涨缩原理及补偿介绍

第1页，共46页，2023年，2月20日，星期日课程纲要序号内容1尺寸涨缩概述2涨缩流程分解3涨缩制程管控方法4涨缩异常处理2第2页，共46页，2023年，2月20日，星期日1.尺寸涨缩概述

什么是尺寸涨缩?

尺寸涨缩通常就是指PCB制作流程中,其基材吸湿而澎涨,脱湿而收缩之尺寸变化的过程.愈高温愈易吸湿,因而愈高温高湿时,尺寸变化更大.

尺寸涨缩对PCB的影响?

尺寸涨缩对各制程的作业有很大的影响,它将影响到钻孔与内层的对准度,外层和防焊,文字的对准度,以及成品的尺寸公差.3第3页，共46页，2023年，2月20日，星期日1.尺寸涨缩概述

通常我们所说的尺寸涨缩主要分为:基板涨缩与底片涨缩.基板底片4第4页，共46页，2023年，2月20日，星期日基板尺寸涨缩的原因:

（1）经纬方向差异造成基板尺寸变化;由于剪切时,未注意纤维方向,造成剪切应力残留在基板内,一旦释放,直接影响基板尺寸的收缩.基材尺寸涨缩的控制方法:（1）确定经纬方向的变化规律按照收缩率在底片上进行补偿(光绘前进行此项工作).同时剪切时按纤维方向加工,或按生产厂商在基板上提供的字符标志进行加工.(一般是字符的竖方向为基板的纵方向)1.尺寸涨缩概述5第5页，共46页，2023年，2月20日，星期日基板尺寸涨缩的原因:

（2）基板表面铜箔部份被蚀刻掉对基板的变化限制,当应力消除时产生尺寸变化.基材尺寸涨缩的控制方法:（2）在设计电路时应尽量使整个板面分布均匀.如果不可能也要必须在空间留下过渡段(不影响电路位置为主).这由于板材采用玻璃布结构中经纬纱密度的差异而导致板材经纬向强度的差异.1.尺寸涨缩概述6第6页，共46页，2023年，2月20日，星期日基板尺寸涨缩的原因:

（3）刷板时由于采用压力过大,致使产生压拉应力导致基板变形.基材尺寸涨缩的控制方法:（3）应采用试刷,使工艺参数处在最佳状态,然后进行刷板.对薄型基材,清洁处理时应采用化学处理或喷砂处理.1.尺寸涨缩概述7第7页，共46页，2023年，2月20日，星期日基板尺寸涨缩的原因:

（4）多层板在层压前,因基板有吸湿性,使薄基板或半固化片吸湿,造成尺寸稳定性差,基板中树脂未完全固化,导致尺寸变化.

基材尺寸涨缩的控制方法:（4）基材必须进行烘烤以除去湿气.并将处理好的基板存放在真空干燥箱内,以免再次吸湿,烘烤还可以确保树脂固化,减少由于冷热的影响,导致基板尺寸的变形.1.尺寸涨缩概述8第8页，共46页，2023年，2月20日，星期日基板尺寸涨缩的原因:

（5）多层板经压合时,过度流胶造成玻璃布形,从而导致尺寸.基材尺寸涨缩的控制方法:（5）需进行工艺试压,调整工艺参数然后进行压制.同时还可以根据半固化的特性,选择合适的流胶量.1.尺寸涨缩概述9第9页，共46页，2023年，2月20日，星期日

底片尺寸涨缩的原因:

（1）底片从真空包装拆包后静置时间不足;底片尺寸涨缩的控制方法:（1）黑片从真空包装中拆封后需静置24小时,棕片需静置8小时;1.尺寸涨缩概述10第10页，共46页，2023年，2月20日，星期日

底片尺寸涨缩的原因:

（2）底片绘制完成后静置时间不足直接用于生产;底片尺寸涨缩的控制方法:（2）底片绘制完成后静置时间必须大于2小时才可用于生产;1.尺寸涨缩概述11第11页，共46页，2023年，2月20日，星期日

底片尺寸涨缩的原因:

（3）温湿度控制失灵;底片尺寸涨缩的控制方法:（3）温度控制在22+2℃,湿度在55%+5%RH;1.尺寸涨缩概述12第12页，共46页，2023年，2月20日，星期日1.尺寸涨缩概述温度的影响:

在相对湿度下,菲林的尺寸随着温度的上升而涨大,温度下降而缩小,其热涨变形系数在18ppm/℃左右,也就是说当温度发生1℃的变化时,50cm长的菲林会发生9um的变化（或20寸中的0.36mil）.湿度的影响:在相对温度下,菲林的尺寸随着湿度的上升而涨大,相对湿度的降低而缩小,湿涨变形系数在10ppm/%RH右,也就是说当湿度度发生1℃的变化时,50cm长的菲林会发生5um的变化（或20寸中的0.20mil）.13第13页，共46页，2023年，2月20日，星期日

底片尺寸涨缩的原因:

（4）曝光机温升过高.底片尺寸涨缩的控制方法:（4）采用冷光源或有冷却装置的曝光机及不断更换备份底片.1.尺寸涨缩概述14第14页，共46页，2023年，2月20日，星期日2.尺寸涨缩流程分解厂商:±300PPM建议厂内管控:R值≦300PPM温湿度管控:温度22±2℃湿度5±5％PP须放在室内6~12HR以上先进先出管理内层前处理前后差异底片上机前后变化曝光机內部温湿度变化P.P裁切经纬向区分压合程式钻靶DES后尺寸变化经纬向区分30sht/叠,150度4小时烤箱温度均勻性监控烘烤后冷却时间监控无尘室温湿度管控上PIN作业X-Ray偏孔檢查基板尺寸安定性检测储存条件有效期点检:基板:P.P:压烤前后尺寸变化暂存要求温度22±2℃,湿度55±5％内层涂布前后差异底片单张差异底片每套间差异底片使用次数铆合与热熔同心圆对准度检测热压/冷压钻靶精度尺寸涨缩检测RunOut值检测进料开料内层压合钻孔15第15页，共46页，2023年，2月20日，星期日2.尺寸涨缩流程分解防焊前处理前后差异上PIN无尘室温湿度管控温度22±2℃,湿度55±5％无尘室温湿度管控温度22±2℃,湿度55±5％PTH前处理前后差异外层前处理前后差异压膜前后差异曝光机內部温湿度变化底片上机前后变化底片单张差异底片每套间差异底片使用次数IICu前后差异蚀刻后尺寸变化防焊预烤前后差异曝光机內部温度湿度变化底片上机前后变化后烤前后变化印刷前尺寸变化印刷对准度后烤后尺寸变化制版底片涨缩网版张力网版涨缩网版使用次数二钻前尺寸变化孔位檢查RunOut值检测PTH/ICU外层IICu防焊文字二钻PTH/Icu前后差异底片单张差异底片每套间差异底片使用次数16第16页，共46页，2023年，2月20日，星期日3.尺寸涨缩管制方法

IQC进料对基板的玻布厂牌、进料尺寸安定性状况进行记录.17第17页，共46页，2023年，2月20日，星期日

开料对1.0mm以下基板进行烘烤150℃4H,使基板在制程中的涨缩更稳定.追踪0.08mm板各站尺寸变化,烘烤基板变化小于未烘烤基板,基板烘烤后更稳定.各站测试如下：料号DES后R值(mil)压合R值(mil)外层R值(mil)防焊R值(mil)烘烤X2.10.91.00.4Y1.82.22.00.7未烘烤X1.03.81.20.5Y4.63.22.21.73.尺寸涨缩管制方法18第18页，共46页，2023年，2月20日，星期日

内层、外层、防焊曝光时都对底片进行上机前后尺寸变化数据进行收集,通过数据收集分析是否出现底片上机后不稳定.试验方法:1.内层选取E162C6014DD,对此料号分别使用富士菲林,均量产超过16小时确认量产中尺寸变化以及最终尺寸变化2.量测设备:八目尺结果:E162C6014DD内层底片:上机后十六小时与上机前对比DX最大变化缩1.5mil,DY最大变化缩1.8mil.3.尺寸涨缩管制方法發放值4小時變化8小時變化16小時變化16小時總變化19第19页，共46页，2023年，2月20日，星期日

压合后进行尺寸涨缩量测,记录厂牌、板厚、PP、叠构等进行模组分类分析.09年4月~09年09月不同基板层涨缩现况分析月份

层别0904月0905月0906月0907月0908月0909月4L132381310156L1911122010248L410133合计3635203423423.尺寸涨缩管制方法20第20页，共46页，2023年，2月20日，星期日说明:04月份修正内层补偿系数,改善效果呈下降趋势,故此次不需做改善;09年04月~09年09月异常总表分析模块(四层板)厂版基板pp组合偏涨(件)偏缩(件)宏仁1.31080163宏仁1.21080/2116111南亚17628*220宏仁0.9211610宏仁0.510801008/05~09/04月份异常柏拉图09/04~09/09月四层板异常统计表3.尺寸涨缩管制方法21第21页，共46页，2023年，2月20日，星期日09年04月~09年09月异常总表分析模块(六层板)-1厂版基板pp组合偏涨(件)偏缩(件)宏仁0.08+061080+211610宏仁0.08+0.81080+2116222宏仁0.08762802宏仁0.1+0.81080+211670宏仁0.32116+762820宏仁0.1277628+108032宏仁2116+1080宏仁2116+1056宏仁0.22116+108012宏仁7628宏仁0.1762808结果:从总表模块分析以上三种为异常最多的叠构;3.尺寸涨缩管制方法22第22页，共46页，2023年，2月20日，星期日09/04-09/09月份异常柏拉图结果:六层板不良所占比例为50%;09年04月~09年09月异常总表分析模块(六层板)-13.尺寸涨缩管制方法23第23页，共46页，2023年，2月20日，星期日09/04-09/09月份异常柏拉图09年04月~09年09月异常总表分析模块(六层板)-3结果:1.前三大模块为0.08+0.8mm/0.1mm/0.1+0.8mm迭构;2.目前试验南亚与宏仁0.08mm基板(建议1086型PP迭构为0.08mm的基板稳定性优于1080型PP;3.尺寸涨缩管制方法24第24页，共46页，2023年，2月20日，星期日09年04月~09年09月异常总表分析模块(八层板)结果:从异常总表分析八层异常较少,无法进行模块分析,目前以个案进行改善;厂版基板pp组合偏涨(件)偏缩(件)宏仁0.08+0.2108002宏仁0.127+0.151080/211611宏仁0.127108011宏仁0.11506+2116103.尺寸涨缩管制方法25第25页，共46页，2023年，2月20日，星期日

追踪后制程中各站涨缩,针对各站涨缩变化确定各站补偿.项次内层前处理前后内层蚀刻前后棕化前后压合前后PTH磨刷PTH/ICU外层前处理磨刷二铜蚀刻前后防焊磨刷前后0.08MM-0.8-2.58-14.221.07-0.470.76-0.632.010.1MM-0.30.720.17-2.552.56-0.871.4-0.580.811.2MM-0.5-0.50.194.82.03-0.6320.140.811.3MM-0.42-0.42-0.212.771.21-0.91.931.551.363.尺寸涨缩管制方法26第26页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.异常处理

4.1分析钻孔偏移是否为整体偏移状况

a.X-RAY拍光与内层隔离RING对位(<2MIL异常)NGOK27第27页，共46页，2023年，2月20日，星期日OK(切破铜Pad对内层>2MIL)

OKNG(待收集)

b.X-RAY拍光内层有铜Pad但无线路则可切破铜Pad但需保证与内层隔离RING对位>2MIL.4.异常处理28第28页，共46页，2023年，2月20日，星期日

c.X-RAY拍光内层有铜Pad且有线路则可相切铜Pad但不能切断线路.NG(切断线路)

OK

出现以上三种方式NG偏孔状况确认为整体偏孔异常.4.异常处理29第29页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.2判断是否因涨缩导致异常:4.2.1靶孔偏移程度(>2MIL异常)

NG

OK如果发现为靶偏导致偏孔,需重新取未靶偏板首件.4.2.2有无层偏现象:

NG

OK4.异常处理30第30页，共46页，2023年，2月20日，星期日

NG

OK同心圆相切为层偏,如发现层偏严重立即知会相关单位,取无层偏板重新首件.4.2.3CPK测试情况:AOI测试机钻靶图≧1.33为OK,否则改善后重新进行首件.

通过以上分析,如无靶偏/层偏/钻孔精度异常则确认为涨缩异常需进行钻带修改.4.异常处理31第31页，共46页，2023年，2月20日，星期日

4.3.异常当站改善方法.4.3.1通过X-RAY拍光用图片与图标记录偏孔方向.X-RAY拍光照片偏孔方向记录通过图标确定修改钻带时修改原点位置.4.异常处理32第32页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.3.2涨缩常见状况:不良类型一:此异常需加大钻带比例修改(如:原X=Y=1.0000改为X=Y=1.0001).原点处异常状况一4.异常处理33第33页，共46页，2023年，2月20日，星期日不良类型二:此异常需缩小钻带比例修改(如:原X=Y=1.0000改为X=Y=0.9999).原点处异常状况二4.异常处理34第34页，共46页，2023年，2月20日，星期日不良类型三:此异常移动PIN孔位置修改(如:将原PIN上移0.5mil).原点处异常状况三4.异常处理35第35页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.4X-RAY拍光记录料号CAM值与内层补偿比例.4.5记录料号数据（涨缩异常分析报告中项目记录）主要记录项目为:钻孔机台号,钻板层叠数,基板厂牌,基板进料批号,PP型号,core厚,裁板方式,残铜率,最小孔径等.4.异常处理36第36页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.6取未鉆板至少５PNL;至压合X-RAY钻靶将外围孔钻出:红色处需钻靶X－RAY钻靶机4.异常处理37第37页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.7使用三次元进行量测：三次元长边靠下三孔处置于左下角实际涨缩比例＝实测板平均值/CAM值综合钻带原点位置与实际涨缩比例进行钻带修改.3.8钻带修改后确认首件(标准参照3.1).4.异常处理38第38页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.9量测内层底片涨缩:取内层底片使用二次元进行底片量测量测实际值与底片输出值差异>2MIL时为异常.3.10.综合以上数据汇总异常总表分析.4.异常处理39第39页，共46页，2023年，2月20日，星期日4.11针对异常料号进行修正补偿修改钻带时内层补偿修改大小0.9999-1.00009不修改0.99989-0.9998补偿增大0.5/万-1.0/万0.99979-0.9997补偿增大1.0/万-2.0/万0.99969-0.9996补偿增大2.0/万-3.0/万0.99959-0.9995补偿增大3.0/万-4.0/万1.0001-1.0002补偿减小0.5/万-1.0/万1.0002-1.0003补偿减小1.0/万-2.0/万1.0003-1.0004补偿减小2.0/万-3.0/万1.0004-1.0005补偿减小3.0/万-4.0/万根据修改钻带大小,对应上表进行内层补偿修改.当修改钻孔数据时确认为以下原因时不修改内层补偿:1.确认涨缩异常为底片涨缩超标导致(量测底片>2MIL),需请内层工程师协助分析.2.确认涨缩异常为基材不稳定导致(尺寸安定型测试超出+/-300PPM),需知会压合工程师共同找厂商进行检讨分析.4.异常处理40第40页，共46页，2023年，2月20日，星期日3.12外层/防焊底片对应修改

a.外层底片修改比例:外层曝光底片比例在钻孔比例上加大1/万,原点位置同钻孔修改变更.(如:钻孔修改X=Y=1.00015原点移至中心,则外层比例修改为1.00025原点移至中心.)

b.防焊底片修改比例:防焊曝光底片比例均修改为与钻孔同比例,原点位置同钻孔变更.(如:钻孔修改X=Y=1.00015原点移至中心,则防焊底片修改为X=Y=1.00015原点移至中心).4.异常处理41第41页，共46页，2023年，2月20日，星期日ThankYou!制作：廖鑫日期：2010.04.15第42页，共46页，2023年，2月20日，星期日基板尺寸涨缩的原因:

（1）经纬方向差异造成基板尺寸变化;由于剪切时,未注意纤维方向,造成剪切应力残留在基板内,一旦释放,直接影响基板尺寸的收缩.（2）基板表面铜箔部份被蚀刻掉对基板的变化限制,当应力消除时产生尺寸变化.

（3）刷板时由于采用压力过大,致使产生压拉应力导致基板变形.（4）基板中树脂未完全固化,导致尺寸变化.（5）多层板在层压前,存放的条件差,使薄基板或半固化片吸湿,造成尺寸稳定性差.（6）多层板经压合时,过度流胶造成玻璃布形变所致.1.尺寸涨