深入探討激光鉆孔定位方法

摘要：對現有的激光鉆孔盲孔板板流程進(jìn)行分析，提出改善激光盲孔對位精度方法并進(jìn)行實(shí)驗及分析。
關(guān)鍵詞：激光鉆孔 盲孔 對位 定位標靶

一現狀

隨著(zhù)板件向小型化及高密度方向發(fā)展，越來(lái)越多的板件采用埋盲孔方式來(lái)實(shí)現高密度互連，激光鉆孔是實(shí)現微小盲孔的方法之一。激烈的市場(chǎng)競爭對于板件的可靠性也提出越來(lái)越高的要求，對于盲孔來(lái)說(shuō)高的可靠性要求有大面積的良好連接，激光盲孔良好的對位精度是一個(gè)關(guān)鍵因素。首先需說(shuō)明激光鉆盲孔精度要求有兩個(gè)：即激光孔與內層焊盤(pán)和外層焊盤(pán)之間的對位精度。

我公司現有的影響激光鉆孔盲孔板件對位精度的流程為：

1、利用通孔的鉆孔標靶定位鉆出定位孔；
2、由定位孔定位通過(guò)激光孔點(diǎn)菲林做出外層激光窗和激光鉆孔定位標靶；
3、激光鉆機尋找激光鉆孔定位標靶，然后鉆激光盲孔；
4、外層圖形轉移做出盲孔外層焊盤(pán)。

二分析

1、各流程可能存在的產(chǎn)生誤差原因：

（1）鉆定位孔

A、X光機本身系統誤差；
B、板件不平，造成沖標靶沖不準；
C、上鉆孔管們釘不緊；
D、鉆機本身系統誤差；
E、鉆頭固定不牢；
F、板件不平，膠帶貼不緊。

（2）做激光窗：

A、激光孔點(diǎn)菲林變形；
B、激光孔點(diǎn)菲林對位不準。

（3）激光鉆孔：

A、激光鉆孔機本身系統誤差；
B、板件不平造成讀不準；
C、板件夾不緊。

（4）外層圖形轉移：

A、菲林變形；
B、菲林對位不準。

可以看出，以上影響激光鉆盲孔對們精度的大部分原因都是操作問(wèn)題，可以通過(guò)嚴格操作來(lái)改善。除了操作之外就是系統誤差及定位方式，改善系統誤差成本過(guò)高，幫應將重點(diǎn)放在定位方式的改進(jìn)上。

2定位方式的分析：

現有的定位方式是用通孔的標靶鉆定位孔，然后由此類(lèi)定位孔定位做激光窗口及激光定位標靶于外層，激光鉆機讀取外層激光定位標靶位置后鉆孔。

此定位方式存在以下問(wèn)題：

X光機沖通孔標靶時(shí)，對各內層的鉆機標靶進(jìn)行統一折中補償，所確定的值與盲孔內層焊盤(pán)所在層的標靶值存在偏差。隨后根據此標靶鉆出的定位孔，蝕刻出的激光窗口及激光定位標靶不能反映盲孔內層焊盤(pán)所在層的變化。以此種定位方式鉆出來(lái)的激光孔相對于外層激光窗口及盲孔外層焊盤(pán)偏差較小，但相對于盲孔內層焊盤(pán)偏差較大。

由上述分析可知，如果將激光定位標靶直接做在內層，則可以在鉆孔時(shí)直接反映盲孔內層焊盤(pán)所在層的變化情況，改善激光孔與內層焊盤(pán)的對位偏差。但是激光孔與外層激光窗口及盲孔外層焊盤(pán)的對位偏差則偏大。如果用盲孔內層焊盤(pán)所在層的標靶定位，然后來(lái)做激光窗口則可以改善激光孔與激光窗口的對位偏差，但是對外層焊盤(pán)的對位偏差則不會(huì )改善。根據內層菲林的變化對外層菲林進(jìn)行相應的補償，來(lái)改善激光孔對外層焊盤(pán)的對位偏差，但同時(shí)對通孔的對位造成影響，故此次實(shí)驗暫不考慮外層線(xiàn)路菲林的補償。

三實(shí)驗

1、根據以上分析，我們選取15塊6層埋盲孔板（包括1-2層及5-6層盲孔），采用三種定位方法進(jìn)行對比實(shí)驗（每種方法5塊板）：

（1）1-6層鉆孔標靶鉆定位孔，外層激光定位標靶（目前我公司的做法）
（2）1-6層鉆孔標靶鉆定位孔，內層激光定位標靶（改善盲孔與內層焊盤(pán)的對位）
（3）1-2及5-6層鉆孔標靶分別鉆定位孔，內層激光定位標靶（改善盲孔與內層焊盤(pán)及激光窗口的對位）。

2、在層壓，激光鉆及外層蝕刻后進(jìn)行檢測（檢測結果見(jiàn)附表）：

（1）1-6,1-2及5-6層鉆孔標靶層壓后的尺寸變化(X光機檢測,單位為mil)；
（2）激光孔與激光窗口之間的對位情況（孔與窗口偏移的最大寬度，用百倍放大鏡測量，單位為mil）；
（3）激光孔與內層焊盤(pán)的連接情況（孔與內層焊盤(pán)連接面的最大寬度，用百倍放大鏡測量，單位為mil）；
（4）激光孔與外層焊盤(pán)的連接情況（最小環(huán)寬，用百倍放大鏡測量，單位為mil）；
（5）激光孔與內層焊盤(pán)的對位精度（測量板邊的激光孔與內層焊盤(pán)對位精度的標靶，單位為mil）；

3、實(shí)驗數據分析：

從激光孔與內層焊盤(pán)對位精度標靶的測試結果看，用內層激光定位標靶的板孔精度較高（反映相對于內層焊盤(pán)的精度）。但由于與外層激光窗口的偏差，導致最終與內層相連的面積比現有的定位方法稍微偏小。激光孔與外層焊盤(pán)對位偏差情況此三種方法都差不多，焊錫面都不好，應該是焊錫面外層線(xiàn)路菲林對位不準而造成。

四結論

從以上三種定位方法的實(shí)驗結果可以看出，用內層激光定位標靶定位進(jìn)行激光鉆孔可以提高激光鉆孔的對位精度（第（2），（3）種方法；但第（3）種方法需要多鉆兩對標靶,影響生產(chǎn)效率，且激光孔對激光窗口的對準情況改善不大，故宜采用第（2）種方法），但是為了保證良好的連接面積，應該適當加大激光窗口。