淺談PCB尺寸漲縮原因及工序

從基材一次內(nèi)層線路圖形轉(zhuǎn)移經(jīng)數(shù)次壓合直至外層線路圖形轉(zhuǎn)移的加工過程中，會引起拼板經(jīng)緯向不同的漲縮。

從整個PCB制作FLOW-CHART中我們可以找出可能引起板件漲縮異常及尺寸一致性較差的原因及工序：

1、基材來料尺寸穩(wěn)定性，尤其是供應(yīng)商的每個層壓CYCLE之間的尺寸一致性；即使同一規(guī)格基材不同CYCLE的尺寸穩(wěn)定性均在規(guī)格要求內(nèi)，但因之間的一致性較差，可引起板件首板試制確定合理的一次內(nèi)層補(bǔ)償后后，因不同批次板料間的差異造成后續(xù)批量生產(chǎn)板件的圖形尺寸超差；同時，還有一種材料異常是在外層圖形轉(zhuǎn)移后至外形工序的過程中板件發(fā)現(xiàn)收縮；在生產(chǎn)過程中曾有個別批次的板件在外形加工前數(shù)據(jù)測量過程中發(fā)現(xiàn)其拼板寬度與出貨單元長度相對外層圖形轉(zhuǎn)移倍率出現(xiàn)嚴(yán)重的收縮，比率達(dá)到3.6mil/10inch，具體數(shù)據(jù)見下表；經(jīng)追查，該異常批次板件在外層層壓后的X-RAY測量與外層圖形轉(zhuǎn)移倍率均處于控制范圍內(nèi)的，目前在過程監(jiān)控中仍暫未找出較好的方法進(jìn)行監(jiān)控；

2、拼板設(shè)計(jì)：常規(guī)板件的拼板設(shè)計(jì)均為對稱設(shè)計(jì)，在圖形轉(zhuǎn)移倍率正常的情況下對成品PCB的圖形尺寸并無明顯影響；但是一部分板件在為提升板料利用率，降低成本的過程中而使用了非對稱性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其對不同分布區(qū)域的成品PCB的圖形尺寸一致性將帶來極為明顯的影響，甚至在PCB的加工過程中我們都可以在激光盲孔鉆孔以及外層圖形轉(zhuǎn)移曝光/阻焊劑曝光/字符印刷過程中發(fā)現(xiàn)此類非對稱設(shè)計(jì)的板件其在各環(huán)節(jié)中的對準(zhǔn)度情況相對常規(guī)板件更難以控制與改善；

3、一次內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移工序：此處對成品PCB板件尺寸是否滿足客戶要求起著極為關(guān)鍵的作用；如一次內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移的菲林倍率補(bǔ)償提供存在較大偏差其不但可直接導(dǎo)致成品PCB圖形尺寸無法滿足客戶要求外，還可引起后續(xù)的激光盲孔與其底部連接盤對位異常造成LAYER TO LAYER之間的絕緣性能下降直至短路，以及外層圖形轉(zhuǎn)移過程中的通/盲孔對位問題；

根據(jù)上述分析，我們可針對性地采取適當(dāng)?shù)姆绞綄Ξ惓＿M(jìn)行監(jiān)控及改善；

1、基材來料尺寸穩(wěn)定性與批間尺寸一致性的監(jiān)控：定期地對不同供應(yīng)商提供的基材進(jìn)行尺寸穩(wěn)定性測試，從中跟蹤其同規(guī)格板料不同批之間的經(jīng)緯向數(shù)據(jù)差異，并可適當(dāng)?shù)厥褂媒y(tǒng)計(jì)技術(shù)對基材測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；從而也可找出質(zhì)量相對穩(wěn)定的供應(yīng)商，同時為SQE及采購部門提供更為詳實(shí)的供應(yīng)商選擇數(shù)據(jù)；對于個別批次的基材尺寸穩(wěn)定性差引起板件在外層圖形轉(zhuǎn)移后發(fā)生的嚴(yán)重漲縮，目前只能通過外形生產(chǎn)首板的測量或出貨審查時進(jìn)行測量來發(fā)現(xiàn)；但后者對批管理的要求較高，在某編號大批量生產(chǎn)時容易出現(xiàn)混板；

2、拼板設(shè)計(jì)方面應(yīng)量采用對稱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，使拼板內(nèi)的各個出貨單元漲縮保持相對一致；如可能，應(yīng)與客戶溝通建議其允許在板件的工藝邊上以蝕刻/字符等標(biāo)識方式將各出貨單元在拼板內(nèi)的位置進(jìn)行具體標(biāo)識；此方法在非對稱方式設(shè)計(jì)的板件內(nèi)效果將更明顯，即使每拼板內(nèi)因圖形不對稱引起各別單元出現(xiàn)尺寸超差，甚至是因此引起的局部盲孔底部連接異常亦可極為方便地確定異常單元并在出貨前將其挑出處理，不至于流出造成客戶封裝異常而招致投訴；

3、制作倍率首板，通過首板來科學(xué)地確定生產(chǎn)板件的一次內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移倍率；在為降低生產(chǎn)成本而變更其它供應(yīng)商基材或P片時，此點(diǎn)尤為重要；當(dāng)發(fā)現(xiàn)有板件超出控制范圍時應(yīng)根據(jù)其單元管位孔是否為二次鉆孔加工；如為常規(guī)加工流程板件則可根據(jù)實(shí)際情況放行至外層圖形轉(zhuǎn)移通過菲林倍率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；如是二次鉆孔板件，則對異常板件的處理需特別謹(jǐn)慎以確保成品板件的圖形尺寸與標(biāo)靶至管位孔（二次鉆孔）距；附二次積層板件首板倍率收集清單；

4、過程監(jiān)控：利用外層或次外層板件在其層壓后的X-RAY生產(chǎn)鉆孔管位孔時所測量的板件內(nèi)層標(biāo)靶數(shù)據(jù)，分析其是否在控制范圍內(nèi)且與合格首板所收集的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以判斷板件尺寸是否有漲縮異常，下有附表可參考；經(jīng)過理論計(jì)算，通常此處的倍率應(yīng)控制在+/-0.025%以內(nèi)才能滿足常規(guī)板件的尺寸要求；

通過分析PCB尺寸漲縮原因，找出可用的監(jiān)控和改善方法，希望廣大PCB從業(yè)者能從中得到啟示，結(jié)合自身實(shí)際情況，找到適合自己公司的改善方案.