企业培训_镭射钻孔培训教材

Preparedby BinLiuDate 9 25 2005 镭射钻孔培训教材 前言LASER钻孔简介LASER钻机介绍Microvia制作工艺Microvia常见缺陷分析 目录 随着PCB向微型和高密度互连的方向发展 越来越多制板采用微导孔的连接方式实现高密度互连 而目前制作微导孔的主要方法是laserdrill 如何利用现有镭射钻机制作出各种高质量的microvia 是现在PCB制造的迫切任务 前言 1 LASER分类 光谱图 Laser钻孔简介 激光类型主要包括红外光和紫外光两种 2 常见的LASER激发方式 Laser钻孔简介 LASER类型 UV激发介质 YAG激发能量 发光二极管代表机型 ESI5320LASER类型 IR RF RadioFrequency 激发介质 密封CO2气体激发能量 高频电压代表机型 HITACHILC 1C21E 1CLASER类型 IR TEA Transverseexcitedatmospheric横波激励 激发介质 外供CO2气体激发能量 高压电极代表机型 SUMITOMOLAVIA1000TW 3 1 CO2的成孔原理 利用红外线的热能 当温度升高或能量增加到一定程度后 如有机物的熔点 燃点或沸点时 则有机物分子的相互作用力或束缚力将大为减小到使有机物分子相互脱离成自由态或游离态 由于激光的不断提供能量 而使有机分子逸出或者与空气中的氧气燃烧而成为二氧化碳或水气体而散离去 由于激光是以一定直径的红外光束来加工的 因而形成微小孔 Laser钻孔简介 固态Nd YAG紫外激光器发射的是高能量的紫外光光束 利用其光学能 高能量光子 破坏了有机物的分子键 如共价键 金属晶体 如金属键 等 形成悬浮颗粒或原子团 分子团或原子 分子而逸散离出 最后形成盲孔 Laser钻孔简介 3 2 UV的成孔原理 4 常见LASER的加工材料 EpoxyFR4ARAMIDCOPPERBT 现已加工的介质材料包括 RCC 1X1080 2X1080 2116 2X106 ARAMID Laser钻孔简介 由于不同材料对各类激光的吸收均不相同 导致LASER加工混合材料时的困难 Laser钻孔简介 4 1 不同材料对波长的吸收情况 2000版本 Laser钻孔简介 4 2 不同材料对波长的吸收情况 2001版本 5 各种方法加工孔直径的范围 Laser钻孔简介 我司现有Laser钻机HITACHILC 1C21E 1CLC 2F21SE 1CLC 2F212SE 2CLC 2G212E 2CLC 2G212BE 2CSUMITOMOLAVIA1000TWESI53205330 Laser钻机介绍 ESI5320高频率低功率脉冲固态激光激发装置 无须外部供气 冷光 产生热量少 HitachiRFExcited密封气体激发无须定期换气每四小时需做精度校正SUMITOMO外部供气须定期换气加工时有能量检测和补打功能 ESIUVLaser对位系统1 内层靶标对位 Laser钻机介绍 定位补偿方法 4pointsallowcorrectionofx yoffset rotation scale andkeystone Laser钻机介绍 ESIUVLaser对位系统2 通孔对位 1 对位标靶 圆形2 对位补偿类似ESI Laser钻机介绍 HITACHI SUMITOMOLaser对位系统 ConformalMask靶标对位 LaserBeam Galvo UVLaserCO2Laser 光学系统 Laser钻机介绍 Coppersurfaceiscleanedand textured ESIUVLaser的钻孔参数 Laser钻机介绍 调整Laser焦距 StepOne DrillCopper StepTwo RemoveDielectric 25mm 50 100mm FocusedspotSmallspotsizeHighenergydensity De focusedspotLargerspotsizeLowerenergydensityStoponinnercopperlayer Laser钻机介绍 ESIUVLaser的钻孔参数 CycleModeBurstModeStepMode Laser钻机介绍 Hitachi SumitomoLaser的钻孔参数 即对在一个区域内所有的孔进行第一个脉冲加工 完毕后 再进行第二个脉冲加工 如此类推 即对一个孔进行所有的脉冲加工后 才对下个孔进行加工 钻孔速度 HITACHI max1200脉冲 秒SUMITOMO max1000脉冲 秒ESI 15K 30K 70K脉冲 秒 Laser钻机介绍 一阶盲孔 A CO2laserdrillB CO2laserdirectdrillC UVdirectdrillD UV CO2laserdrill Microvia制作工艺 Microvia制作工艺 二阶盲孔 钻Stackedvia A UVDirectdrillB UV CO2C Conformalmask CO2 UVD UV Conformalmask CO2 五 Microvia缺陷分析 缺陷类型 产生原因和影响 解决方法 LaserMicrovia缺陷分析 1 UnderCut 2 Delaminate 4 RemainedGlassFiber 5 RemainedResin 8 Void 7 Damage 6 MicroCrack BarrelShapedInnerHole LaserMicrovia缺陷分析 Laser盲孔缺陷 PROBLEMSUnderCutDelaminateCauseandEffectHeataccumulationfromRCCcoppersurfaceImpacttotheRCCsurfacebyLaserBeam 1 UnderCut 2 Delaminate LaserMicrovia缺陷分析 SolutionShortpulsewidthReducethepulseenergy LASERBeam LaserMicrovia缺陷分析 PROBLEMSBarrelShapedInnerHoleCauseandEffectReflectionfromholebottomIncorrectpositionofLasermode singlemode tothehole BarrelShapedInnerHole LaserMicrovia缺陷分析 LaserMicrovia缺陷分析 SolutionShortpulse lessthanless ThebestsuitednumberofshotsMulti modeBeam Multi mode top flat LaserMicrovia缺陷分析 PROBLEMSRemainedGlassFiberCauseandEffectDifferenceNatureagainstheatbetweenresinandglassSolutionHighpeakpowerprocessingCycle modeprocessing 4 RemainedGlassFiber LaserMicrovia缺陷分析 PROBLEMSRemainedResinCauseandEffecta Verythinsmearedresinonthebottomofholenotreachsublimationpoint 5 RemainedResin LaserMicrovia缺陷分析 b Unsuitabilityofresinthicknessc Single modeprocessing 60 m 80 m LaserMicrovia缺陷分析 d UnsuitabilityofLASERpulseenergye IncorrectpositionofLASERBeam AccuracyofXYtableAccuracyofScannersAlignmentAccuracyagainstPWBelasticityPWBwarp LaserMicrovia缺陷分析 PROBLEMSMicroCrackCauseandEffectThepressurefromresinsublimationbyLASER 6 MicroCrack LaserMicrovia缺陷分析 Solution ShortPulse lessthanless ThebestsuitedshapeofLASERwave Thebestpulseenergyadapttonatureofmaterial Standard about10J cm2 pulsewidthlessthan1us LaserMicrovia缺陷分析 PROBLEMSDamageVoidCauseandEffecta Ifthepulsewidth irradiationtime islong thetemperatureofsubstratesurfaceisrisenup 8 Void 7 Damage LaserMicrovia缺陷分析 b CenterportionofCopp