PCB云端存储主板制作跟进报告

《PCB云端存储主板制作跟进报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PCB云端存储主板制作跟进报告（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、云端存储主板制作跟进报告刖吞：报告对包含N + N、深微孔、背钻、POFV ( Plated on filled via X阶梯金 手指、阻抗敏感板、SET2DIL( Single Ended TDR/TDT Measurements To Derive Differential Insertion Loss ,利用单端线路测量差分损耗的方法) 测试等复合多项工艺技术的云存储主板的制作工艺进行了研究，发现设计 的云存储主板存在层压翘曲、钻孔对位、阶梯槽内金手指制作难和信号异 常问题。通过对层压工序、电镀工序、阶梯槽内金手指的制作跟进研究以 及对异常信号的测试模块分析研究结果表明,通过调整层压程

2、式和找到影 响拉伸系数差异可解决层压对准偏差问题；利用子、母板CCD(Charge-coupled Device )钻孔对位可解决钻孔对位偏差问题；采用VCP (Vertical conveyor plating ,垂直连续电镀)+脉冲电镀组合方式可实现 HDI ( High density interconnection ,高密度互连技术深微孔和通孔 次电镀通过调整图形设计选择拼图的方式可解决高速信号的Skew玻纤 效应问题，成功实现产品制作随看电子商务的高速发展，其数据处理量非常巨大，云端存储需求也要求 越来越大，其主板设计也越来越复杂。现有客户设计主板包含N + N、深微 孔、背钻、PO

3、FV、阶梯金手指、阻抗敏感板、SET2DIL测试等工艺技术。 其结构非常复杂,工艺难点非常多。现对该类主板的制作工艺进行研究， 通过研究使得我司具备该复杂板的批量制作能力。二.产品设计该板为T高速板材，13 + 13结构,子板阶梯金手指，0.012mmHDI孔需要 填平,0.305 mm深微孔，内外层阻抗最大值和最小值均在10%以内的设 计，具体制板信息如表1及图1所示。表1试板鵰型号板材最小取刀孔匍要求Of处理T板材3.4 mm0.25 mm20.25 jim印制插头+涂布图1叠层结构示意图三.实施方案该板复合了 N + N、深微孔、背钻、POFV、阶梯金手指、阻抗敏感板、SET2DIL 等

4、工艺技术，试板采用先制作两个非对称子板，深微孔,槽内金手指在子 板上进行制作，然后进行母板压合，在母板进行背钻、POFV等工艺制作。3.1工艺流程子板:开料-内层干膜前处理-内层DI曝光-内层蚀刻-棕化-东城层压 T铳板边T激光钻孔一钻孔T去毛刺化学沉铜板面电镀T背钻-超声 水洗-真空塞孔-陶瓷磨板-干膜f外层蚀刻-镀金手指一配套中心。母板：棕化-东城层压-铢板边-钻孔-去毛刺-去钻污-化学沉铜-板 面电镀T板电检孔f背钻-真空塞孔一外层前处理一外层曝光-外层蚀 刻T阻焊丝印-阻焊曝光-阻焊显影-镀金手指一字符-编号-测对准 度T铳板-铢阶梯槽一去氧化-电子测试一插损测试T终检防氧涂布T 包装

5、。3.2试验方案通过板的结构设计来看，在制作过程中会存在诸多难点，特别是子板奇数 层设计,孔到线设计距离较近,多种类型孔同时存在,板材插损要求等， 故针对以下难点进行专门制作研究如表2所示。表2试验方案疗号工艺设计难点方峯113*13 S结构子板非对称,对位特度高 内层DI曝光，蛍合度0.030 mm； 内层冲孔釆用4CCD冲孔，冲孔績度0.030 mm： T板采用Pin-Lamflh板: 板采Pin-Lam板.20.25 mm VIA孔到铜0.203 mm. 背帖孔到127mm 一帖、背估均采用CCD钻机： 背帖首板分区测试，分区补偿背估潇度； 针对埒板过孔背钻中钻穿只中一个子板的情况，更改

6、为 子板背钻，提供背钻slub精度和对准度*3HD1/L需填半，d板还有深微孔、通几，L13层和母板外层均有敏感阻抗线不命分制作； 采用VCP填几曲冲电镀组合电镀： 采用1/3 oz起镀，母板减铜进行制作。4T板材需要信号插损控制 内层线宽秸度按土 0.013 mm： 介质厚度均匀性腔制 10%.3.3试验结果3.3.1层压控制从产品養层结构来看，子板为13层奇数层，结构非对称。从受力分析来看, 子板压合后会存在翘曲问题。如果存在翘曲会对子板层压后的制程造成影 响，为避免此问题，故将层压程序中的冷压段进行延长压板（见图2 ）以便 释放高温冷却过程中应力。通过对层压跟进,层压的升温速率，高温固化

7、时间，转压点等参数均符合 板材要求（见表3 ）。通过延长冷压时间释放层压应力改善子板翘曲问题， 从实际的测量结果来看,最大翘曲度为3.0 cm （见图3 ）,这对子板后面 钻孔、树脂塞孔等工序仍然存在较大影响,后续将通过调整養层结构进行 改善。因子板存在翘曲问题,在芯板涨缩测数的过程中会出现两个子板偏 差较大的情况。然而从養构来看，两个子板證构一样，通过分析发现X-RAY 设备抽真空的位置仅为最中间的部分区域（见图4a）,在测数过程中，可将 01-13L子板吸附平整，但是无法将14-26L子板吸附平整，四角仍然翘曲， 如图4b所示。图3层压后子板翘曲图在测数过程中,将14-26L子板正常测试和

8、将 四角贴平如图4c,重新测试 数据,两次测试 结果发现长边（Y方向）相差约0.179 mm ,短边（X方 向）差约0.051 mm ,具体数据如图5所示。通过TC FA （ Thin core first article ）（申数据调整后，子板拉伸数据相差较小长方向偏差为0.051mm , 短方向偏差为0.076 mmo在母板压合后整体对准度最大达到0.150 mm , 达不到母板对准度0.127 mm的要求,如图7所示。通过再次优化拉 伸 系数,测数时对板子板进行编号，铢板边编号与该编号对应压板，母板压 合时根据子板拉伸情况进行配板如图6所示。通过跟进调整后两个子板对 准度良好，如图7所示

9、。（a） 4剛机吸盘（b）测数空后翘曲（C）胶带粘平图4芯板涨缩测数图* 方Y方冋哲備之试P 0 zzzzzzzz皮Mil ILIXIW-n十二mt图5芯板涨缩测数图图6母板压合图（a）左上角（b）右上角（c）左下角（d）右下角图7母板对准度图3.3.2钻孔对位精度通过前期策划时,发现0.25mmVIA孔到铜0.203mm ,背钻孔到线 0.127mm，对于两次压合且层数较高单板来说难度是非常高的，且工艺复 合了深微孔，从工艺流程优化考虑，深微孔在子板进行制作。通过激光钻 孔后,使用百倍镜检查首板及抽检孔底均无残胶、崩孔、烧穿等质量问题（见图8 ）;采用CCD钻机进行钻孔；以X-RAY标靶孔为

10、对位孔，多次进 行CCD抓靶确认抓靶精度OK再进行钻孔（见图9 ）;因子板具有一定的翘 曲度,用普通胶带无法将板平整的固定在台面，所以采用粘性更强的牛皮 胶将板四周固定,避免因板翘曲导致钻偏,如图10所示。图10子板钻孔图（a）子板钻孔（b）母板钻孔图11钻孔与内层对位精度图通过以上控制措施，试钻后采用X-RAY检查内层,子母板钻孔的孔位均较 正,如图11所示。3.3.3通盲孔制作VCP填孔线主要分为闪镀和填孔两个阶段进行电镀填平,电镀盲孔填孔的 原理普遍认可 的是CDA原理。CDA （ Convection-dependentAdsorption ）对流相关性吸附模型，是基于电镀药水中加速剂

11、与抑制剂在 不同氯离子浓度条件下的竞争吸附建立的模型。一般认为电镀填盲孔的过 程可分为三个阶段：起始期、爆发期和回复期。电镀不同阶段由于受到Cu2 + 浓差扩散、添加剂的吸附与脱附以及电解还原等影响,盲孔底部与面铜的 电沉积速率之比在填孔过程中不断变化。但其对通孔的深镀能力相对较差, 通盲孔电镀制作时,盲孔填平通孔孔内的镀铜孔口厚（见图12a ）,孔中间 薄（见图12b）,深镀能力20% ,不能满足60%的要求。且盲孔仍然存 在约18pm的凹陷（见图12c）,不能满足客户完全填平要求10pmo（呂）通孔孔口（b）通孔孔中（c）HDI盲孔12 VCP电镀孔图对于盲孔凹陷问题，因子、母板需要进行外

12、层敏感阻抗线的制作，经过VCP+ 脉冲电镀后，面铜厚度相对较厚，故采用将盲孔盖膜进行减铜，再通过砂 带磨板进行磨平，盲孔凹陷最大8pm （见图13c ）,达到了客户要求。3.3.4插损测试失效分析PCB单元内的插损测试模块抽测发现LI. L16、L26三个层次出现LOSS超差异常现象z具体数据如表4所示。表4 Fcard PCB单元内的插损测试数据PAD SYMBOLS Trace length (in1L 12.89GHz (dB)IL12.89G/ (dB/in)Spec/ (dB/in)Status95_LY1S.00213.94-1.74Data-1.70Fail95LY58.027-

13、1238154Data-1.85Pass95.LY7&O2711.74-1.46Data-1.85Pass95_LY98.027-12.66-1.58Data-1.85Pass95_LY11K.030-12.26-1.53Data-1.85Pass95丄Y13&O28-11.70l46Data-I.85Pass95丄Y16&U3U16.46-2.05Data-1.85Fail95_LY18&027-11.90-1.48Data-1.85Pass95_LY2OS.O27-12.95-1.61Data 1.85Pass95.LY228.027 13.88-1.73Data-1.85Pass95 L

14、Y26&00215.51-2.18Data-1.70Fail从以上测试异常数据来看，主要异常层数在 外层L1和L16层（见表4和 图14 ）,故对异常数据分析。在跟进分析过程中采用信号插损模块为监控, 差分线内两条单线的信号传输时间差值SKEW （玻纤效应）较大,绝对值 达到了 15 ps41ps ,而正常要求4ps以内（见图15 ）。图14异常图片PCB的介质层由环氧树脂以及嵌在环氧树脂中的玻纤布交织混合组成,由 于玻纤布的相对介电常数与环氧树脂存在较大差异（一般环氧树脂的介电 常数在3左右，玻纤布的介电常数在6左右），因此该介质层的介电常数取 决于玻璃纤维与树脂的介电常数及其在介质层中所占

15、的体积比。由于介质 层中经纬向玻纤之间存在重舂和空隙区域,将传输线与基板边缘成0或者 90。角方向布线，这样会导致传输线方向与玻纤束的经纬向相平行，此时可 能会出现以下两种极限情况：传输线在经/纬向玻纤束正上方或传输线在两 根经/纬向玻纤束中间。这样一对差分线中两根信号线所在环境的DK值就 存在差异。由于信号传输速度与介质层介电常数的平方根成反比，同一对 差分信号传输在不均匀介质上时,两根差分信号线间会产生不同的信号延迟，从而导致信号偏斜失真（Skew ）,这就产生了玻纤效应。图16差分信号分析图图16为L16层差分信号层的切片图片，由于1080玻璃布（L15层与L16 层之间）的pitch是1718mil （ 432 pm ）左右，差分线的pitch（ W+S ） 是0.229 mm左右，图14单线L1位置处于