机械钻孔与雷射钻孔

1、机械钻孔与雷射钻孔的概论与差异 DEC 2 3, 2013C I N D Y X I A2機械鑽孔製程鑽孔的目的與使用物料雷射鑽孔製程3N層曝光蝕刻層曝光蝕刻鍍銅鍍銅灌埋孔灌埋孔壓合壓合(一一)內層內層鑽孔鑽孔(一一)表面整平表面整平鑽孔鑽孔(二二)壓合壓合(二二)C.M-曝光蝕刻曝光蝕刻雷射鑽孔雷射鑽孔鍍銅蝕刻鍍銅蝕刻4q在在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均需需满足客户的要求满足客户的要求。q实实现层与层间的导通，以及将来的元件插现层与层间的导通，以及将来的元件插焊焊q为后工序的加工做出定位或对位为后工序的加工做出定位或对位孔孔5通孔通孔盲孔盲

2、孔埋孔埋孔VIAVIA孔孔6钻咀钻咀底板底板面板面板q复合材料复合材料 LE100/300/400/Phenolicq铝箔压合铝箔压合材材L.C.O.A EO+q铝合金铝合金板板Al sheet 铝片q复合复合材料材料木质底板q酚醛树脂酚醛树脂板板酚醛底板q铝箔压合铝箔压合板板L.C.O.AS30007 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

3、钻孔专用耗材适用于软板和0.5mmPTFE以上板钻孔 硬度858 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 度。 要求：有利于钻刀的散热，降低钻孔温度；不折断钻咀；9 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851 0機械鑽孔製程鑽孔的

4、目的與種類雷射鑽孔製程內層裁板機械鑽孔(N層）層）內層AOI內層曝光蝕刻去膜去膠渣(C313)（N層）層）壓合（壓合（A版）版）化學鍍銅(M011)（N層）層）棕化壓合(K012)X-Ray鑽靶成型裁邊棕化（棕化（A版）版）外層顯影外層顯影外層顯影 （N層）層）電鍍（N層）層）外層蝕刻（N層）層）成型裁邊(A版）鐳射鐳射mask曝光曝光鐳射鐳射mask蝕刻蝕刻雙面打薄內層蝕刻後內層蝕刻後AOI鐳射鐳射mask AOI外層曝光外層曝光銑床成型外層電氣測試成品檢查化學銀X-Ray鑽靶成型裁邊成型裁邊曝光(N層）層）雙面打薄雙面打薄電鍍電鍍Deburr水洗水洗去膜蝕刻去膜蝕刻 鐳射鑽孔鐳射鑽孔 阻抗

5、測試化學鍍銅化學鍍銅去膠渣去膠渣PCB 生產生產流程流程:成檢後蓋章包裝前灌孔液型抗焊雙面文字印刷阻抗測試 鑽鑽 孔孔Deburr水洗1 2 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 UCUC型型- - 因因減少和基板接触的減少和基板接触的面積所以面積所以可提昇孔壁品質可提昇孔壁品質STST型型- - 基本上再研磨次数比基本上再研磨次数比UCUC型多型多1 3qSTST型型0.40.400.8.8mmmmUCUC型的设计优势型的设计优势 ST/STXST/STX的设计优势的设计优势 高质量的钻孔

6、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面板及6层以下多面板。 1 4I A C C O N F I D E N T I A L主要型号HITACHIPOSALUXADVANCED 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TR

7、UDRIL 104、2550 ，有5个钻头，钻头钻速最高200Krpm，空气轴承钻头。设备式样1 5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 1 61 7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1 8内壁粗度樹脂焦渣電鍍後電気導通的信

8、頼性対内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1 9機械鑽孔製程鑽孔的目的與種類雷射鑽孔製程2 0I A C C O N F I D E N T I A L100 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 nm488 nm 532 nm10

9、64 nmVISIBLEINFRAREDULTRAVIOLET1000 nm10,000 nm400 nm750 nm1321 nm光谱图 激光类型主要包括红外光红外光和紫外光紫外光两种；可見光可見光紫外線紫外線(UV)(UV)紅外線紅外線(IR)(IR)2 1I A C C O N F I D E N T I A L 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改善，雷射鑽孔因應而生2 2I A C C O N F I

10、D E N T I A LLASER LASER 类型类型UVUV激发介质YAG激发能量发光二极管代表机型：ESI 5320LASER LASER 类型类型 IR IR（RFRF）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 LASER 类型类型 IR IR（TEATEA）激发介质外供CO2气体激发能量高压电极代表机型：SUMITOMO LAVIA 1000TW2 3I A C C O N F I D E N T I A L2 4I A C C O N F I D E N T I A L2 5I A C C O N F I D E N T I

11、 A L2 6I A C C O N F I D E N T I A L2 7I A C C O N F I D E N T I A LPositionAssign No.SpecificationTop SizeA 12.5mBottom SizeBAB A80%Under Cut (底切底切)C15mBulge (凸出凸出)D10.4mDamage (損傷損傷)E UnacceptableConformal MaskDirectMaterialsRCC FR4 FR5 Thermount RCC FR4 FR5 BT ABF INK CUHole Size75m 254m RCC ABF

12、INK BT 80m127m FR4 FR5 BT 80m127m CU BT 80m127mDepth Max154m154mPanel Size21”24”21”24”Roundness90%以上90%以上2 8I A C C O N F I D E N T I A LConformal Mask以銅窗大小決定孔徑所以使用較大的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。2 9I A C C O N F I D E N T I A L標準盲孔標準盲孔殘膠殘膠能量過大、過蝕能量過大、過蝕下孔徑不足下孔徑不足 底銅受損、分層底銅受損、分層穿銅穿銅雷射偏移雷射偏移3 0I A C C O N F I D E N T I A L正常允收正常允收