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1、HDI关键过程品质控制2010.1.18SixSigmaBB孙洪华前言HDI定义：HighDensityInterconnection，意即高密度互连板。技术特点：1).具非机械钻孔之微导孔(micro-via)一般设计上，采用激光钻孔方式制作，不采用机械钻孔，原因如下：现阶段钻针制作工艺上，已经能够制作出0.15mm的机械钻嘴。但是，在将其用于PCB板钻孔时，要求较高的旋转速度，垂直下钻速度与之相反，速度要求不可过快，整个钻轴稳定性要求也很高，以防止因为钻针太细而断针。但是，即使如此，断针率也很高；同时，特殊的参数设置，在钻孔速度上效率低下,难以让人满意。而且，当在同一层上同时
2、有上下两个方向的钻孔时，是无法用机械钻孔来加工，因为无法精确控制下钻深度。基于以上原因，厂家在制作HDI板时，通常会选择激光钻孔来制作。这也是为什么谈到HDI板，总是说“激光盲孔板”，“激光钻孔板”的原因。2).孔径在6mil以下，孔环(A/R)10mil以下 一件产品升级，要在外形设计已经固定或者要求缩小的基础上去增加其他元器件，以增加更多的功能，其空间从何而来？缩小过孔viahole是一个优先考虑的解决方式。因为缩小了过孔，其PAD就也会缩小。例如，钻孔原设计为0.30mm，PAD单边0.15mm，则PAD大小整体为0.6mm，当钻孔缩小到0.10mm（激光钻孔常设孔径）
3、时，以盲孔方式设计，PAD单边设计为0.125mm，则PAD整体为0.25mm，修改后，将比原来增加50%的空余面积。如果将孔直接设计在焊盘上，如SMD，BGA上时，面积将增加更多。3). 接点密度大于130点/in2 焊接点的增加，是增加组件的基础，密度越大，组件越多，功能越强大。4). 布线密度大于117/in2 要增加组件数，必然要求相对应的线路增加，因此，布线密度的加大将不可避免。5). Line/Space不大于3mil/3mil。[75um/75um]要增加布线密度，必然要求将原来的线宽线路缩小，在HDI的严格定义上要求是3/3mil(0.075/0.075
4、mm),但在实际上，常见的是4/4mil线路。为什么会这样呢？这是由制造工艺能力决定的。线越细，间距越小，制作越困难，成本也越高。制作3/3mil线路,要求的技术实在是太高，没有良好而稳定的制程能力，实在无法制作。以致客户能够选择的厂家不但少，而且报价也高。因此，许多客户常常选择4/4mil的设计方案，即增加了选择面，也降低了成本。对于制造上而言，难度不太高，良率也能够保证。技术优点： 重量轻 介层薄 传输路径短 布线密度高体积小 噪声少,信赖性高!背景:随着HDI生产技术的革新,因此,在PCB设计制造过程中,按照一般PCB制造过程的品质控制手段与方法,在SMT组装和市场使用过程
5、问题日益暴露严重的质量事故,例如:HDIPCB在焊接过程中的基板爆板;HDIPCB在市场客户使用过程中的白屏;HDI手机PCB市场使用过程中烧机等质量事故.这些质量事故若不加以改进,将导致一些HDI产品市场的重大不良投诉,以及影响到PCB制造工厂的生存发展.因此作为PCB制造企业,必须从HDI产品的设计,HDI材料质量控制,HDI产品制造过程,HDI产品出货前可靠性检测等方面科学统计,仔细检测来确保HDI产品质量.品质风险与控制一般PCB产品的检验一般50%是可以检验的[开短路],而另外50%[离子污染度,耐离子迁移,EMC,介电质损耗,耐热性]是不可以检验的,,而HDI产品的不
6、可检测性能则上升到70%[除了以上不可检测项目外还增加激光孔的可连接性,电流损耗].因此,我们必须从制造过程仔细的工作才能控制以上不可检测项目.1.我们可根据以下一般HDI[1级]生产流程进行说明:客户提供资料àMI制作àCAM工具制作à内层芯板裁切à毛边处理à烤板à内层线路前处理à内层线路贴膜[涂膜à干燥]à曝光à显影蚀刻àAIO检查à棕化[黑化]处理àPP预叠[融合]à自动排版à压合àX-RAY定位钻孔à棕化减铜à激光钻孔àNC钻孔àMHI检查à除胶渣à化学沉铜à板电铜[高速电镀铜]à外层线路前处理à外层贴干膜à曝光à显影à二次电铜à蚀刻à外层AOIà阻焊印刷前处理à阻焊印刷
7、à半固化à曝光à显影à全固化à字符印刷à表面处理[非OSP处理]à外型加工àE-TESTàFQCà包装.从以上流程上HDI容易出现的问题点:A.HDIPCB在成品板出货客户SMT组装回流焊后出现分层.B.在激光孔受热后与内层接触性不良断裂[客户使用是白屏,假死机现象]C.表面处理离子污染.2.原因分析与过程控制:2.1HDIPCB在SMT回流焊接过程分层:(1)从流程分析分层主要原因之一:底铜厚度不足蚀刻去掉的10um在激光钻孔前,棕化层减铜后表面铜厚度不足,使铜薄毛面咬合层偏薄
