電路板外層偏位的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電路板外層偏位的控制方法，該控制方法包括：確定通孔與外層焊盤或盲孔與外層焊盤的1、2……N個(gè)偏位影響因素；根據(jù)所述偏位影響因素確定其對位能力模型T，其中1、2……N個(gè)偏位影響因素對應(yīng)的影響數(shù)值分別為A、B……X；根據(jù)對位能力模型T值判斷通孔或盲孔與外層焊盤的偏位能力是否滿足要求；若對位能力模型T不能滿足對位需求，調(diào)整1、2……N個(gè)對位影響因素中的一個(gè)或多個(gè)影響因素的數(shù)值，修正相應(yīng)對位能力模型T，直到滿足相應(yīng)的對位要求。本控制方法通過對位能力模型計(jì)算出不同設(shè)備、不同定位方式下的對位能力，對比確定處最佳的對位制作流程，能夠有效的指導(dǎo)電路板的生產(chǎn)制作。
【專利說明】電路板外層偏位的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路板制作【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種電路板外層偏位的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品和封裝技術(shù)（IC Package)的小型化、高性能化、多功能化和高頻 高速化發(fā)展趨勢，相應(yīng)的封裝基板必須滿足"小型化、超薄型、高密度，，的要求，目前在國內(nèi) 外有著極好和廣泛的應(yīng)用前景。由于基板盲孔間距設(shè)計(jì)越來越小，這給電路板制造商的對 位控制帶來了巨大挑戰(zhàn)。特別是基板的外層對位技術(shù)（包括"盲孔與焊盤、通孔與焊盤，，偏 "flA控制），這些外層的偏位直接在廣品外觀觀測出來，且將嚴(yán)重影響著后續(xù)引線鍵合（Wj_ re Bond)、倒裝芯片（Flip Chip)等封裝過程的質(zhì)量、可靠性，從而影響著顧客對基板產(chǎn)品的信 任、認(rèn)可。由于受壓合次數(shù)和流程多、影響因素多而復(fù)雜等原因，基板的外層對位能力界定 和有效控制一直困擾著基板制造商，由于外層"盲孔的焊盤"或"通孔的焊環(huán)，，設(shè)計(jì)過小、超 對位能力制作所帶來的"偏位報(bào)廢或可靠性"問題層出不窮。
[0003] 特別是對于外層同時(shí)有盲孔和通孔的基板，如何一起控制好"盲孔與焊盤、通孔與 焊盤"偏位、確定各自的對位能力，是目前生產(chǎn)廠家最難解決的問題。為解決該問題，目前 生產(chǎn)廠家采取的定位孔定位方式主要有3種：①層壓后板邊 x-ray沖一套定位孔，外層的通 孔、盲孔、外層線路制作都采用同一套定位孔定位；②層壓后板邊 x-ray沖一套定位孔，先 通孔定位使用，完成鉆通孔并在板邊鉆出用于"盲孔、外層線路制作"的定位孔，相當(dāng)于有2 套定位孔（鉆通孔一套，盲孔、外層線路一套；③層壓后板邊x-ray沖兩套定位孔，通孔使用 一套，盲孔、外層線路制作使用一套。
[0004]對于第①種定位方式，由于需在定位孔上銷釘來定位，完成鉆通孔、下板后，定位 孔將破損、變形，加上封裝基板板厚都較?。ㄐ∮?. 3mm)，定位孔"破損、變形"將更嚴(yán)重，導(dǎo) 致后續(xù)的盲孔、外層線路制作時(shí)的定位不良而偏位報(bào)廢。對于第②種定位方式，由于盲孔內(nèi) /外焊盤比通孔內(nèi)/外焊盤小很多，受CNC鉆孔設(shè)備較大的孔位精度影響，CNC鉆的"定位 孔"雖可保證盲孔與外層焊盤對位良好，但容易導(dǎo)致盲孔與內(nèi)層焊盤偏位而內(nèi)短報(bào)廢。對于 第③種定位方式，x-ray沖有兩套定位孔，不會有定位孔破損變形缺陷，也不會產(chǎn)生盲孔與 內(nèi)外層焊盤偏位報(bào)廢，各項(xiàng)綜合對位效果最好，不足之處是通孔與焊盤偏位稍微變大。
[0005] 因此，以上問題轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾卧谏鲜龅冖鄯N定位方式基礎(chǔ)上一起控制好"盲孔與焊 盤、通孔與焊盤"偏位、確定各自的對位能力"。為確定外層對位能力，目前生產(chǎn)廠家采取 方法有：①生產(chǎn)板的邊緣添加測試塊，憑做板經(jīng)驗(yàn)或大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)測量偏位最大值來確定 外層對位能力；②借鑒國內(nèi)外其他基板制造技術(shù)較成熟廠家的能力來確定。由于各廠家制 作工藝、設(shè)備、制程能力、對位影響因素各不一樣，上述廠家很難快速、準(zhǔn)確得到外層對位能 力，更談不上建立偏位模型來分析、優(yōu)化對位能力。總之，基板的外層對位能力難以確定、超 能力制作而報(bào)廢的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于此，本發(fā)明在于提供一種電路板外層偏位的控制方法，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù) 的不足，能夠快速準(zhǔn)確的確定外層偏位能力，確定優(yōu)化方法，改善偏位能力。
[0007] 其技術(shù)方案如下：
[0008] -種電路板外層偏位的控制方法，該控制方法包括：
[0009] 確定通孔與外層焊盤或盲孔與外層焊盤的1、2……N個(gè)偏位影響因素；
[0010] 根據(jù)所述偏位影響因素確定其對位能力模型T，其中，VI*#+￡?+_...+#，K 2……Ν個(gè)偏位影響因素對應(yīng)的影響數(shù)值分別為Α、Β……X ;
[0011] 根據(jù)對位能力模型Τ值判斷通孔或盲孔與外層焊盤的偏位能力是否滿足要求；
[0012] 若對位能力模型Τ不能滿足對位需求，調(diào)整1、2……Ν個(gè)對位影響因素中的一個(gè)或 多個(gè)影響因素的數(shù)值，修正相應(yīng)對位能力模型Τ，直到滿足相應(yīng)的對位要求。
[0013] 下面對進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明：
[0014] 進(jìn)一步的，電路板層數(shù)大于等于4層時(shí)，對位能力模型 T2 =S*^A2 中 n 為電路板層數(shù)。
[0015] 進(jìn)一步的，若對位能力T不能滿足對位需求時(shí)，調(diào)整影響對位能力模型T值最大的 偏位影響因素的值，修正對位能力模型T，確定最小的T值。
[0016] 進(jìn)一步的，在制作所述電路板時(shí)，層壓后x-ray沖制兩種定位孔，所述定位孔包括 盲孔與外層線路定位孔、CNC鉆通孔定位孔。
[0017] 進(jìn)一步的，所述盲孔與外層焊盤的對位影響因素、所述通孔與外層焊盤的對位影 響因素均包括2種直接因素、0-10種間接因素，所述直接因是指其各自的位置獨(dú)立移動(dòng)直 接影響對位能力，所述間接因素指通過影響直接因素位置移動(dòng)或相對移動(dòng)影響對位能力。
[0018] 進(jìn)一步的，所述盲孔與外層焊盤的直接因素包括外層圖形位置偏差、盲孔孔位偏 差。
[0019] 進(jìn)一步的，所述通孔與外層焊盤的直接因素包括外層圖形位置偏差、CNC鉆通孔孔 位偏差。
[0020] 進(jìn)一步的，所述通孔與外層焊盤的間接因素包括X-Ray鉆靶孔位偏差、CNC上銷釘 和疊板鉆孔滑板偏差、不同板漲縮或鉆帶偏差、CNC鉆孔人工調(diào)原點(diǎn)偏差。
[0021] 下面對前述技術(shù)方案的原理、效果等進(jìn)行說明：
[0022] 確定影響通孔與外層焊盤、盲孔與外層焊盤的對位能力的偏位影響因素，根據(jù)確 立的多個(gè)偏位影響因素，建立相應(yīng)的對位能力模型計(jì)算出 "" ... ? 相應(yīng)的對位能力，對位能力的數(shù)值越小，說明對位能力越好，從而可以從對位能力T的數(shù) 值直接判斷對位能力，再根據(jù)實(shí)際情況通過優(yōu)化參數(shù)、制作方法、設(shè)備能力等手段，降低1、 2……N個(gè)偏位影響因素中的一個(gè)或多個(gè)影響因素的數(shù)值，修正相應(yīng)偏位能力T，確定優(yōu)化后 的對位能力T最小值，使偏位能力滿足產(chǎn)品品質(zhì)要求。
[0023]所述控制方法可根據(jù)不同工藝、定位孔制作方式確定電路板（包括封裝基板）外 層各項(xiàng)偏位影響因素，并確定相應(yīng)的對位能力模型，根據(jù)該對位能力模型可以快速、準(zhǔn)確的 估算出相應(yīng)對位孔的對位能力。該控制方法能夠提前估計(jì)外層焊盤大小是否超出對位能 力，明確對位改善方向，并可從制造的設(shè)計(jì)端提前優(yōu)化設(shè)計(jì)（例如增大盲孔或通孔焊盤補(bǔ) 償、更改通孔為盲孔疊孔等），避免電路板超對位能力制作而作廢。
[0024] 所述電路板外層偏位的控制方法可以應(yīng)用于不同設(shè)備、不同定位方式上，應(yīng)用范 圍廣。本控制方法通過對位能力模型計(jì)算出不同設(shè)備、不同定位方式下的偏位能力，對比確 定處最佳的對位制作流程，能夠有效的指導(dǎo)電路板的生產(chǎn)制作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述的電路板外層偏位的控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0027] 確定通孔或盲孔與外層焊盤的1、2……N個(gè)偏位影響因素；
[0028] 根據(jù)所述偏位影響因素確定其對位能力模型T，其中1、 2……N個(gè)偏位影響因素對應(yīng)的影響數(shù)值分別為A、B……X ;
[0029] 根據(jù)對位能力模型T值判斷通孔或盲孔與外層焊盤的偏位能力是否滿足要求；
[0030] 若對位能力模型T不能滿足對位需求，調(diào)整1、2……N個(gè)對位影響因素中的一個(gè)或 多個(gè)影響因素的數(shù)值，修正相應(yīng)對位能力模型T，直到滿足相應(yīng)的對位要求。
[0031] 其中，X表示對位影響因素的未知的特定個(gè)數(shù)，不表示其具體的個(gè)數(shù)。
[0032] 以層數(shù)大于等于4層的電路板板為例，采用層積法工藝制作，以最初中間2層芯板 層積制作4、6、8、10、12層基板等。在制作所述電路板時(shí)，在采用在層壓后板邊 x-ray沖兩 套定位孔，CNC鉆通孔使用一套定位孔，盲孔與外層線路使用一套定位孔，即所述定位孔包 括盲孔與外層線路定位孔、CNC鉆通孔定位孔。
[0033]根據(jù)電路板（封裝基板）的制作工藝流程、定位孔方式、層數(shù)等信息確定影響盲孔 與外層線路制作定位孔、通孔定位孔的對位影響因素，及相應(yīng)的對位精度大小。
[0034]影響盲孔與外層焊盤、通孔與外層焊盤偏位影響因素包括直接因素和間接因素， 所述直接因素是指各自的位置獨(dú)立移動(dòng)直接影響對位能力，所述間接因素是指通過影響直 接因素位置移動(dòng)或相對移動(dòng)影響對位能力。所述盲孔與外層線路制作定位孔與外層焊盤的 對位影響因素、所述通孔定位孔與外層焊盤的對位影響因素均包括2種直接因素、0-10種 間接因素。
[0035]盲孔與外層焊盤的對位影響因素分析：其對位能力由盲孔和外層焊盤的相對位置 移動(dòng)決定；外層焊盤位置受外層圖形位置偏差直接影響；盲孔位置受激光鉆孔孔位偏差直 接影響；盲孔和外層焊盤制作都以同一定位孔（&孔）定位，其相對偏位不受 x-ray鉆靶標(biāo) 孔精度影響；因此，影響外層"盲孔與焊盤"相對偏位的因素有A、B。
[0036]通孔與外層焊盤的對位影響因素分析：其對位能力由通孔和外層焊盤的相對位置 移動(dòng)決定；外層焊盤位置受外層圖形位置偏差直接影響；通孔位置受CNC鉆孔孔位精度偏 差直接影響；盲孔焊盤制作以X2定位孔定位，通孔以\定位孔定位，不同定位孔間存在中心 點(diǎn)位置偏差，間接影響"外層通孔與焊盤"的相對偏位，因此存在 x-ray鉆靶標(biāo)孔精度間接 因素 D ;疊板CNC鉆孔時(shí)，不同板間滑動(dòng)導(dǎo)致通孔相對于"χ2定位孔"位置變化，從而傳遞到 通孔相對與焊盤有位置變化，所以存在間接因素 Ε ;不同板間漲縮不同，但不同板只用一個(gè) 鉆帶，導(dǎo)致不同板因有漲縮的外層焊盤相對于固定鉆帶的鉆"通孔，，有位置變化，存在間接 因素 F ;存在員工CNC鉆孔調(diào)原點(diǎn)不當(dāng)，加大通孔位置偏差間接因素G。
[OO37]根據(jù)相應(yīng)的對位影響因素確定電路板（封裝基板）外層對位能力模型如下：
[0038]外層盲孔、外層線路制作與焊盤的對位能力模型Tl為：T=S^A2 + B2 . f
[0039]外層通孔與焊盤的對位能力模型τ2為：% +C2 +D2 +E2 +?+Cr ;
[0040]其中，對于層數(shù)大于等于4層、多次壓合的電路板，偏位能力模型需考慮壓合次數(shù) 累積影響，如η次壓合偏位影響因素 B累積影響7； ^.^yjA1 + (n-\)*B2+......+X2 ·
[0041]上述對位能力模型考慮壓合次數(shù)累積影響、一維或二維偏位等影響。
[0042] 影響電路板（封裝基板）"外層與盲孔焊盤"的偏位影響因素包括：直接因素 A-外 層圖形位置偏差，直接因素 B-激光盲孔孔位偏差；影響電路板（封裝基板）"通孔與外層 焊盤"的偏位影響因素包括：直接因素 A-外層圖形位置偏差，直接因素 C-CNC鉆通孔孔位 偏差，間接因素 D-X-Ray鉆靶孔位偏差，間接因素 E-CNC上銷釘和疊板鉆孔滑板偏差，間接 因素 F-不同板漲縮或鉆帶偏差，間接因素 G-CNC鉆孔人工調(diào)原點(diǎn)偏差。
[0043]對上述盲孔與外層焊盤的對位能力模型?\分析，由于直接因素 A-外層圖形位置 偏差，直接因素 Β-激光盲孔孔位偏差都為設(shè)備的固有精度，因此其對位能力無法優(yōu)化。 [0044] 對上述通孔與外層焊盤的對位能力模型Τ 2分析，其中直接因素 Α-外層圖形位 置偏差，直接因素 C-CNC鉆通孔孔位偏差為設(shè)備固有精度，無法再進(jìn)行優(yōu)化；間接因素 D-X-Ray鉆靶孔位偏差、間接因素 E-CNC上銷釘和疊板鉆孔滑板偏差、間接因素 F-不同板漲 縮或鉆帶偏差、間接因素 G-CNC鉆孔人工調(diào)原點(diǎn)偏差等偏位精度可通過減少偏位的目的進(jìn) 行優(yōu)化，并通過D、E、F、G偏位精度變化范圍，計(jì)算出T 2大致偏位范圍。
[0045] 例如D-X-Ray鉆靶孔位偏差和G-CNC鉆孔人工調(diào)原點(diǎn)偏差偏位精度的優(yōu)化方式 為：在板邊設(shè)計(jì)鉆孔偏位測試模塊，CNC鉆通孔前，先鉆板邊4個(gè)孔，調(diào)整原點(diǎn)坐標(biāo)，保證鉆 的4個(gè)孔中基本與X2激光盲孔、LDI曝光定位孔中心重合，然后再繼續(xù)鉆板內(nèi)通孔。
[0046]又例如E-CNC上銷釘和疊板鉆孔滑板偏差、F-不同板漲縮或鉆帶偏差偏位精度優(yōu) 化操作方式為：對于板厚小于0. 15mm薄板，同批板層壓后x-ray測漲縮、按大小分類；按漲 縮接近的板自動(dòng)上銷釘；減少CNC鉆孔疊板數(shù)量至1-3塊；x-ray沖定位孔靶標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè) 計(jì)，保證沖孔后周圍有盡可能多的大銅皮。
[0047] 假設(shè)：
[0048] 盲孔與外層焊盤的對位能力模型?\ :
[0049] Τι = ^* λ/α2 + Β2 = λ/2 * Vl52 +,!：#'= 30um
[0050] 通孔與外層焊盤的對位能力模型T2 : % +D2 +E? +G2
[0051] +3tf +15^+202+2〇2'+p -67um
[0052] 從以上對位能力模型計(jì)算出該4層板的外層"盲孔與外層焊盤"對位能力為 +/-30um ;外層"通孔與外層焊盤"對位能力為+/_67um ;
[0053]若優(yōu)化部分制作條件，將E、F精度減小，則A對位能力可變?yōu)榈摹?5um (如下公式） [0054] % =·λ^*'^Ι52' +302 +152' +102+152+W=5^.5um ft
[0055]上述的各對位影響因素的"偏移精度值"為不同電路板廠家通過制程能力測試或 設(shè)備能力所確定的；不同電路板廠家的"偏移精度值"不影響上述對位能力模型的使用。 [0056]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若千變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，該控制方法包括： 確定通孔與外層焊盤或盲孔與外層焊盤的1、2……N個(gè)偏位影響因素； 根據(jù)所述偏位影響因素確定其對位能力模型T，其中
1、 2……N個(gè)偏位影響因素對應(yīng)的影響數(shù)值分別為A、B……X; 根據(jù)對位能力模型T值判斷通孔或盲孔與外層焊盤的偏位能力是否滿足要求； 若對位能力模型T不能滿足對位需求，調(diào)整1、2……N個(gè)對位影響因素中的一個(gè)或多個(gè) 影響因素的數(shù)值，修正相應(yīng)對位能力模型T，直到滿足相應(yīng)的對位要求。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，電路板層數(shù)大于 等于4層時(shí)，對位能力模型
，其中n為電路板層數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，若對位能力 T不能滿足對位需求時(shí)，調(diào)整影響對位能力模型T值最大的偏位影響因素的值，修正對位能 力模型T，確定最小的T值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，在制作所述電路 板時(shí)，層壓后x-ray沖制兩種定位孔，所述定位孔包括盲孔與外層線路定位孔、CNC鉆通孔 定位孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，所述盲孔與外層 焊盤的對位影響因素、所述通孔與外層焊盤的對位影響因素均包括2種直接因素、0-10種 間接因素，所述直接因素是指其各自的位置獨(dú)立移動(dòng)直接影響對位能力，所述間接因素指 通過影響直接因素位置移動(dòng)或相對移動(dòng)影響對位能力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，所述盲孔與外層 焊盤的直接因素包括外層圖形位置偏差、盲孔孔位偏差。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，所述通孔與外層 焊盤的直接因素包括外層圖形位置偏差、CNC鉆通孔孔位偏差。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的電路板外層偏位的控制方法，其特征在于，所述通孔與外 層焊盤的間接因素包括X-Ray鉆靶孔位偏差、CNC上銷釘和疊板鉆孔滑板偏差、不同板漲縮 或鉆帶偏差、CNC鉆孔人工調(diào)原點(diǎn)偏差。
【文檔編號】H05K3/00GK104244590SQ201410431719
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】張志強(qiáng), 謝添華, 李志東 申請人:廣州興森快捷電路科技有限公司, 深圳市興森快捷電路科技股份有限公司, 宜興硅谷電子科技有限公司