1、12前言前言LASERLASER钻孔简介钻孔简介LASERLASER钻机介绍钻机介绍MicroviaMicrovia制作工艺制作工艺Microvia Microvia 常见缺陷分析常见缺陷分析3 随着PCB向微型和高密度互连的方向发展，越来越多制板采用微导孔的连接方式实现高密度互连，而目前制作微导孔的主要方法是laser drill。如何利用现有镭射钻机制作出各种高质量的microvia，是现在PCB制造的迫切任务。41、LASER分类100 nm 5th H, 4th H, 3rd H, Ar-Ion 2nd H, Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:YAG Nd:
2、YLFWavelength212 nm266 nm355 nm488 nm532 nm1064 nmVISIBLEINFRAREDULTRAVIOLET1000 nm10,000 nm400 nm750 nm1321 nm光谱图 激光类型主要包括红外光红外光和紫外光紫外光两种；52、常见的LASER激发方式LASER 类型UV激发介质YAG激发能量发光二极管代表机型：ESI 5320LASER 类型 IR（RF-Radio Frequency）激发介质密封CO2气体激发能量高频电压代表机型：HITACHI LC-1C21E/1CLASER 类型 IR（TEA-Transverse excite
3、d atmospheric横波激励）激发介质外供CO2气体激发能量高压电极代表机型：SUMITOMO LAVIA 1000TW63.1、CO2的成孔原理利用红外线的热能，当温度升高或能量增加到一定程度后，如有机物的熔点、燃点或沸点时，则有机物分子的相互作用力或束缚力将大为减小到使有机物分子相互脱离成自由态或游离态，由于激光的不断提供能量，而使有机分子逸出或者与空气中的氧气燃烧而成为二氧化碳或水气体而散离去，由于激光是以一定直径的红外光束来加工的，因而形成微小孔。Absorptionand HeatingThermalConductionLightMeltingLiquidInterfaceVa
4、porizationPlasma Production7固态Nd：YAG紫外激光器发射的是高能量的紫外光光束，利用其光学能(高能量光子)，破坏了有机物的分子键(如共价键)，金属晶体(如金属键)等，形成悬浮颗粒或原子团、分子团或原子、分子而逸散离出，最后形成盲孔。吸收吸收破坏分子破坏分子(原子原子)键键成孔成孔长链大分子长链大分子小粒子逃逸小粒子逃逸3.2、UV的成孔原理84、常见LASER的加工材料 Epoxy FR4 ARAMID COPPER BTv现已加工的介质材料包括：RCC、1X1080、2X1080、2116、2X106、ARAMID9吸收率吸收率波长波长 (um)ResinMat
5、te CuGlassUVIRVISIBLE00.10.20.30.40.50.60.70.80.910.20.30.4 0.5 0.60.7 0.80.911.1 1.2各种材料都吸收树脂吸收红外光强玻璃反射铜反射由于不同材料对各类激光的吸收均不相同，导致LASER加工混合材料时的困难。4.1、不同材料对波长的吸收情况（2000版本）104.2、不同材料对波长的吸收情况（2001版本）11Aspect Ratio500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 mmThru ViasBlind Vias10:11:1.1:1UV YAGCO2Photo-viaMec
6、hanicalDrill5、各种方法加工孔直径的范围12我司现有 Laser 钻机HITACHI LC-1C21E/1CLC-2F21SE/1CLC-2F212SE/2CLC-2G212E/2CLC-2G212BE/2CSUMITOMOLAVIA 1000TWESI53205330 ESI 5320v高频率低功率脉冲v 固态激光激发装置，无须外部供气v “冷光”，产生热量少Hitachiv RF Excited 密封气体激发v 无须定期换气v 每四小时需做精度校正SUMITOMO v 外部供气v 须定期换气v 加工时有能量检测和补打功能13ESI UV Laser对位系统对位系统1内层靶标对位
7、内层靶标对位UV Laser刮内层靶标图形刮内层靶标图形定位补偿方法4 points allow correction of x - y offset, rotation, scale, and keystone1415.7 mil Through Hole3 mil Hole8 mil Pad40 mil PadESI UV Laser对位系统对位系统2通孔对位通孔对位151.对位标靶-圆形2.对位补偿类似ESIHITACHI &SUMITOMO Laser对位系统对位系统Conformal Mask靶标对位靶标对位16Laser BeamGalvoUV LaserCO2 Laser光学系统
8、光学系统17Copper surface is cleaned and texturedESI UV Laser的钻孔参数的钻孔参数:Step One: Drill CopperStep Two: Remove Dielectric25mm50 - 100mmFocused spotSmall spot sizeHigh energy densityDe-focused spotLarger spot sizeLower energy densityStop on inner copper layer18DielectricCopperPlanesPunchingDielectricCoppe
9、rPlanesTrepanningSpiralingDielectricCopperPlanesESI UV Laser的钻孔参数的钻孔参数:19 Cycle Mode Burst ModeStep ModeHitachi &Sumitomo Laser的钻孔参数的钻孔参数:即对在一个区域内所有的孔进行第一个脉冲加工，完毕后，再进行第二个脉冲加工，如此类推。即对一个孔进行所有的脉冲加工后，才对下个孔进行加工。20钻孔速度钻孔速度 HITACHImax 1200脉冲/秒 SUMITOMOmax 1000脉冲/秒 ESI 15K30K70K脉冲/秒21一阶盲孔：A、CO2 laser drillB
10、、CO2 laser direct drillC、UV direct drillD、UV+CO2 laser drill22二阶盲孔(钻Stacked via)：A、UV Direct drillB、UV + CO2C、Conformal mask + CO2 +UVD、UV + Conformal mask + CO223五、Microvia 缺陷分析 -缺陷类型缺陷类型 -产生原因和影响产生原因和影响 -解决方法解决方法24(1)Under Cut(2)Delaminate(4)Remained Glass Fiber(5)Remained Resin(8)Void (7)Damage(6
11、)Micro Crack Barrel Shaped Inner HoleLaser 盲孔缺陷盲孔缺陷25 PROBLEMS Under Cut Delaminate Cause and Effect Heat accumulation from RCC copper surface Impact to the RCC surface by Laser Beam (1)Under Cut(2)Delaminate26 Solution Short pulse width Reduce the pulse energyLASER Beam27 PROBLEMS Barrel Shaped Inn
12、er Hole Cause and Effect Reflection from hole bottom Incorrect position of Laser mode(single mode)to the hole Barrel Shaped Inner Hole28Reflection LASER Beam abSingle Mode29 Solution Short pulse(less than less) The best suited number of shots Multi-mode BeamSingle-modeMulti-mode(top-flat)30 PROBLEMS
13、 Remained Glass Fiber Cause and Effect Difference Nature against heat between resin and glass Solution High peak power processing Cycle-mode processing(4)Remained Glass Fiber31 PROBLEMS Remained Resin Cause and Effect a.Very thin smeared resin on the bottom of hole not reach sublimation point(5)Rema
14、ined Resin32b. Unsuitability of resin thickness c. Single-mode processing60m80m33d. Unsuitability of LASER pulse energy e. Incorrect position of LASER BeamAccuracy of XY tableAccuracy of ScannersAlignment Accuracy against PWB elasticityPWB warp 34 PROBLEMS Micro Crack Cause and Effect The pressure f
15、rom resin sublimation by LASER(6)Micro Crack35Solution -Short Pulse(less than less) -The best suited shape of LASER wave -The best pulse energy adapt to nature of material( Standard:about 10J/cm2,pulse width less than 1 us)36 PROBLEMS Damage Void Cause and Effect a.If the pulse width(irradiation tim
16、e) is long, the temperature of substrate surface is risen up. (8)Void (7)Damage37b. Center portion of Copper foil have damage due to Single Beam Solution Short Pulse Multi-Mode BeamCenter damage38The quality of McroviaCO2Laser drill RCC CO2Laser drill aramid39CO2Laser drill FR4401、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己。2
17、、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影。3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它。4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力。6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报。7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高。8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处。9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂。10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多。11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得。12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂。13、如果我不坚强，那就等
18、着别人来嘲笑。14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光。15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来。16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过。17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事。19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己。20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心。21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量。24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么
19、也不尝试做却成功的人不知要好上多少。25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利。26、没有热忱，世间便无进步。27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。28、青春如此华美，却在烟火在散场。29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去。30、只要还有明天，今天就永远是起跑线。31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美。32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永远不会挫败。34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好。35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走
20、。37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独。38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢。40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强。41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程。42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己。43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的。44、每天告诉自己一次：我真的很不错。45、人生最大的挑战没过于战胜自己！46、愚痴的人，一直想要别人了解他。有智慧的人，却努力的了解自己。47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功。48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美
21、好值得期待和向往。49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人。51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己。52、汗水是成功的润滑剂。53、人必须有自信，这是成功的秘密。54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标。55、只有一条路不能选择那就是放弃。56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖。58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强。59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为。60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光。61、宁可笑
22、着流泪，绝不哭着后悔。62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间。63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢。64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天。65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间。66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石。67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己。69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己。70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的
23、真正财富。71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费。73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌。74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了。75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口。76、人总是在失去了才知道珍惜！77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子。78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活。79、别拿自己的无知说成是别人的愚昧！80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的。81、思想如钻子，必须集中在一点
24、钻下去才有力量。82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己。84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己。85、有梦就去追，没死就别停。86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单。87、因为一无所有这才是拼下去的理由。88、只要我还有梦，就会看到彩虹!89、你既认准这条路，又何必在意要走多久。90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰。93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样。95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑。96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心。98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情。99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨。100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。
