深入探討激光鉆孔定位方法

深入探討激光鉆孔定位方法

摘要：對(duì)現(xiàn)有的激光鉆孔盲孔板板流程進(jìn)行分析，提出改善激光盲孔對(duì)位精度方法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及分析。
關(guān)鍵詞：激光鉆孔 盲孔 對(duì)位 定位標(biāo)靶

一現(xiàn)狀

隨著板件向小型化及高密度方向發(fā)展，越來(lái)越多的板件采用埋盲孔方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高密度互連，激光鉆孔是實(shí)現(xiàn)微小盲孔的方法之一。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于板件的可靠性也提出越來(lái)越高的要求，對(duì)于盲孔來(lái)說(shuō)高的可靠性要求有大面積的良好連接，激光盲孔良好的對(duì)位精度是一個(gè)關(guān)鍵因素。首先需說(shuō)明激光鉆盲孔精度要求有兩個(gè)：即激光孔與內(nèi)層焊盤和外層焊盤之間的對(duì)位精度。

我公司現(xiàn)有的影響激光鉆孔盲孔板件對(duì)位精度的流程為：

1、利用通孔的鉆孔標(biāo)靶定位鉆出定位孔；
2、由定位孔定位通過(guò)激光孔點(diǎn)菲林做出外層激光窗和激光鉆孔定位標(biāo)靶；
3、激光鉆機(jī)尋找激光鉆孔定位標(biāo)靶，然后鉆激光盲孔；
4、外層圖形轉(zhuǎn)移做出盲孔外層焊盤。

二分析

1、各流程可能存在的產(chǎn)生誤差原因：

（1）鉆定位孔

A、X光機(jī)本身系統(tǒng)誤差；
B、板件不平，造成沖標(biāo)靶沖不準(zhǔn)；
C、上鉆孔管們釘不緊；
D、鉆機(jī)本身系統(tǒng)誤差；
E、鉆頭固定不牢；
F、板件不平，膠帶貼不緊。

（2）做激光窗：

A、激光孔點(diǎn)菲林變形；
B、激光孔點(diǎn)菲林對(duì)位不準(zhǔn)。

（3）激光鉆孔：

A、激光鉆孔機(jī)本身系統(tǒng)誤差；
B、板件不平造成讀不準(zhǔn)；
C、板件夾不緊。

（4）外層圖形轉(zhuǎn)移：

A、菲林變形；
B、菲林對(duì)位不準(zhǔn)。

可以看出，以上影響激光鉆盲孔對(duì)們精度的大部分原因都是操作問(wèn)題，可以通過(guò)嚴(yán)格操作來(lái)改善。除了操作之外就是系統(tǒng)誤差及定位方式，改善系統(tǒng)誤差成本過(guò)高，幫應(yīng)將重點(diǎn)放在定位方式的改進(jìn)上。

2定位方式的分析：

現(xiàn)有的定位方式是用通孔的標(biāo)靶鉆定位孔，然后由此類定位孔定位做激光窗口及激光定位標(biāo)靶于外層，激光鉆機(jī)讀取外層激光定位標(biāo)靶位置后鉆孔。

此定位方式存在以下問(wèn)題：

X光機(jī)沖通孔標(biāo)靶時(shí)，對(duì)各內(nèi)層的鉆機(jī)標(biāo)靶進(jìn)行統(tǒng)一折中補(bǔ)償，所確定的值與盲孔內(nèi)層焊盤所在層的標(biāo)靶值存在偏差。隨后根據(jù)此標(biāo)靶鉆出的定位孔，蝕刻出的激光窗口及激光定位標(biāo)靶不能反映盲孔內(nèi)層焊盤所在層的變化。以此種定位方式鉆出來(lái)的激光孔相對(duì)于外層激光窗口及盲孔外層焊盤偏差較小，但相對(duì)于盲孔內(nèi)層焊盤偏差較大。

由上述分析可知，如果將激光定位標(biāo)靶直接做在內(nèi)層，則可以在鉆孔時(shí)直接反映盲孔內(nèi)層焊盤所在層的變化情況，改善激光孔與內(nèi)層焊盤的對(duì)位偏差。但是激光孔與外層激光窗口及盲孔外層焊盤的對(duì)位偏差則偏大。如果用盲孔內(nèi)層焊盤所在層的標(biāo)靶定位，然后來(lái)做激光窗口則可以改善激光孔與激光窗口的對(duì)位偏差，但是對(duì)外層焊盤的對(duì)位偏差則不會(huì)改善。根據(jù)內(nèi)層菲林的變化對(duì)外層菲林進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，來(lái)改善激光孔對(duì)外層焊盤的對(duì)位偏差，但同時(shí)對(duì)通孔的對(duì)位造成影響，故此次實(shí)驗(yàn)暫不考慮外層線路菲林的補(bǔ)償。

三實(shí)驗(yàn)

1、根據(jù)以上分析，我們選取15塊6層埋盲孔板（包括1-2層及5-6層盲孔），采用三種定位方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)（每種方法5塊板）：

（1）1-6層鉆孔標(biāo)靶鉆定位孔，外層激光定位標(biāo)靶（目前我公司的做法）
（2）1-6層鉆孔標(biāo)靶鉆定位孔，內(nèi)層激光定位標(biāo)靶（改善盲孔與內(nèi)層焊盤的對(duì)位）
（3）1-2及5-6層鉆孔標(biāo)靶分別鉆定位孔，內(nèi)層激光定位標(biāo)靶（改善盲孔與內(nèi)層焊盤及激光窗口的對(duì)位）。

2、在層壓，激光鉆及外層蝕刻后進(jìn)行檢測(cè)（檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)附表）：

（1）1-6,1-2及5-6層鉆孔標(biāo)靶層壓后的尺寸變化(X光機(jī)檢測(cè),單位為mil)；
（2）激光孔與激光窗口之間的對(duì)位情況（孔與窗口偏移的最大寬度，用百倍放大鏡測(cè)量，單位為mil）；
（3）激光孔與內(nèi)層焊盤的連接情況（孔與內(nèi)層焊盤連接面的最大寬度，用百倍放大鏡測(cè)量，單位為mil）；
（4）激光孔與外層焊盤的連接情況（最小環(huán)寬，用百倍放大鏡測(cè)量，單位為mil）；
（5）激光孔與內(nèi)層焊盤的對(duì)位精度（測(cè)量板邊的激光孔與內(nèi)層焊盤對(duì)位精度的標(biāo)靶，單位為mil）；

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：

從激光孔與內(nèi)層焊盤對(duì)位精度標(biāo)靶的測(cè)試結(jié)果看，用內(nèi)層激光定位標(biāo)靶的板孔精度較高（反映相對(duì)于內(nèi)層焊盤的精度）。但由于與外層激光窗口的偏差，導(dǎo)致最終與內(nèi)層相連的面積比現(xiàn)有的定位方法稍微偏小。激光孔與外層焊盤對(duì)位偏差情況此三種方法都差不多，焊錫面都不好，應(yīng)該是焊錫面外層線路菲林對(duì)位不準(zhǔn)而造成。

四結(jié)論

從以上三種定位方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，用內(nèi)層激光定位標(biāo)靶定位進(jìn)行激光鉆孔可以提高激光鉆孔的對(duì)位精度（第（2），（3）種方法；但第（3）種方法需要多鉆兩對(duì)標(biāo)靶,影響生產(chǎn)效率，且激光孔對(duì)激光窗口的對(duì)準(zhǔn)情況改善不大，故宜采用第（2）種方法），但是為了保證良好的連接面積，應(yīng)該適當(dāng)加大激光窗口。