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：對現(xiàn)有的激光鉆孔盲孔板板流程進行分析，提出改善激光盲孔對位精度方法并進行實驗及分析。
關(guān)鍵詞：激光鉆孔 盲孔 對位 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，越來越多的板件采用埋盲孔方式來實現(xiàn)高密度互連，激光鉆孔是實現(xiàn)微小盲孔的方法之一。激烈的市場競爭對于板件的可靠性也提出越來越高的要求，對于盲孔來說高的可靠性要求有大面積的良好連接，激光盲孔良好的對位精度是一個關(guān)鍵因素。首先需說明激光鉆盲孔精度要求有兩個：即激光孔與內(nèi)層焊盤和外層焊盤之間的對位精度。

我公司現(xiàn)有的影響激光鉆孔盲孔板件對位精度的流程為：

1、利用通孔的鉆孔標(biāo)靶定位鉆出定位孔；
2、由定位孔定位通過激光孔點菲林做出外層激光窗和激光鉆孔定位標(biāo)靶；
3、激光鉆機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光機本身系統(tǒng)誤差；
B、板件不平，造成沖標(biāo)靶沖不準；
C、上鉆孔管們釘不緊；
D、鉆機本身系統(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、激光孔點菲林變形；
B、激光孔點菲林對位不準。

（3）激光鉆孔：

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

（4）外層圖形轉(zhuǎn)移：

A、菲林變形；
B、菲林對位不準。

可以看出，以上影響激光鉆盲孔對們精度的大部分原因都是操作問題，可以通過嚴格操作來改善。除了操作之外就是系統(tǒng)誤差及定位方式，改善系統(tǒng)誤差成本過高，幫應(yīng)將重點放在定位方式的改進上。

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題：

X光機沖通孔標(biāo)靶時，對各內(nèi)層的鉆機標(biāo)靶進行統(tǒng)一折中補償，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的激光孔相對于外層激光窗口及盲孔外層焊盤偏差較小，但相對于盲孔內(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)層焊盤的對位偏差。但是激光孔與外層激光窗口及盲孔外層焊盤的對位偏差則偏大。如果用盲孔內(nèi)層焊盤所在層的標(biāo)靶定位，然后來做激光窗口則可以改善激光孔與激光窗口的對位偏差，但是對外層焊盤的對位偏差則不會改善。根據(jù)內(nèi)層菲林的變化對外層菲林進行相應(yīng)的補償，來改善激光孔對外層焊盤的對位偏差，但同時對通孔的對位造成影響，故此次實驗暫不考慮外層線路菲林的補償。

三實驗

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行對比實驗（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位）。

2、在層壓，激光鉆及外層蝕刻后進行檢測（檢測結(jié)果見附表）：

（1）1-6,1-2及5-6層鉆孔標(biāo)靶層壓后的尺寸變化(X光機檢測,單位為mil)；
（2）激光孔與激光窗口之間的對位情況（孔與窗口偏移的最大寬度，用百倍放大鏡測量，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，用百倍放大鏡測量，單位為mil）；
（5）激光孔與內(nèi)層焊盤的對位精度（測量板邊的激光孔與內(nèi)層焊盤對位精度的標(biāo)靶，單位為mil）；

3、實驗數(shù)據(jù)分析：

從激光孔與內(nèi)層焊盤對位精度標(biāo)靶的測試結(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位不準而造成。

四結(jié)論

從以上三種定位方法的實驗結(jié)果可以看出，用內(nèi)層激光定位標(biāo)靶定位進行激光鉆孔可以提高激光鉆孔的對位精度（第（2），（3）種方法；但第（3）種方法需要多鉆兩對標(biāo)靶,影響生產(chǎn)效率，且激光孔對激光窗口的對準情況改善不大，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。