如何降低PCB激光打孔的不良率

mutougeda

激光钻孔过程中，产生的质量问题比较多，不准备全面讲述，只将最易出现的质量问题提出供同行参考。
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% ?3 @6 d: W) F" C6 ^( s实际生产中激光钻孔会遇到的质量问题如下：5 w0 N" x; B; i2 S6 E
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一、开铜窗法的CO2激光钻孔位置与底靶标位置失准
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% ^! @6 \: \7 t% F% v( L在激光钻孔中，光束定位系统对孔径成型的准确性极为重要。即使是采用光束定位系统进行精确定位，但是往往会有其他因素而造成孔变形的缺陷，其原因如下：! q6 L4 r8 S  \/ _0 G2 r* i$ X8 z


1．制作内层芯板焊盘与导线图形的底片，与涂树脂铜箔(RCC)增层后开窗口用的底片，由于两者都会因为湿度与温度的影响尺寸增大与缩小的潜在因素。   D4 I3 @4 r1 V9 M' n
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2．芯板制作导线焊盘图形时基材本身的尺寸的涨缩，以及高温压贴涂树脂铜箔(RCC)增层后，内外层基板材料又出现尺寸的涨缩因素存在所至。   q0 ]; m$ @8 f9 M7 L/ b- k
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3．蚀刻所开铜窗口尺寸大小与位置也都会产生误差。
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  x# f" u; S! u  w$ ]" X* @, _4．激光机本身的光点与台面位移之间的所造成的误差。 $ W. y' H7 Z# R2 q# r2 C0 U
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. ^1 s9 M$ f4 U8 }: Z5．二阶盲孔对准度难度就更大，更易引起位置误差。
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1 i$ O4 t6 g" K* N6 g+ S5 v解决措施有以下：- A2 h0 ?0 M: k' n
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* K2 n& J$ V% n  G" S. F# A1．采取缩小排版尺寸，多数厂家制作多层板排版采取450×600或525×600(mm)。但对于加工导线宽度为0．10mm与盲孔孔径为0．15mm的手机板，最好采用排版尺寸为350×450(mm)上限。

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& I6 Q3 c* H5 F/ o2.加大激光直径：目的就是增加对铜窗口被罩住的范围。其具体的做法采取“光束直径＝孔直径+90~100μm”。能量密度不足时可多打一两枪加以解决。0 H( U( R9 U# b3 E, E5 `' @


3．采取开大铜窗口工艺方法：这时只是铜窗口尺寸变大而孔径却未改动，因此激光成孔的直径已不再完全由窗口位置来决定，使得孔位可直接根据芯板的上的底垫靶标位置去烧孔。! S( [% r1 U3 m$ ^$ g  n9 `7 s* l


( w6 j4 E6 ~7 e4 v7 N- H1 ]4．由光化学成像与蚀刻开窗口改成YAG激光开窗法：就是采用YAG激光光点按芯板的基准孔首先开窗口，然后再用CO2激光就其窗位去烧出孔来，解决成像所造成的误差。3 @9 Z  [6 g- T/ u8 Y; v
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( R) T( d6 b1 {4 o5．积层两次再制作二阶微盲孔法：当芯板两面各积层一层涂树脂铜箔(RCC)后，若还需再积层一次RCC与制作出二阶盲孔(即积二)者，其“积二”的盲孔的对位，就必须按照瞄准“积一”去成孔。而无法再利用芯板的原始靶标。也就是当“积一”成孔与成垫时，其板边也会制作出靶标。所以，“积二”的RCC压贴上后，即可通过X—射线机对“积一”上的靶标而另钻出“积二”的四个机械基准孔，然后再成孔成线，采取此法可使“积二”尽量对准“积一”。% B* ~2 n3 p& d8 R& |
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/ I% m$ e. M1 `! Z% S二、孔型不正确

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* t0 U7 q  t2 D0 R& {由于基材成型的质量问题（主要为涂树脂铜箔经压贴后介质层的厚度产生差异），在相同能量的激光下，介质较薄的部分垫片不仅承受的能量较大，反射的能量也更多，会造成孔壁被打成向外扩张的壶形。这种孔型不正确会对积层多层板间的电气互连造成较大影响。9 z) t, b4 n2 c6 T$ q4 Y; k0 k" T


3 x  p/ q5 B8 N: ?8 c3 L* i解决措施有以下：

' z& N$ V% `' B1.严格控制涂树脂铜箔压贴时介质层厚度差异在5—10μm之间。
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1 i6 ~: C" U. D  j2.改变激光的能量密度与脉冲数(枪数)，可通过试验方法找出批量生产的工艺条件。
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. p, [6 o, a' e  U三、.孔底胶渣与孔壁的破渣的清除不良! [- W( ^& J% G8 c" o
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' k+ _. P) H9 `* m* T3 v3 }+ P这类质量问题比较常见，特别是常见于处理大拼板上多孔类型的积层板。这是因为所加工的大排板上的微盲孔数量太多(平均约6~9万个孔)，介质层厚度不同，采取同一能量的激光钻孔时，底垫上所残留下的胶渣的厚薄也就不相同。经除钻污处理就不可能确保全部残留物彻底干净，再加上检查手段比较差，一旦有缺陷时，常会造成后续镀铜层与底垫与孔壁的结合力降低。
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" @, y% _1 f9 f, E0 Q解决措施有以下：
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1.严格控制RCC压贴后其介质厚度差异在5-10um之间。
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2.采用工艺试验方法找出最佳的除钻污工艺条件。
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3.经除胶渣与干燥后，采用立体显微镜全面进行检查。
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' x: i4 `- C* @# r2 `8 K四、关于其它CO2激光与铜窗的成孔问题原因分析：
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