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    PCB尺寸漲縮的原因及應對分析

    發布時間 :2016-03-25 15:56 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷admin
      受到基材開料方式,圖形設計,拼板方式以及疊層結構等因素的影響,在PCB板件從基材一次內層線路圖形轉移經數次壓合直至外層線路圖形轉移的加工過程中,會引起拼板經緯向不同的漲縮。
      從整個PCB制作FLOW-CHART中我們可以找出可能引起板件漲縮異常及尺寸一致性較差的原因及工序:
      1、基材來料尺寸穩定性,尤其是供應商的每個層壓CYCLE之間的尺寸一致性;即使同一規格基材不同CYCLE的尺寸穩定性均在規格要求內,但因之間的一致性較差,可引起板件首板試制確定合理的一次內層補償后后,因不同批次板料間的差異造成后續批量生產板件的圖形尺寸超差;同時,還有一種材料異常是在外層圖形轉移后至外形工序的過程中板件發現收縮;在生產過程中曾有個別批次的板件在外形加工前數據測量過程中發現其拼板寬度與出貨單元長度相對外層圖形轉移倍率出現嚴重的收縮,比率達到3.6mil/10inch,具體數據見下表;經追查,該異常批次板件在外層層壓后的X-RAY測量與外層圖形轉移倍率均處于控制范圍內的,目前在過程監控中仍暫未找出較好的方法進行監控;
      2、拼板設計:常規板件的拼板設計均為對稱設計,在圖形轉移倍率正常的情況下對成品PCB的圖形尺寸并無明顯影響;但是一部分板件在為提升板料利用率,降低成本的過程中而使用了非對稱性結構的設計,其對不同分布區域的成品PCB的圖形尺寸一致性將帶來極為明顯的影響,甚至在PCB的加工過程中我們都可以在激光盲孔鉆孔以及外層圖形轉移曝光/阻焊劑曝光/字符印刷過程中發現此類非對稱設計的板件其在各環節中的對準度情況相對常規板件更難以控制與改善;
      3、一次內層圖形轉移工序:此處對成品PCB板件尺寸是否滿足客戶要求起著極為關鍵的作用;如一次內層圖形轉移的菲林倍率補償提供存在較大偏差其不但可直接導致成品PCB圖形尺寸無法滿足客戶要求外,還可引起后續的激光盲孔與其底部連接盤對位異常造成LAYER TO LAYER之間的絕緣性能下降直至短路,以及外層圖形轉移過程中的通/盲孔對位問題;
      根據上述分析,我們可針對性地采取適當的方式對異常進行監控及改善;
      1、基材來料尺寸穩定性與批間尺寸一致性的監控:定期地對不同供應商提供的基材進行尺寸穩定性測試,從中跟蹤其同規格板料不同批之間的經緯向數據差異,并可適當地使用統計技術對基材測試數據進行分析;從而也可找出質量相對穩定的供應商,同時為SQE及采購部門提供更為詳實的供應商選擇數據;對于個別批次的基材尺寸穩定性差引起板件在外層圖形轉移后發生的嚴重漲縮,目前只能通過外形生產首板的測量或出貨審查時進行測量來發現;但后者對批管理的要求較高,在某編號大批量生產時容易出現混板;
      2、拼板設計方面應量采用對稱結構的設計方案,使拼板內的各個出貨單元漲縮保持相對一致;如可能,應與客戶溝通建議其允許在板件的工藝邊上以蝕刻/字符等標識方式將各出貨單元在拼板內的位置進行具體標識;此方法在非對稱方式設計的板件內效果將更明顯,即使每拼板內因圖形不對稱引起各別單元出現尺寸超差,甚至是因此引起的局部盲孔底部連接異常亦可極為方便地確定異常單元并在出貨前將其挑出處理,不至于流出造成客戶封裝異常而招致投訴;
      3、制作倍率首板,通過首板來科學地確定生產板件的一次內層圖形轉移倍率;在為降低生產成本而變更其它供應商基材或P片時,此點尤為重要;當發現有板件超出控制范圍時應根據其單元管位孔是否為二次鉆孔加工;如為常規加工流程板件則可根據實際情況放行至外層圖形轉移通過菲林倍率進行適當調整;如是二次鉆孔板件,則對異常板件的處理需特別謹慎以確保成品板件的圖形尺寸與標靶至管位孔(二次鉆孔)距;附二次積層板件首板倍率收集清單;
      4、過程監控:利用外層或次外層板件在其層壓后的X-RAY生產鉆孔管位孔時所測量的板件內層標靶數據,分析其是否在控制范圍內且與合格首板所收集的相應數據進行對比以判斷板件尺寸是否有漲縮異常;經過理論計算,通常此處的倍率應控制在+/-0.025%以內才能滿足常規板件的尺寸要求;
      通過分析PCB尺寸漲縮原因,找出可用的監控和改善方法,希望廣大PCB從業者能從中得到啟示,結合自身實際情況,找到適合自己公司的改善方案。


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