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1、漲縮的判定與測量漲縮的判定與測量制作制作生技課生技課Report:Report:8/11/20241精品课件講解內容框架講解內容框架漲縮的判定漲縮的判定漲縮發生的時機與原因漲縮發生的時機與原因漲縮的測量漲縮的測量漲縮的改善與預防漲縮的改善與預防CASE STUDYCASE STUDY8/11/20242精品课件漲縮的判定漲縮的判定1.1.漲縮的發生漲縮的發生 漲縮是物體在受環境作用下尺寸發生變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化的一種現象。和其息息相關的環境因素有溫度和濕度有溫度和濕度其次制程中的外力作用也其次制程中的外力作用也會引發漲縮會引發漲縮本次講解就
2、主要針對非環境本次講解就主要針對非環境作用引發的漲縮現象。作用引發的漲縮現象。8/11/20243精品课件2.2.漲縮異常的出現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 8/11/20244精品课件特性分析特性分析特性特性分析發生性高隨著PCB板向多層高密度型發展漲縮已成為如影隨行的異常不斷挑戰產品的穩定性困擾高階產品的品質管制。破壞力大當漲縮作為異常出現時它造成的破壞力就是報廢。除了可以花大成本挽救
3、一部分外沒有重工的可能性。偵測性低異常發生前不可以預知規律性不強異常發生后通常以其他形式表現如鑽偏鉚偏內短外偏等。批量性異常發生時不會是單一數量而是生產過程中使用同一參數的一批產品。不穩定性異常受影響的因素過多生產中有任意參數變更都會引起漲異常的發生。8/11/20245精品课件3.3.引起漲縮異常的要因分析引起漲縮異常的要因分析為為何何漲漲縮縮料法人內層底片檢測是否按標准進行底片制作時是否按抓好的補償進行預放或預縮機壓機升溫速率是否均勻壓機熱盤溫度均勻性是否達標鑽靶機鑽靶精度是否達標環季節天氣變化內層板棕化后放置條件壓合冷壓設置的冰水溫度底片放置的時間和條件基板底片的尺寸安定性基板的厚度以及
4、銅厚內層補償值是否抓准P/P的物性與基板的匹配性板層多少及板厚是否一致殘銅率及工程疊構設計鑽靶前是否冷卻至室溫壓合參數設置是否合理8/11/20246精品课件4.4.鑽孔鑽孔X-RayX-Ray照看方式照看方式COMP面左左上上右右下下異常板看板順序異常板看板順序第一步第一步確定孔偏的程度及趨勢確定孔偏的程度及趨勢從孔密集區看起從孔密集區看起某區域全部某區域全部與內層與內層padpad切破超過切破超過180180為非常為非常嚴重嚴重切破超過切破超過90 90 為嚴重為嚴重偏偏切為異常切為異常未切為正常。未切為正常。第二步第二步判定原因判定原因如整如整pnlpnl或部或部分分stepstep有發
5、生異常以上現象有發生異常以上現象查查看靶孔與外圍孔狀況看靶孔與外圍孔狀況88層以上板層以上板首先確定同心圓狀況。首先確定同心圓狀況。第三步第三步如外圍孔與靶孔表象不如外圍孔與靶孔表象不符符測量靶距測量靶距檢測壓合是否有檢測壓合是否有鑽靶異常。鑽靶異常。8/11/20247精品课件孔內層pad隔離層切破90切破180 5.5.角度判定與計算偏移值角度判定與計算偏移值8/11/20248精品课件5.5.漲縮異常的判定漲縮異常的判定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
6、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45層同時向4個拐角偏移可以確定為整板漲縮同心圓45層同時延Y方向向外或向內可判定為Y向漲縮同心圓45層同時延X方向向外或向內可判定為X向漲縮8/11/20249精品课件層次鉚偏以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
7、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8/11/202410精品课件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
8、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。8/11/202411精品课件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。8/11/202412精品课件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。8/11/202413精品课件5.2.4 外偏與漲縮看孔環與孔偏移
9、 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。8/11/202414精品课件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
10、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8/11/202415精品课件 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所謂補償值就是實際值和CAMCAM值之間的允許誤差。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
11、靶距L2-實際靶距L1)/2,如果CAM靶距=20 inch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8/11/202416精品课件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
12、以減少靶偏異常的出現。8/11/202417精品课件8/11/202418精品课件漲縮發生的時機與原因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。8/11/202419精品课件 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。 1.1 4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。 1.2 6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。 1.3 8層以上板
13、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。漲縮的測量漲縮的測量8/11/202420精品课件8/11/202421精品课件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
14、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。8/11/202422精品课件1.1 改善流程漲縮的改善與預防漲縮的改善與預防1.改善OK鑽靶成型無異常異常測量漲縮值知會PE修改補償鑽靶不同補償做不同防呆標記鑽孔首件OKNG修改程式量產8/11/202423精品课件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
15、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。8/11/202424精品课件2.預防預防
16、流程圖FA壓合曝光OK重設補償值申請新底片NG知會PE出貨通知工程鑽靶測量漲縮值量產8/11/202425精品课件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(Y or X)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=19.9928X=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= -0.0
17、072/20= -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1.0006X向應增加0.0002實際為1.0005。8/11/202426精品课件CASE STUDYCASE STUDY1.異常判定中測有一8層板小片數4其中固定為某一step導通孔密集區出現內層short20%不良同時無法測量出其固定點蝕刻后經照同心圓確認如下圖其造成內S的原因為何怎樣導致定step內S請分析原因。8/11/202427精品课件2.現有一大量產料號E024E8018A1內層未做FA壓合后發現此料號批量性出現漲縮超規格異常每層靶邊設有標靶。請問壓合當班組長該如何處理此異常8/11/202428精品课件THE ENDTHE ENDTHANKS!THANKS!8/11/202429精品课件
