PCB基板涨缩的判定与测量[1].ppt

2020年3月20日星期五 1 漲縮的判定與測量 制作 生技課 Report 2020年3月20日星期五 2 講解內容框架 漲縮的判定漲縮發生的時機與原因漲縮的測量漲縮的改善與預防CASESTUDY 2020年3月20日星期五 3 漲縮的判定 1 漲縮的發生 漲縮是物體在受環境作用下尺寸發生變化的一種現象 和其息息相關的環境因素有溫度和濕度 其次制程中的外力作用也會引發漲縮 本次講解就主要針對非環境作用引發的漲縮現象 2020年3月20日星期五 4 2 漲縮異常的出現 當漲縮作為一種生產異常出現在制程中時 它就由一種普通現象演變為災害性現象 對制程和生產穩定造成強大的沖擊力 在PCB業界 漲縮出現將給產品帶來一系列的隱患 其特點為 a 發生性高b 破壞力大c 偵測性低d 批量性e 不穩定性 2020年3月20日星期五 5 特性分析 2020年3月20日星期五 6 3 引起漲縮異常的要因分析 2020年3月20日星期五 7 4 鑽孔X Ray照看方式 COMP面 左 上 右 下 異常板看板順序 第一步 確定孔偏的程度及趨勢 從孔密集區看起 某區域全部與內層pad切破超過180 為非常嚴重 切破超過90 為嚴重 偏切為異常 未切為正常 第二步 判定原因 如整pnl或部分step有發生異常以上現象 查看靶孔與外圍孔狀況 8層以上板首先確定同心圓狀況 第三步 如外圍孔與靶孔表象不符 測量靶距 檢測壓合是否有鑽靶異常 2020年3月20日星期五 8 孔 內層pad 隔離層 切破90 切破180 5 角度判定與計算偏移值 2020年3月20日星期五 9 5 漲縮異常的判定 5 1漲縮異常表現的形式 a 層偏 內S 漲縮表現為層偏 內S多為8層以上板 層間不對稱造成壓合過程中層間漲縮變化大小不同 引起層間線路對位偏差 如果不同網絡線路疊加且導通孔連接到不同的網絡即形成短路 b 鑽偏 漲縮引起整板圖形變形 導致鑽孔時局部或全部孔偏現象 c 外偏 因漲縮引起輕度鑽偏 鑽孔修改機械坐標后外層曝光仍按照原比例生產 即會引起外層整板或部分Step曝光偏移 5 2漲縮異常與相關異常的區分 5 2 1 漲縮與鉚偏 同心圓對比 層次漲縮以8層板為例 同心圓4 5層同時向4個拐角偏移可以確定為整板漲縮 同心圓4 5層同時延Y方向向外或向內可判定為Y向漲縮 同心圓4 5層同時延X方向向外或向內可判定為X向漲縮 2020年3月20日星期五 10 層次鉚偏以8層板為例 同心圓某一層次同時向一個方向偏移 同心圓一邊正常 另一邊同時往一個方向偏移 以上歸納的為較為常見的几種漲縮與鉚偏容易混淆的異常區分辦法 而實際生產中會出現更多更復雜的現象 那樣就需要我們憑借經驗去做層別 判定異常的真實歸屬 同心圓某一層延一個圓心朝不同的方向偏移 2020年3月20日星期五 11 5 2 2漲縮與內短 同心圓判定 查看是否存在層間偏移 內層短路一般由底片漏光或吸氣不良 顯影不潔等造成 壓合及基板的銅粉銅屑和壓合的鉚釘屑也會引起內短 而漲縮引起的內短則是因層間漲縮差異造成 只會存在于8層以上板 因此只需要觀察同心圓是否有漲縮即可判定漲縮對內短有多大貢獻度 內短的原因判定還需要找點 切片及數據分析 漲縮引起的內短只能計算其貢獻度 單獨的漲縮不會引起內短 還需要加上鑽偏 層偏導致 如下圖 線路 線路 銅面 導通孔 介質層 如果孔與線最小距離為8mil 層間偏移2mil 漲縮3mil 鑽孔偏3mil 以上皆偏上限或下限 導通孔就會連接到線路 造成層間短路 2020年3月20日星期五 12 5 2 3漲縮與鑽偏 X Ray照孔確認 假設以上為4個PCS 以上孔偏方向如紅箭頭所示 孔偏方向為離心式擴張偏移 可以判定此板有整板內縮現象 另有單PCS或部分PCS的孔偏呈現出擴張式 也可判定為漲縮異常 2020年3月20日星期五 13 鑽孔所有孔均向一個方向偏移 如果壓合鑽靶未偏移 即可斷定為鑽孔整體移位 當然 鑽孔鑽偏大多數是BGA密集區部分孔偏移 判定人須根據具體情況做判斷 不可和漲縮引起的鑽偏混淆 2020年3月20日星期五 14 5 2 4外偏與漲縮 看孔環與孔偏移外偏導致原因一般有二 其一 外層底片對位失准 其二 底片漲縮 由于外層曝光為單面曝光 底片對位為兩面分開 如果有一面對位不准即會造成單面曝偏 如有兩面整體向一個方向偏移即可判定為漲縮 這種判定是帶有一些隨機性 但應該可以COVER95 以上異常 兩邊板面孔對應孔環向同一方向偏移 可判定為漲縮 漲縮造成的外偏多為整體性 板兩邊的偏移呈對稱狀 有一定規律 外偏形成取決與底片對位及尺寸管控 表現規律不明顯 2020年3月20日星期五 15 5 2 5漲縮與靶偏 X ray看靶鑽靶過程中會因設備精度問題加上人員操作不當引起靶偏不良 漲縮的補償鑽靶也會引起靶偏 兩種靶偏是有分別的 詳見下圖 壓合中央基准補償鑽靶 發生3個靶孔同時延Y軸向內偏或外偏現象 為漲縮補償鑽偏 其偏移標准看鑽靶的補償值 壓合鑽靶補償 6mil為我司目前管控標准 其對靶偏的尺寸影響計算方法如下 2020年3月20日星期五 16 中央基准補償打靶的方式 產品因漲縮造成靶距的實際值和工程的CAM值不一致 因此鑽靶輸入固定值時機器同時找不到兩個靶心 也就無法下鑽 必須設定補償值 才可以生產 所謂補償值就是實際值和CAM值之間的允許誤差 如補償值為6mil 就說明實際值和CAM值之間允許最大差異為6mil 超過規格則無法生產 計算方法 中央基准補償對孔距和CAM靶距造成差別值計算 假設靶距有縮 如上圖 實際孔距離L 實際靶距L1 CAM靶距L2 實際靶距L1 2 如果CAM靶距 20inch 實際靶距比CAM靶距縮6mil 則孔距離L 20 0 006 0 006 2 19 997inch 此時孔與實際靶位差別 19 997 19 994 2 0 0015inch 1 5mil 靶距中央 CAM距離 CAM距離 實際靶位 實際靶位 孔位置 孔位置 2020年3月20日星期五 17 靶偏的表現形式 如下圖 靶偏表現為三個靶孔同向一個方向偏移 有一個或多個靶孔未能打中MARK中心的異常 通常延X方向偏移時3個孔會同時偏移 延Y向偏移時會根據補償設定不同偏移的孔數一到三不定 針對此狀況鑽靶人員必須遵守SOP作業 在固定頻率內增加對機器的校正 并規范作業姿勢 以減少靶偏異常的出現 2020年3月20日星期五 18 課間休息時間 Havearest 2020年3月20日星期五 19 漲縮發生的時機與原因 漲縮影響最大的是環境 而無論對環境做怎樣管控 漲縮變化也同樣不可控制 我們需要去做管控的是環境以外的其它部分 2020年3月20日星期五 20 1 絕對漲縮的測量 測量內層底片曝光前數據與壓合后數據對比 1 14層板測量因為4層板只有一張內層板 壓合前測量靶距 壓合后MARK中心鑽靶后再測靶距 即是其絕對漲縮數據 至于層偏的影響一般可以不予考慮 1 26層板測量6層板共有兩張內層板 基本上為對稱疊構 因此壓合后兩面漲縮差異可以不考慮 測量方式與4層板類似 1 38層以上板測量8層以上板因為層次排列不同 內外層次壓合中會產生較大差異 因此需要建立標靶進行監控 如下頁圖注 漲縮的測量 2020年3月20日星期五 21 2020年3月20日星期五 22 2 相對漲縮的測量 測量工程設定值數據與壓合后數據對比 2 1壓合后漲縮測量壓合后產品可以選擇用X Ray鑽靶機測量靶距或標靶距離來判定漲縮 也可以將靶孔用MARK方式鑽破后使用2D測量其數據 2 2鑽孔首件后漲縮測量壓合鑽靶選用中央基准補償式鑽靶 當產品到鑽孔后靶孔已無法作為漲縮測量的參考依據 此時可以選擇待鑽板用鑽靶機MARK方式鑽破外圍孔 用X Ray或2D測量孔距判定漲縮尺寸 8層以上有標靶的可以同壓合測量方式 2 3中測漲縮的判定與測量中測板因為加上外層線路 對漲縮的判定有一定遮蔽性 一般漲縮為批量性異常 但也會有鑽孔首件等個別漲縮異常板流入 此時需要對異常板蝕刻后造X Ray 判定方式同鑽孔 中測板已無可供測量的孔 尺寸漲縮值不能測量 2020年3月20日星期五 23 1 1改善流程 漲縮的改善與預防 1 改善 OK 2020年3月20日星期五 24 1 2改善方式 a 壓合異常 壓合鑽靶人員更換新料號后首先抽測10pnl板 發現有漲縮異常首先知會當班組長 組長要立即知會PE 漲縮嚴重的 如漲縮異常比例超過50 或漲縮R值超過8mil或漲縮最大值超過10mil 開出異常反饋單會簽到PE及鑽孔 中測 如果為夜班 開好反饋單 交接給白班組長 對于異常板須復測10pnl 根據測量數據選擇最佳補償值或篩選式鑽靶 補償規格每次放寬2mil 成型時撈槽作區分標記 補償6mil撈2槽 8mil撈3槽 依此類推 b 鑽孔異常 當部分孔有切破內層pad時需要修改鑽孔程式 修改程式時要根據偏孔程度分step進行修改 修改后經首件確認OK后量產 如發現首件有漲縮偏破現象 先確認壓合是否有做撈槽區分標記 沒有做標記的料號須開異常反饋單會簽壓合 中測 PE等相關部門 對已有撈槽標記的料號無須開單 2020年3月20日星期五 25 2 預防 2020年3月20日星期五 26 3 補償值的設定方式 Y向補償值 R 漲縮值 r CAM值 Y X向補償值 R 漲縮值 r CAM值 X 漲縮值 r 壓合后靶距 L CAM值 YorX 計算結果精確到1 10000位 1 10000后的尾數一般使用棄尾法 也可以使用四舍五入法 例 某料號工具規格為A1B1 20 B1C1 4 5 壓合后實際測量靶距為Y 19 9928 X 4 4991 原內層預放為X Y 1 0003 請計算內層底片預放應改為多少 Y向 根據R r Y 19 9928 20 20 0 0072 20 3 6 10000X向 R 4 4991 4 5 4 5 0 0009 4 5 2 10000所以內層預放Y向增加0 00036 實際為1 0006 X向應增加0 0002 實際為1 0005 2020年3月20日星期五 27 CASESTUDY 1 異常判定 中測有