于丹丹

【摘要】在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)及競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，各行各業(yè)都加強(qiáng)了對(duì)生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量的提升、加強(qiáng)了對(duì)制造成本的控制及科學(xué)規(guī)范的管理，以此來(lái)增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。層間對(duì)位技術(shù)是一種多層線路板制造工藝中非常常見(jiàn)并且很重要的一項(xiàng)技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、加工效率的有效性以及制造成本方面都有十分重要的影響。如今，隨著線路板行業(yè)的飛速發(fā)展，人們?cè)诰€路板制造工藝方面取得了很大的進(jìn)步，但是不可否認(rèn)的是今天的中國(guó)雖然是世界上線路板的產(chǎn)出大國(guó)，但是技術(shù)領(lǐng)域上確實(shí)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家之間還有很大的差距，所以，在當(dāng)下線路板競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)如此激烈的時(shí)候，廣大工程技術(shù)不斷加大對(duì)新技術(shù)的研發(fā)投入，刻若鉆研、努力創(chuàng)新，減小與世界發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，成為我們研究的課題。我們立足公司與行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，率先加大在非常重要的層壓技術(shù)方面的研發(fā)與投入，對(duì)于企業(yè)在未來(lái)的市場(chǎng)中搶占先機(jī)具有十分有利的促進(jìn)作用與戰(zhàn)略意義。本文重點(diǎn)講述了在多層板層間對(duì)位過(guò)程中的一種內(nèi)層靶標(biāo)設(shè)計(jì)方案及具體實(shí)施方法。

【關(guān)鍵詞】層壓；層間對(duì)位；拉伸量；靶標(biāo)；線路板

1、前言

2008年12月9日，工業(yè)和信息化部“電子信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行座談會(huì)”在北京召開(kāi)。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、支柱性、先導(dǎo)性、戰(zhàn)略性的電子信息產(chǎn)業(yè)在中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局中地位十分重要，其發(fā)展?fàn)顩r也與PCB行業(yè)發(fā)展息息相關(guān)。2008年以來(lái)，歐美金融危機(jī)使中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。此次會(huì)議調(diào)研全國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，溝通相關(guān)信息，為2009年推動(dòng)電子信息產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)較快發(fā)展提供了基礎(chǔ)和方向。工信部婁勤儉副部長(zhǎng)、財(cái)務(wù)司周子學(xué)司長(zhǎng)、電子信息司肖華司長(zhǎng)及丁文武副司長(zhǎng)、趙波副司長(zhǎng)、刁石京副司長(zhǎng)以及其它司局等領(lǐng)導(dǎo)，主要省、市經(jīng)委信息委主管領(lǐng)導(dǎo)，全國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)國(guó)家協(xié)會(huì)和商會(huì)參加了此次會(huì)議。這說(shuō)明，線路板行業(yè)制約或推動(dòng)著電子行業(yè)甚至整個(gè)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，具有十分重要的歷史地位。

2、內(nèi)層芯板的靶標(biāo)設(shè)計(jì)方案與效果

多層線路板由至少2張以上芯板組成，每張芯板都是一個(gè)雙層板，即通過(guò)雙面印制圖形進(jìn)行電路連接與導(dǎo)通。多導(dǎo)板一般從4層板開(kāi)始，逐層遞加，線路板行業(yè)發(fā)展至今，最高已能生產(chǎn)60層以上。對(duì)于普通多層板來(lái)講，一個(gè)60層板至少由29個(gè)芯材組成。今天，隨著高精度、高密度、高功率線路板的問(wèn)世與快速發(fā)展，越來(lái)越多的客戶對(duì)孔徑的要求越來(lái)越小、對(duì)線寬線距的要求越來(lái)越小、對(duì)年輪及焊盤寬度的楗越來(lái)越小，這給線路板的制造難度及過(guò)程控制帶來(lái)非常大的挑戰(zhàn)，如何保證層間對(duì)位精度成為研究課題。眾所周知，要想保證多層板整體的對(duì)位效果，首先就要保證每張芯板的對(duì)位精度，一般要求層間錯(cuò)位精度在25um以內(nèi)，對(duì)于更高精度的線路板，芯板T/B面的對(duì)位精度要控制在10um以內(nèi)。內(nèi)層芯板一般由2個(gè)面組成，一個(gè)稱為T面，另外一個(gè)稱為B面，T與B面的圖形由事先設(shè)計(jì)好的照相底片通過(guò)曝光機(jī)及相應(yīng)的配套設(shè)備制成，一般流程是，膠片制作→貼膜→曝光→顯影→蝕刻→水洗→烘干。膠片由特殊PVC制成，具有延展性，延展性的大小、均勻性是影響B(tài)-T對(duì)位精度的根本原因。靶標(biāo)是專門用來(lái)檢測(cè)對(duì)位效果的，一般設(shè)計(jì)成陰-陽(yáng)配形式，陰/陽(yáng)靶之間的間隙可隨著產(chǎn)品精度及芯板厚度進(jìn)行調(diào)整，靶標(biāo)的效果以可清晰、準(zhǔn)確的讀取與識(shí)別為準(zhǔn)。

內(nèi)層制作與定位孔加工工藝是層間錯(cuò)位的關(guān)鍵技術(shù)。高質(zhì)量?jī)?nèi)層圖形制作，首要前提是膠片的管理與使用，要有膠片的單獨(dú)存放地點(diǎn)，并嚴(yán)格管理膠片室的溫濕度狀態(tài)（溫度23±1℃；濕度55%±5），每次使用前用二元測(cè)試儀對(duì)膠片的伸縮進(jìn)行檢測(cè)，一般將伸縮量控制在30um以內(nèi)，確認(rèn)合格后才能使用。

上圖所示，在保證膠片伸縮量沒(méi)有問(wèn)題的前提下，分別在L2及L3的相同位置設(shè)計(jì)一種對(duì)位檢測(cè)靶標(biāo)，靶標(biāo)分陰靶與陽(yáng)靶兩種，陰-陽(yáng)靶的配合間隙為15-30um。內(nèi)層曝光完畢后，陰陽(yáng)靶合在一起就是圖4所示效果，通過(guò)陰陽(yáng)靶的位置關(guān)系，基本能夠準(zhǔn)確的判斷偏位大小與方向，以便查找問(wèn)題原因并有效處理。這是內(nèi)層芯材的對(duì)位檢測(cè)方法，層壓后的層間對(duì)位情況的檢測(cè)方法如下圖所示：

3、層壓靶標(biāo)設(shè)計(jì)方案與效果

這是用來(lái)檢測(cè)層間對(duì)位對(duì)情況的一種方法，事先在各層膠片的適當(dāng)位置設(shè)計(jì)靶環(huán)，一般不少于4個(gè)（4角各1個(gè)，對(duì)于精度要求高的可以在4個(gè)板邊的中間增加4個(gè)），層壓后使用X-ray進(jìn)行檢測(cè)確認(rèn)，如圖20-2所示，靶環(huán)間隙設(shè)計(jì)15-30um，可以大致判斷錯(cuò)位層的偏位方向與大小。圖5也是一種用來(lái)判斷層間對(duì)位情況的靶標(biāo)，上面帶有刻度靶，刻度靶上從兩個(gè)刻度，共分3段，每段代表15um，圓周上的數(shù)字代表相應(yīng)的層。以10層板為例，“A”就代表第10層（11層用B表示，依次類推），1、2、3、4…分別代表第1、2、3、4…層，通過(guò)圖20-3的效果狀態(tài)也可以判斷層間錯(cuò)位情況，以便于準(zhǔn)確查找問(wèn)題原因并有效處理。靶標(biāo)是用于檢測(cè)控制，下圖所示是阻流塊的設(shè)計(jì)理念，是避免產(chǎn)生層間錯(cuò)位并提升產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)方法。

4、下一步計(jì)劃或方向

我國(guó)已成為世界線路板的重要組成部分，成為線路板行業(yè)在世界范圍內(nèi)的超級(jí)生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)值占全球的比例達(dá)到40%以上，但是，不可否認(rèn)的是，我們的技術(shù)實(shí)力與水平與世界發(fā)達(dá)國(guó)家還是存在一定差距的，這是不爭(zhēng)事實(shí)，所以，作為新一代工程技術(shù)人員的我們，要擔(dān)當(dāng)起社會(huì)與歷史付予我們的不容推卸的責(zé)任，不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與科學(xué)研究。就層間對(duì)位控制技術(shù)而言，由于其技術(shù)含量、過(guò)程控制及影響深度都非常大，所以無(wú)論是現(xiàn)在還是不遠(yuǎn)的將來(lái)，我們將一直加強(qiáng)在技術(shù)研發(fā)方面的投入，為公司與行業(yè)發(fā)展提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]林金堵，龔永林『現(xiàn)代印制電路信息』中國(guó)印制電路年協(xié)會(huì)出版社