工艺培训激光钻孔

关于工艺培训激光钻孔一、激光钻机的类型及其工作原理目前业界商用的激光钻机可分为:紫外线的Nd：YAG（YltiumAlumiumGurnet，钇铝石榴石）雷射机;红外线的CO2雷射机以及兼具UV/IR之变头机种.

第2页,共72页，2024年2月25日，星期天一、激光钻机的类型及其工作原理各种钻机的特点:1、紫外线的Nd：YAG雷射机:对3mil以下的微孔很有利，可加工20-100um的孔径，铜箔直接加工，但成孔速度却较慢.2、对4~8mil的微盲孔制作最方便，量产速度约为YAG机的十倍,平均量产每分钟单面可烧出6000孔左右3、先用YAG头烧掉全数孔位的铜皮，再用CO2头烧掉基材而成孔第3页,共72页，2024年2月25日，星期天激光成孔的原理雷射光束的形成:当“射线”受到外来的刺激，而增大能量下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表面时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象，其中只有被吸收者才会发生作用。其对板材所产生的作用又分为热与光化两种不同的反应:第4页,共72页，2024年2月25日，星期天

1、光热烧蚀PhotothermalAblation

是指雷射光束在其红外光与可见光中所含有的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。此烧蚀的副作用是在孔壁上有被烧黑的炭化残渣（甚至孔边缘铜箔上也会出现一圈高温造成的黑氧化铜屑），需经后制程Desmear清除，才可完成牢固的盲孔铜壁。第5页,共72页，2024年2月25日，星期天2、光化裂蚀PhotochemicalAblation是指紫外领域所具有的高光子能量（PhotonEnergy），可将长键状高分子有机物的化学键（ChemicalBond）予以打断，於是在众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使板材被快速移除而成孔。相比于光热烧蚀孔壁上不会产生炭化残渣.3、激光盲孔的作用起层与层之间的电器连接作用。第6页,共72页，2024年2月25日，星期天二、二氧化碳激光钻孔不同制程的介绍

1、保形法(ConformalMask)

在内层Core板上先压RCC然后开铜窗，铜窗大小与激光孔大小一致,再以直径大于激光窗的激光束烧除窗内的基材即可完成微盲孔。

特点:

由于所开激光窗大小与所需钻孔孔径一致.因此,一旦窗口位置有所偏差时，会使盲孔走位而对底垫造成失准（Misregistration）的问题。

第7页,共72页，2024年2月25日，星期天2、开大铜窗法

所谓“开大窗法”是将激光窗口直径扩大到比底垫还大约2-3mil左右。一般若孔径为6mil时，底垫应在10miL左右，其大窗口可开到12mil。即可烧出位置精确对准底垫的微盲孔。也就是在大窗口备有余地下，让孔位获得较多的弹性空间。第8页,共72页，2024年2月25日，星期天3.树脂表面直接成孔法

RCC+Core的做法进行，但却不开铜窗而将全部铜箔咬光，之后可用CO2雷射在裸露的树脂表面直接烧孔，再做PTH与化铜电铜完成孔的金属化与成线。

第9页,共72页，2024年2月25日，星期天4、超薄铜皮直接烧穿法内层芯板两面压贴RCC背胶铜箔后，可采“半蚀法”（HalfEtching）将其原来0.5OZ（17um）的铜皮咬薄到只剩8um左右，即减铜,然后再去做黑氧化层与直接成孔。因在黑面强烈吸光与超薄铜层，以及提高CO2雷射的光束能量下，可如YAG雷射般直接穿铜与基材而成孔.第10页,共72页，2024年2月25日，星期天三、激光钻孔加工工艺流程及具体操作步骤1、工艺流程：上板

钻带格式转换

选择加工条件

能量校正

钻首板

检查

钻生产板

卸板

2、具体操作步骤接通总电源→打开冷却水、压缩空气、吸尘→启动PC/软件→启动加工系统(预热)→气体更换(预热)→对焦→电镜补偿→选择能量检测条件→能量检测→CAD转换→操作检索/时间表检索→由存板区取板→开始加工→卸板送回存板区→关闭加工系统→关闭电源→关闭冷却水、压缩空气第11页,共72页，2024年2月25日，星期天以下是操作界面，对于更为详细的文字说明参阅激光钻孔工作指示注：红框表示非必要的操作第12页,共72页，2024年2月25日，星期天点击“ON/OFF”按纽.点击“Mach.str”按纽.第13页,共72页，2024年2月25日，星期天点击“Comp.Exec”或”Comp.Cfrm”按纽第14页,共72页，2024年2月25日，星期天点击“Energy”按纽修改数字第15页,共72页，2024年2月25日，星期天第16页,共72页，2024年2月25日，星期天选择加工程序选择加工条件第17页,共72页，2024年2月25日，星期天四、安全操作注意事项

1.由于激光束的能量很高，对人的眼睛会造成严重伤害，因此，严禁身体的任何部分暴露在激光束下。如有特殊需要请带上激光防护眼镜。

2.在机器运行时，绝对不允许身体的任何部分进入机器的加工区域。

第18页,共72页，2024年2月25日，星期天五、品质问题产生原因及解决方法品质缺陷产生原因解决方法孔内余胶①激光光束能量不稳定②激光光束能量不足或脉冲次数不够③板弯板翘①须进行能量较正②提高激光光束的能量或增加脉冲次数③改善加工板的板弯板翘情况偏孔①开激光窗的非林变形②芯板发生涨缩③钻机本身的精度问题①更换非林②对非林进行补偿③须对钻机进行较正第19页,共72页，2024年2月25日，星期天品质缺陷产生原因解决方法爆孔焦距不合适进行对焦调整焦距孔形不良①介质层厚度不均，铜垫反射较多的能量②能量过高①控制介质层的厚度公差在10—15um之间②用DOE的方法找出适合的加工条件第20页,共72页，2024年2月25日，星期天六、如何使用工作指示和工艺通知1、对于在操作过程中出现疑问，可以查阅工作指示相关操作，基本上以工作指示为主。2、由于工作指示没有包括或工作指示的部分指导项目不适合现在操作的要求，工艺临时发放工艺通知指导生产，工序领班负责按要求执行。第21页,共72页，2024年2月25日，星期天喷锡制程

二厂工艺组

2005/09/10

第22页,共72页，2024年2月25日，星期天内容概述设备流程介绍操作环境及注意事项常见问题及解决方法第23页,共72页，2024年2月25日，星期天概述定义：热风整平俗称喷锡，是将印制板浸入熔融的焊料（通常是Ｓn６３Ｐb３７）中再通过热风将印制板的表面及金属化孔内的多余焊料吹掉，从而得到一个平滑、均匀光滑的焊料涂覆层。第24页,共72页，2024年2月25日，星期天概述作用：保护铜面不被氧化；铅锡有优良的焊接性能，为电子元器件提供可靠的焊接表面。其它：喷锡是一种表面处理方法，和其并行的有电镀镍金、化学镍金、Ｏsp、沉银等，以及现在为了提倡环保而发展的沉锡。第25页,共72页，2024年2月25日，星期天设备垂直喷锡机：设备成本低、维护容易水平喷锡机：产量大、平整性好第26页,共72页，2024年2月25日，星期天流程

微蚀→水洗→吹干→涂助焊剂→热风整平→风床冷却→热水洗→水洗→冷风吹干→

热风烘干第27页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―微蚀原理CU+CU²+→2CU+2CU++Na2S2O8+H2SO4→Na2SO4+2CUSO4+2H+作用去除铜表面氧化物及残留污物；粗化铜表面，使铜表面形成一个微观的粗糙面，增强焊料和铜面的结合力。第28页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―微蚀控制要点NPS浓度：浓度高微蚀量大；温度：温度高微蚀量大；压力：压力大微蚀量大；压力小，孔内微蚀效果差；速度：速度慢微蚀量大。其中NPS浓度及速度影响较大。

第29页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―吹干作用吹干板面及孔内水迹，防止在上松香时涂覆不到铜面上，使松香失效。控制要点热风温度70℃以上。第30页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―涂助焊剂作用润湿铜表面,降低焊料与铜表面的界面张力,使焊料与铜表面生成Cu6Sn5金属化合物。控制要点不能混水使用，使其助焊效果失效，出现露铜；防止污染。第31页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―热风整平热风整平包括焊料涂覆及焊料整平第32页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―热风整平―焊料涂覆作用焊料涂覆即是浸锡，使锡涂覆在铜表面，与铜结合。控制要点

1.浸锡时间：时间太短易出现露铜或塞孔；时间太长对绿油（剥离）及板材（爆板）都有不利影响。一般浸锡时间要求在2-4s。第33页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―热风整平―焊料涂覆控制要点2.锡温：锡温太低，易出现锡粗及锡厚；锡温过高则易造成绿油剥离及爆板。一般锡温230-260℃才能达到较好的涂覆效果。3.焊料成分：锡（60-66%）铅（34-40%）铜（＜0.3%）铜含量超标及铅含量过高都易造成锡粗。最佳比例：铅/锡=37/63。第34页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―热风整平―焊料整平作用焊料整平实际上是在空气风刀处完成的。空气风刀通过（吹）热风到在印制板上以除去多余的焊料。空气风刀的设计和温度是关系到能否达到高质量焊料整平的关键。低熔点的63/37锡/铅焊料和合适的维护将有利于空气风刀达到好的连接盘上焊料的分布和厚度控制。第35页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―热风整平―焊料整平控制要点

1.风刀温度：锡厚

2.风刀角度：锡厚、孔细、塞孔3.风刀压力：锡厚、锡白4.风刀（离板）距离：锡厚、锡白5.刀口宽度：锡厚、塞孔6.上升速度：锡厚、塞孔、不平整第36页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―冷却作用板上热风焊料整平的焊料应冷却到完全固态为止，或者在冷却站处达到所要求的板温度。确定冷却步骤的因素应包括产品结构、材料的Tg温度、可允许的翘曲等。控制要点风力强度、吹风时间：影响锡粗第37页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―热水洗后处理作用完全除去板上的助焊剂和油污，板面达到所要求的离子和SIR（表面绝缘电阻）值。控制要点后处理热水一般加热到40℃。第38页,共72页，2024年2月25日，星期天流程―冷风吹干及热风烘干冷风吹前段吸水滚轮保持湿润，热风吹温度70℃以上第39页,共72页，2024年2月25日，星期天操作环境及注意事项操作环境高温、噪音大、金属蒸汽大注意事项员工操作时应戴手套及穿专用围裙，防止烫伤；塞耳塞减少噪音对耳朵的伤害；戴口罩防止吸入蒸汽。第40页,共72页，2024年2月25日，星期天常见问题及解决方法第41页,共72页，2024年2月25日，星期天常见问题及解决方法第42页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷

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第43页,共72页，2024年2月25日，星期天内容概述流程网版制作字符印刷烘烤固化字符印刷常见问题处理第44页,共72页，2024年2月25日，星期天概述前后流程：沉金或喷锡→字符印刷→铣外形作用：提供黄、白或黑色标记，给元件安装和维修印制板提供信息第45页,共72页，2024年2月25日，星期天流程网版制作→字符印刷→烘烤固化第46页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―流程二次上胶绷网粗化脱脂烘干双面上胶烘干曝光显影烘干检查上封网浆干燥烘干第47页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―丝网丝网的基本要求

1.拉伸强度要大；

2.延伸率要小；

3.回弹性要好；

4.对温湿度变化的稳定性要好，即耐侯性要求高；

5.油墨通过性要好；

6.耐磨性要好；

7.耐化学性要好。第48页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―丝网丝网的种类种类优点缺点备注绢网由蚕丝织成,耐水性好,具有一定的吸湿性;弹性好,便于绷网,感光制版时,与感光胶的结合力较好.强度较高,绷网时不能达到较高的张力水平,耐化学性、耐侯性较差，易老化，价格较高

尼龙丝网由尼龙纤维织成，强度较高，耐磨性、耐硷性较好，丝面光滑，油墨通过性好，回弹性最好延伸率较大，弹性模量较低，绷网张力低，印刷精度不高

涤纶丝网由聚酯类纤维织成，稳定性较好，耐化学性、耐机械力、耐侯性较好，绷网张力较高，稳定性好，精度高与模版的丝网结合力稍差

金属网强度和弹性模量最大，稳定性最好，印刷精度高，，耐磨性好，寿命长，导电导热刚性大，回弹性差，受冲击时易产生凹陷和折痕而不易恢复

第49页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―丝网丝网的基本性能指标丝径：是指网线的粗度，目数越高丝径越小；孔径：是指网孔的开度，是网孔面积的平方根；网目：丝网编织的疏密程度，用单位长度内网孔或网线的个数表示，单位为目/cm或目

/in；网厚：是指丝网在没有张力的作用情况下的平均厚度；网孔面积率：是指单位面积内网孔面积所占的百分比。第50页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―丝网丝网各性能之间的关系

1.目数越高，孔径越小，丝径越细，网孔面积覆盖率越小，出墨量越小；

2.孔径与丝径的比值越大，图象的分辨率越高；

3.网厚与丝径的比值越大，下墨量越大。第51页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―网框网框的种类种类优点缺点木框质量轻，价廉，加工制做方便，绷网简单易吸水和溶剂，变形大，腐蚀快，制版后精度低，耐用性差金属框质量较轻，坚固耐用，稳定性好，耐水，耐溶剂性好，制版后精度高网框边及棱角需要作成圆弧状以防止绷网时撕破网布塑料框质量最轻，耐水耐溶剂性最好制版后之强度差，固网难组合框以强力聚酯及玻璃纤维为材料制作的网框，其性能还在进一步的研究实验中---第52页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―绷网绷网是将网布均匀拉平后固定在网框上绷网机第53页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―预处理预处理的作用：

去除丝网表面的油脂，粗化其表面并清除网孔内异物等，以有利于菲林及感光胶等的粘附。第54页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―预处理预处理的方法：

1.使用清水将聚酯网纱浸湿，在印刷面上涂Autotype-autoprepmesh预处理剂，用快洁布或胶丝刷网纱使之粗化；

2.粗化后用水冲洗，再用脱脂剂UNIVESALMESHPREP脱脂清洗，以在网纱面形成均匀水膜为准，自然干燥完毕。第55页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―上胶用上浆器将感光胶均匀地涂布在丝网上；通过涂胶次数控制膜厚，一般每面涂胶各两次；烘网箱内烘网干燥，烘网温度控制40℃，烘网时间30-45min，以烘干网胶为基准。第56页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―曝光将已烘干并冷却到室温的上好网浆的丝网与底片菲林清洁干净，对位好后放入曝光机内；采用5kw高能量档进行曝光，开启抽真空系统，设置好曝光能量格数，开启曝光灯进行曝光；对于白网纱：控制在10-14格；对于黄色染色网纱：控制在15-19格。第57页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―显影将曝光后的网在黄光下进行显影，直至图象清晰为止，显影时先用水将网版两面淋湿，然后再用水显影，水温控制在30-45℃第58页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―烘干将显影好的网版放入烘网箱内烘干，温度控制在40℃，时间：30-45min。上封网浆：然后放置于烘网箱内干燥，温度：40℃，时间：30-45min。第59页,共72页，2024年2月25日，星期天网版制作―常见异常及处理方法异常现象产生原因处理方法菲林脱落1.丝网预处理不良，未脱脂粗化处理等；2.字符太小；3.用错丝网；4.显影水冲洗压力太大；5.曝光不足1.重新对丝网进行预处理；2.反馈给工艺修改资料；3.选择合适的丝网；4.调整显影水洗水压力；5.进行曝光尺测试，调整合适的曝光能量。字符显影不良1.曝光不良；2.字符太小；3.显影药水老化未更换1.调整曝光参数；2.反馈工艺修改资料；3.更换显影药水第60页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷―流程将板子放在印台上,倒油墨于刮墨刀行程终端的储墨区内平稳的移动刮刀,使网版上分布一层均匀的油墨将网版与印台接近,匀墨刀上升,刮墨刀下降,并压网版与板件接触刮墨刀在一定的压力和角度下进行丝印,然后将网版与板子匀速分离印完一块板子后,匀墨刀下降,刮墨刀上升,印台与网版分离,更换板件在高温下，对字符油墨进行烘烤固化第61页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷―设备字符丝印机网版丝印台胶刮网版储油区第62页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷―油墨PetersSD2954可剥离蓝油TaiYoS-200W*/HD-3白油

S-411/HD-C白油川裕ZSR-150系列

ZM-400YR/ZSH-3黄油

ZM-400WF/ZSH-3白油第63页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷―刮刀作用：填墨、除墨、压印和匀墨材料：橡胶、铝合金、薄钢板等，常选用橡胶刮刀。硬度：是指橡胶受压变形的程度。硬度小，刮刀的抗弯曲性能差，印刷效果差；硬度大，对丝网的磨损大印刷精度低。刃口角度：影响接触面积、出墨量和图象的清晰度第64页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷―控制点网距：网版与板子的距离,用h表示,当h>0时称为离网印刷,当h=0时称为全接触印刷.h越大,回弹力越强,剥网速度越快,图象越清晰.但h太大,

丝印精度降低.一般在2-5mm内调整.速度:

刮刀行刮之速度,用v表示,当v越快,油墨越饱满,易出现字符模糊,当v越慢,下墨不良易出现字符残缺.另外,丝印速度必须与丝网目数,

油墨的流变性相匹配,才能得到好的效果第65页,共72页，2024年2月25日，星期天字符印刷―控制点刮墨刀角度：刮刀与网板形成的角度.如角度大,下墨量小;角度小,下墨量大.一般控制在60-80度之间.第66页,共72页，2024年2月25日，星期