題及解決方法,字 符 印 刷二廠工藝組2005/09/10,,內(nèi)容,概述流程網(wǎng)版制作字符印刷烘烤固化字符印刷常見問題處理,概述,前后流程：沉金或噴錫→字符印刷→銑外形作用：提供黃、白或黑色標(biāo)記，給元件安裝 和維修印制板提供信息,流程,網(wǎng)版制作→字符印刷→烘烤固化,網(wǎng)版制作―流程,,網(wǎng)版制作―絲網(wǎng),絲網(wǎng)的基本要求 1.拉伸強(qiáng)度要大；

19、 2.延伸率要?。?3.回彈性要好； 4.對(duì)溫濕度變化的穩(wěn)定性要好，即耐侯性要求高； 5.油墨通過性要好； 6.耐磨性要好； 7.耐化學(xué)性要好。,網(wǎng)版制作―絲網(wǎng),絲網(wǎng)的種類,網(wǎng)版制作―絲網(wǎng),絲網(wǎng)的基本性能指標(biāo)絲徑：是指網(wǎng)線的粗度，目數(shù)越高絲徑越?。豢讖剑菏侵妇W(wǎng)孔的開度，是網(wǎng)孔面積的平方根；網(wǎng)目：絲網(wǎng)編織的疏密程度，用單位長(zhǎng)度內(nèi)網(wǎng)孔 或網(wǎng)線的個(gè)數(shù)表示，單位為目/cm或目

20、 /in；網(wǎng)厚：是指絲網(wǎng)在沒有張力的作用情況下的平均厚度；網(wǎng)孔面積率：是指單位面積內(nèi)網(wǎng)孔面積所占的百分比。,網(wǎng)版制作―絲網(wǎng),絲網(wǎng)各性能之間的關(guān)系 1.目數(shù)越高，孔徑越小，絲徑越細(xì)，網(wǎng)孔面 積覆蓋率越小，出墨量越?。?2.孔徑與絲徑的比值越大，圖象的分辨率越高； 3.網(wǎng)厚與絲徑的比值越大，下墨量越大。,網(wǎng)版制作―網(wǎng)框,網(wǎng)框的種類,網(wǎng)版制作―繃網(wǎng),繃網(wǎng)是將網(wǎng)布均勻拉平后固定在網(wǎng)框上,繃網(wǎng)機(jī),網(wǎng)版制作―

21、預(yù)處理,預(yù)處理的作用： 去除絲網(wǎng)表面的油脂，粗化其表面并清除網(wǎng)孔內(nèi)異物等，以有利于菲林及感光膠等的粘附。,網(wǎng)版制作―預(yù)處理,預(yù)處理的方法： 1.使用清水將聚酯網(wǎng)紗浸濕，在印刷面上涂Autotype-autoprep mesh預(yù)處理劑，用快潔布或膠絲刷網(wǎng)紗使之粗化； 2.粗化后用水沖洗，再用脫脂劑UNIVESAL MESHPREP脫脂清洗，以在網(wǎng)紗面形成均勻水膜為準(zhǔn)，自然干燥完畢。,網(wǎng)版制作―上膠,用上漿器將感光膠均勻地

22、涂布在絲網(wǎng)上；通過涂膠次數(shù)控制膜厚，一般每面涂膠各兩次；烘網(wǎng)箱內(nèi)烘網(wǎng)干燥，烘網(wǎng)溫度控制40℃， 烘網(wǎng)時(shí)間30-45min，以烘干網(wǎng)膠為基準(zhǔn)。,網(wǎng)版制作―曝光,將已烘干并冷卻到室溫的上好網(wǎng)漿的絲網(wǎng)與底片菲林清潔干凈，對(duì)位好后放入曝光機(jī)內(nèi)；采用5kw高能量檔進(jìn)行曝光，開啟抽真空系統(tǒng)，設(shè)置好曝光能量格數(shù)，開啟曝光燈進(jìn)行曝光；對(duì)于白網(wǎng)紗：控制在10-14格；對(duì)于黃色染色網(wǎng)紗：控制在15-19格。,網(wǎng)版制作―顯影,將曝光后的網(wǎng)在黃光下

23、進(jìn)行顯影，直至圖象清晰為止，顯影時(shí)先用水將網(wǎng)版兩面淋濕，然后再用水顯影，水溫控制在30-45℃,網(wǎng)版制作―烘干,將顯影好的網(wǎng)版放入烘網(wǎng)箱內(nèi)烘干，溫度控制在40℃，時(shí)間：30-45min。上封網(wǎng)漿：然后放置于烘網(wǎng)箱內(nèi)干燥， 溫度：40℃，時(shí)間：30-45min。,網(wǎng)版制作―常見異常及處理方法,字符印刷―流程,字符印刷―設(shè)備,字符印刷―油墨,Peters SD2954 可剝離藍(lán)油TaiYo S-200W*/HD-3 白油

24、 S-411/HD-C 白油川裕 ZSR-150 系列 ZM-400YR/ZSH-3 黃油 ZM-400WF/ZSH-3 白油,字符印刷―刮刀,作用：填墨、除墨、壓印和勻墨材料：橡膠、鋁合金、薄鋼板等，常選用橡膠 刮刀。硬度：是指橡膠受壓變形的程度。硬度小，刮 刀的抗彎曲性能差，印刷效果差

25、；硬度 大，對(duì)絲網(wǎng)的磨損大印刷精度低。刃口角度：影響接觸面積、出墨量和圖象的清 晰度,字符印刷―控制點(diǎn),網(wǎng)距：網(wǎng)版與板子的距離,用h表示,當(dāng)h>0時(shí)稱為離網(wǎng) 印刷,當(dāng)h=0時(shí)稱為全接觸印刷.h越大,回彈力 越強(qiáng),剝網(wǎng)速度越快,圖象 越清晰. 但h太大, 絲印精度降低.一般在2-5mm內(nèi)調(diào)整.速度: 刮刀行刮之速度,用v表示,當(dāng)v越快,油墨

26、越飽 滿, 易出現(xiàn)字符模糊,當(dāng)v越慢,下墨不良易出 現(xiàn)字符殘缺.另外,絲印速度必須與絲網(wǎng)目數(shù), 油墨的流變性相匹配,才能得到好的效果,字符印刷―控制點(diǎn),刮墨刀角度：刮刀與網(wǎng)板形成的角度.如角度 大,下墨量小;角度小,下墨量大.一般控制 在60-80度之間.,字符印刷―控制點(diǎn),壓力:印刷過程中刮刀與網(wǎng)版的壓力分析如下,F1的作用是保證網(wǎng)版與板子充分線接觸,越小效果越