鄭曉蓉 曾祥福 周 剛
(廣東科翔電子科技有限公司,廣東 惠州 516081)
高頻混壓PCB產品伴隨通訊技術、電信行業的發展應運而生,能夠突破傳統工藝PCB數據高速、高信息量傳輸的瓶頸,故高頻混壓技術倍受設計者青睞。為了推動公司技術進步,掌握高頻混壓技術,在現有技術基礎之上,根據客戶要求展開高頻混壓HDI板工藝技術研究。
本產品由Rogers 4350高頻層壓板材料與FR4半固化片(PP)材料混壓而成,產品孔徑小,內層芯板較薄,采用高頻材料制作兩種互連盲孔的新類型產品,產品信息(見表1)。
根據客戶產品技術資料結合公司現有制程情況(如圖1)。此種疊構生產L1-2層和L1-3層電鍍填孔難度較大,盲孔與通孔同時電鍍的深度能力差異影響鍍銅效果。
(1)L1-3層0.18 mm(7 mil)陶瓷盲孔laser加工和填孔不飽滿;(2)L1和L6層電鍍填孔后,面銅較難控制,不方便制作外層線路;(3)盲孔BGA(球柵陣列)位阻焊開窗大于216 μm;(4)三張芯板鉚釘壓合,層與層間容易偏孔、錯位;(5)鉆孔需用全新鉆頭,同時上下需用酚醛底板夾板鉆孔;(6)只能做一次不織布磨板,多次磨板后會影響銅基材結合力;(7)無plasma需用高Tg除膠參數做兩次除膠。
表1 高頻混壓HDI板產品信息
圖1 客供疊構方案
開料→內層→蝕刻→檢查→棕化→壓合→減銅→Laser鉆孔→除膠→沉銅→填孔→減銅→填孔→減銅→鉆孔→除膠→板電→外層圖轉→蝕刻→AOI→綠油→字符→鑼板→飛針測試→沉銀→FQC→包裝
過程控制及生產參數見表2。
關鍵控制項目圖片及數據詳見表3和圖2。
壓合漲縮數據見表4。
生產過程出現的不良問題、難點改善方案見表5。
后期跟進結果如下。
成品合格率見表6。
線寬測量結果見表7。
取兩種盲孔和機械通孔的樣板做切片測量銅厚,結果見表8。
表2 高頻混壓HDI板過程控制及生產參數
(續表2)
表3 關鍵控制項目數據
圖2 關鍵控制項目圖片
表4 壓合后漲縮數據
表5 不良問題、難點改善方案
表6 成品合格率
表7 線寬/線距測量結果
表8 銅厚測量結果(單位:μm)
產品可靠性測試見表9。
(1)成品的合格率為80%,品質良率屬中等水平,壞點主要是開路和短路。
造成原因:AOI時,高頻材料板面白色與銅面同時出現反光,對比度不明顯,出貨是通過人工目檢出貨,出現漏失情況。因此,在AOI工序需優化機器性能,使該類型板料同樣能使用AOI機檢測,確保品質。
改善對策:調整AOI參數
表9 可靠性測試結果
(2)L1-L2層和L1-L3層盲孔填孔出現不飽滿現象,需要對填孔工藝進行優化和改良,以滿足客戶的要求和后續產品的能力提升。
造成原因:測試用壓合PP樹脂填盲孔,但實際制作中,因第一次盲孔電鍍后,凹陷較小,樹脂磨刷后容易脫落。
后續對策:①測試用網版樹脂塞孔;②外包野田測試盲孔樹脂塞孔效果;③廠內測試電鍍填孔效果,直接填平(樣品制作時參數未優化,面銅過厚)
(3)首次激光打高頻板料,通過參數優化,盲孔品質檢查,各項指標均符合要求,因此,激光鉆孔工序有能力加工此類Rogers 4350板料。
(4)本次在填孔后的面銅較厚,均勻性偏差也較大。需采用多次減銅,對批量生產的品質難以得到保障,同時增加人力、物料成本,對填孔工藝進行優化和改進。
(5)在壓合鉚合時,發現L1-L2與L3-L4兩張芯板的同心圓有相切。
造成原因:初次提供的兩張芯板的膨漲系數不同(相差1/萬),但Rogers實際的漲縮較小,因此造成鉚板同心圓問題。
后續對策:L1-L2&L5-L6的預漲系數相對為L3-L4層縮小0.5/萬(X、Y同時縮?。?。
(1)對填孔不飽滿的問題,后續批量生產時建議客戶取消L1-L2層和L1-L3層填孔要求?;蛘邔ふ移渌奶羁坠に嚕▎为殞γた滋羁祝?;
(2)優化目前填孔與面銅比例填孔參數,改善目前面銅偏厚和均勻性差品質問題,減少人力物料成本投入;
(3)試驗用120T網版樹脂塞L1-L2和L1-L3盲孔的工藝方案,以達到客戶需求;
(4)BGA盲孔位阻焊開窗要求嚴格,開窗尺寸加大40 μm,生產前測量底片;
(5)生產此類材質硬脆和厚銅板,鉆孔工序需用到硬度較高的底板,建議用酚醛底板。