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HDI線路板線路制作的位置精度

    制作細線路的HDI線路板除線路的尺寸精準之外,最大的線路制作技術議題就是位置配位精度的問題。因為高密度HDI線路板,必須配合高密度的元件組裝,這些加密的動作都促使電路板各個相對幾何圖形對位難度提高。

    例如:當鉆孔后所產生的位置,必須與線路的曝光搭配在一起,而止焊漆的影像卻必須搭配線路的影像。這些搭配的動作,都是電路板制作中的位置精度問題,也是典型面對高密度HDI線路板制作的重要技術問題。

    一般而言,制作電路板的基材本身就是一個位置精度的重要決定者。因為電路板材料,本身就是多種材料的混合體。尤其是主體的樹脂材料,它會隨著溫度、燒烤時間、濕度等等的因素而變異。另外在加工的過程中,如果必須作延展式的機械加工,因此尺寸的變異就會更大。

    但是,位置搭配的問題在制作基板方面一直都存在,當導通孔制作出來后仍必須經過各式的濕制程處理,以達成孔的導能功能。而在線路蝕刻的程序中,又會將多數前制程中所累積的應力釋放出來,如果采用特殊的制程而必須加入燒烤,那么整體的變異又會更多。

    至于底片方面,不論使用何種材料與形式的底片,以目前多數電路板的制作方法仍然以使用平板接觸式生產的方式來看,底片會是另一個不得不討論的對位尺寸精度因素。

    多數的膠膜底片因為尺寸穩定性確實較差,在較高精度的基板產品幾乎都無法使用。但是對于一些小量可以不在乎高效率的基板來說,也有部分制作者采用較小的基板發料尺寸來克服對位的問題。這對于多數的大量生產者而言,如何利用大尺寸的對位生產模式進行生產,依然是重要的細線基板制作技術議題。

    基本上對位本身簡單的分析基實只有兩個重要指材,其一是生產的工具以及產品尺寸的安定性必須要高,否則變異大就會使得差異性產生隨機變化,根本沒有尺寸搭配的可能性。其二是對位過程中的對準程序,一般而言后者所代表的是曝光機械的操控能力。

    對于生產工具及材料的精度穩定度方面,控制材料取得的來源會是一個重要的控制事項。這包括了供應商的材料制作穩定度、品質控制能力、使用物料的類型、制作機械的等級、清法度、聚合穩定度等等,許多的因素都會影響工具與材料后續的尺寸變化。

    這其中尤其是基材的選用,必須特別注意纖維布的供應是否品質穩定、基材制造商的涂布及操作控制能力的穩定性、壓合完成的基材板尺寸穩定性等。這些問題時常是在基板制造廠商之外就已經發生,一旦材料進入生產線則可以改善的空間就非常有限。

    對于基材的使用,一般的制造商大概只能從兩個方面著力,其一是裁剪時必須將基板的機械方向固定,以免制造中尺寸的變化隨機化。其二是內層線路制造前最好先進行高溫烘烤基材板的程序,這樣可以降低因聚合不全所衍生的尺寸變異。

    在機械對位的部分,由于主要的對位精度幾乎完全來自于對位系統的控制能力,因此制作者必須對于使用的曝光系統對位能力作深入了解。目前一般用于構裝載板的曝光系統,多數都采用四個對位靶的對位系統借以提高整體的配合度。

    目前多數的自動曝光系統,都是利用固態攝影機來讀取底片與基板的對位靶影像,再利用程式計算差值作為修正位置的依據。在機械設計方面采取一動一靜的方式,可以是底片作動或是基板作動,只要作業精度及操控性好并沒有實質的優劣差異問題。

    對位的精準度是可以設定的,一般都會依據設計線路時的允許公差當指標設定。目前多數的對位系統都采用規格設定模式制作,也就是說只要公差落在規格范圍內就可以進行曝光。但是實際的理想訴求,應該是要達到最佳的對位程度,也就是對位偏差一致化,這方面需要機械制作商去努力了。

    細線路制程,是一個橫跨電路板整體設計制作的全方位課題,尚有許多的枝節必須注意,這也是為何談到此議題時會特強調制程整合性的原因。

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