1、云端存儲(chǔ)主板制作跟進(jìn)報(bào)告刖吞：報(bào)告對(duì)包含N + N、深微孔、背鉆、POFV ( Plated on filled via X階梯金 手指、阻抗敏感板、SET2DIL( Single Ended TDR/TDT Measurements To Derive Differential Insertion Loss ,利用單端線路測量差分損耗的方法) 測試等復(fù)合多項(xiàng)工藝技術(shù)的云存儲(chǔ)主板的制作工藝進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì) 的云存儲(chǔ)主板存在層壓翹曲、鉆孔對(duì)位、階梯槽內(nèi)金手指制作難和信號(hào)異 常問題。通過對(duì)層壓工序、電鍍工序、階梯槽內(nèi)金手指的制作跟進(jìn)研究以 及對(duì)異常信號(hào)的測試模塊分析研究結(jié)果表明,通過調(diào)整層壓程

2、式和找到影 響拉伸系數(shù)差異可解決層壓對(duì)準(zhǔn)偏差問題；利用子、母板CCD(Charge-coupled Device )鉆孔對(duì)位可解決鉆孔對(duì)位偏差問題；采用VCP (Vertical conveyor plating ,垂直連續(xù)電鍍)+脈沖電鍍組合方式可實(shí)現(xiàn) HDI ( High density interconnection ,高密度互連技術(shù)深微孔和通孔 次電鍍通過調(diào)整圖形設(shè)計(jì)選擇拼圖的方式可解決高速信號(hào)的Skew玻纖 效應(yīng)問題，成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制作隨看電子商務(wù)的高速發(fā)展，其數(shù)據(jù)處理量非常巨大，云端存儲(chǔ)需求也要求 越來越大，其主板設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜。現(xiàn)有客戶設(shè)計(jì)主板包含N + N、深微 孔、背鉆、PO

3、FV、階梯金手指、阻抗敏感板、SET2DIL測試等工藝技術(shù)。 其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,工藝難點(diǎn)非常多。現(xiàn)對(duì)該類主板的制作工藝進(jìn)行研究， 通過研究使得我司具備該復(fù)雜板的批量制作能力。二.產(chǎn)品設(shè)計(jì)該板為T高速板材，13 + 13結(jié)構(gòu),子板階梯金手指，0.012mmHDI孔需要 填平,0.305 mm深微孔，內(nèi)外層阻抗最大值和最小值均在±10%以內(nèi)的設(shè) 計(jì)，具體制板信息如表1及圖1所示。表1試板鵰型號(hào)板材最小取刀孔匍要求Of處理T板材3.4 mm0.25 mm20.25 jim印制插頭+涂布圖1疊層結(jié)構(gòu)示意圖三.實(shí)施方案該板復(fù)合了 N + N、深微孔、背鉆、POFV、階梯金手指、阻抗敏感板、SET

4、2DIL 等工藝技術(shù)，試板采用先制作兩個(gè)非對(duì)稱子板，深微孔,槽內(nèi)金手指在子 板上進(jìn)行制作，然后進(jìn)行母板壓合，在母板進(jìn)行背鉆、POFV等工藝制作。3.1工藝流程子板:開料-內(nèi)層干膜前處理-內(nèi)層DI曝光-內(nèi)層蝕刻-棕化-東城層壓 T銃板邊T激光鉆孔一鉆孔T去毛刺化學(xué)沉銅板面電鍍T背鉆-超聲 水洗-真空塞孔-陶瓷磨板-干膜f外層蝕刻-鍍金手指一配套中心。母板：棕化-東城層壓-銖板邊-鉆孔-去毛刺-去鉆污-化學(xué)沉銅-板 面電鍍T板電檢孔f背鉆-真空塞孔一外層前處理一外層曝光-外層蝕 刻T阻焊絲印-阻焊曝光-阻焊顯影-鍍金手指一字符-編號(hào)-測對(duì)準(zhǔn) 度T銃板-銖階梯槽一去氧化-電子測試一插損測試T終檢防氧

5、涂布T 包裝。3.2試驗(yàn)方案通過板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，在制作過程中會(huì)存在諸多難點(diǎn)，特別是子板奇數(shù) 層設(shè)計(jì),孔到線設(shè)計(jì)距離較近,多種類型孔同時(shí)存在,板材插損要求等， 故針對(duì)以下難點(diǎn)進(jìn)行專門制作研究如表2所示。表2試驗(yàn)方案療號(hào)工藝設(shè)計(jì)難點(diǎn)方峯113*13 S結(jié)構(gòu)子板非對(duì)稱,對(duì)位特度高 內(nèi)層DI曝光，蛍合度0.030 mm； 內(nèi)層沖孔釆用4CCD沖孔，沖孔績度0.030 mm： T板采用Pin-Lamflh板: 板采Pin-Lam板.20.25 mm VIA孔到銅0.203 mm. 背帖孔到»127mm 一帖、背估均采用CCD鉆機(jī)： 背帖首板分區(qū)測試，分區(qū)補(bǔ)償背估瀟度； 針對(duì)埒板過孔背鉆中鉆穿

6、只中一個(gè)子板的情況，更改為 子板背鉆，提供背鉆slub精度和對(duì)準(zhǔn)度*3HD1/L需填半，d板還有深微孔、通幾，L13層和母板外層均有敏感阻抗線不命分制作； 采用VCP填幾曲沖電鍍組合電鍍： 采用1/3 oz起鍍，母板減銅進(jìn)行制作。4T板材需要信號(hào)插損控制 內(nèi)層線寬秸度按土 0.013 mm： 介質(zhì)厚度均勻性腔制± 10%.3.3試驗(yàn)結(jié)果3.3.1層壓控制從產(chǎn)品養(yǎng)層結(jié)構(gòu)來看，子板為13層奇數(shù)層，結(jié)構(gòu)非對(duì)稱。從受力分析來看, 子板壓合后會(huì)存在翹曲問題。如果存在翹曲會(huì)對(duì)子板層壓后的制程造成影 響，為避免此問題，故將層壓程序中的冷壓段進(jìn)行延長壓板（見圖2 ）以便 釋放高溫冷卻過程中應(yīng)力。通過

7、對(duì)層壓跟進(jìn),層壓的升溫速率，高溫固化時(shí)間，轉(zhuǎn)壓點(diǎn)等參數(shù)均符合 板材要求（見表3 ）。通過延長冷壓時(shí)間釋放層壓應(yīng)力改善子板翹曲問題， 從實(shí)際的測量結(jié)果來看,最大翹曲度為3.0 cm （見圖3 ）,這對(duì)子板后面 鉆孔、樹脂塞孔等工序仍然存在較大影響,后續(xù)將通過調(diào)整養(yǎng)層結(jié)構(gòu)進(jìn)行 改善。因子板存在翹曲問題,在芯板漲縮測數(shù)的過程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)子板偏 差較大的情況。然而從養(yǎng)構(gòu)來看，兩個(gè)子板證構(gòu)一樣，通過分析發(fā)現(xiàn)X-RAY 設(shè)備抽真空的位置僅為最中間的部分區(qū)域（見圖4a）,在測數(shù)過程中，可將 01-13L子板吸附平整，但是無法將14-26L子板吸附平整，四角仍然翹曲， 如圖4b所示。圖3層壓后子板翹曲圖在測數(shù)

8、過程中,將14-26L子板正常測試和將 四角貼平如圖4c,重新測試 數(shù)據(jù),兩次測試 結(jié)果發(fā)現(xiàn)長邊（Y方向）相差約0.179 mm ,短邊（X方 向）差約0.051 mm ,具體數(shù)據(jù)如圖5所示。通過TC FA （ Thin core first article ）（申數(shù)據(jù)調(diào)整后，子板拉伸數(shù)據(jù)相差較小長方向偏差為0.051mm , 短方向偏差為0.076 mmo在母板壓合后整體對(duì)準(zhǔn)度最大達(dá)到0.150 mm , 達(dá)不到母板對(duì)準(zhǔn)度0.127 mm的要求,如圖7所示。通過再次優(yōu)化拉 伸 系數(shù),測數(shù)時(shí)對(duì)板子板進(jìn)行編號(hào)，銖板邊編號(hào)與該編號(hào)對(duì)應(yīng)壓板，母板壓 合時(shí)根據(jù)子板拉伸情況進(jìn)行配板如圖6所示。通過跟進(jìn)調(diào)

9、整后兩個(gè)子板對(duì) 準(zhǔn)度良好，如圖7所示。（a） 4剛機(jī)吸盤（b）測數(shù)空后翹曲（C）膠帶粘平圖4芯板漲縮測數(shù)圖* 方Y(jié)方冋哲備之試P 0 zzzzzzzz皮Mil ILIXIW-n»十二mt圖5芯板漲縮測數(shù)圖圖6母板壓合圖（a）左上角（b）右上角（c）左下角（d）右下角圖7母板對(duì)準(zhǔn)度圖3.3.2鉆孔對(duì)位精度通過前期策劃時(shí),發(fā)現(xiàn)0.25mmVIA孔到銅0.203mm ,背鉆孔到線 0.127mm，對(duì)于兩次壓合且層數(shù)較高單板來說難度是非常高的，且工藝復(fù) 合了深微孔，從工藝流程優(yōu)化考慮，深微孔在子板進(jìn)行制作。通過激光鉆 孔后,使用百倍鏡檢查首板及抽檢孔底均無殘膠、崩孔、燒穿等質(zhì)量問題（見圖8

10、）;采用CCD鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔；以X-RAY標(biāo)靶孔為對(duì)位孔，多次進(jìn) 行CCD抓靶確認(rèn)抓靶精度OK再進(jìn)行鉆孔（見圖9 ）;因子板具有一定的翹 曲度,用普通膠帶無法將板平整的固定在臺(tái)面，所以采用粘性更強(qiáng)的牛皮 膠將板四周固定,避免因板翹曲導(dǎo)致鉆偏,如圖10所示。圖10子板鉆孔圖（a）子板鉆孔（b）母板鉆孔圖11鉆孔與內(nèi)層對(duì)位精度圖通過以上控制措施，試鉆后采用X-RAY檢查內(nèi)層,子母板鉆孔的孔位均較 正,如圖11所示。3.3.3通盲孔制作VCP填孔線主要分為閃鍍和填孔兩個(gè)階段進(jìn)行電鍍填平,電鍍盲孔填孔的 原理普遍認(rèn)可 的是CDA原理。CDA （ Convection-dependentAdsorptio

11、n ）對(duì)流相關(guān)性吸附模型，是基于電鍍藥水中加速劑與抑制劑在 不同氯離子濃度條件下的競爭吸附建立的模型。一般認(rèn)為電鍍填盲孔的過 程可分為三個(gè)階段：起始期、爆發(fā)期和回復(fù)期。電鍍不同階段由于受到Cu2 + 濃差擴(kuò)散、添加劑的吸附與脫附以及電解還原等影響,盲孔底部與面銅的 電沉積速率之比在填孔過程中不斷變化。但其對(duì)通孔的深鍍能力相對(duì)較差, 通盲孔電鍍制作時(shí),盲孔填平通孔孔內(nèi)的鍍銅孔口厚（見圖12a ）,孔中間 薄（見圖12b）,深鍍能力20% ,不能滿足60%的要求。且盲孔仍然存 在約18pm的凹陷（見圖12c）,不能滿足客戶完全填平要求10pmo（呂）通孔孔口（b）通孔孔中（c）HDI盲孔12 VC

12、P電鍍孔圖對(duì)于盲孔凹陷問題，因子、母板需要進(jìn)行外層敏感阻抗線的制作，經(jīng)過VCP+ 脈沖電鍍后，面銅厚度相對(duì)較厚，故采用將盲孔蓋膜進(jìn)行減銅，再通過砂 帶磨板進(jìn)行磨平，盲孔凹陷最大8pm （見圖13c ）,達(dá)到了客戶要求。3.3.4插損測試失效分析PCB單元內(nèi)的插損測試模塊抽測發(fā)現(xiàn)LI. L16、L26三個(gè)層次出現(xiàn)LOSS超差異常現(xiàn)象z具體數(shù)據(jù)如表4所示。表4 Fcard PCB單元內(nèi)的插損測試數(shù)據(jù)PAD SYMBOLS Trace length (in1L 12.89GHz (dB)IL12.89G/ (dB/in)Spec/ (dB/in)Status95_LY1S.00213.94-1.74

13、Data>-1.70Fail95LY58ata>-1.85Pass95.LY7&O2711.74-1.46Data>-1.85Pass95_LY98.027-12.66-1.58Data-1.85Pass95_LY11K.030-12.26-1.53Data>-1.85Pass95丄Y13&O28-11.70l46Data>-I.85Pass95丄Y16&U3U16.46-2.05Data>-1.85Fail95_LY18&027-11.90-1.48Data-1.85Pass95_LY2OS.O27

14、-12.95-1.61Data >1.85Pass95.LY228.027 13.88-1.73Data>-1.85Pass95 LY26&00215.51-2.18Data>-1.70Fail從以上測試異常數(shù)據(jù)來看，主要異常層數(shù)在 外層L1和L16層（見表4和 圖14 ）,故對(duì)異常數(shù)據(jù)分析。在跟進(jìn)分析過程中采用信號(hào)插損模塊為監(jiān)控, 差分線內(nèi)兩條單線的信號(hào)傳輸時(shí)間差值SKEW （玻纖效應(yīng)）較大,絕對(duì)值 達(dá)到了 15 ps41ps ,而正常要求±4ps以內(nèi)（見圖15 ）。圖14異常圖片PCB的介質(zhì)層由環(huán)氧樹脂以及嵌在環(huán)氧樹脂中的玻纖布交織混合組成,由 于玻纖布

15、的相對(duì)介電常數(shù)與環(huán)氧樹脂存在較大差異（一般環(huán)氧樹脂的介電 常數(shù)在3左右，玻纖布的介電常數(shù)在6左右），因此該介質(zhì)層的介電常數(shù)取 決于玻璃纖維與樹脂的介電常數(shù)及其在介質(zhì)層中所占的體積比。由于介質(zhì) 層中經(jīng)緯向玻纖之間存在重舂和空隙區(qū)域,將傳輸線與基板邊緣成0°或者 90。角方向布線，這樣會(huì)導(dǎo)致傳輸線方向與玻纖束的經(jīng)緯向相平行，此時(shí)可 能會(huì)出現(xiàn)以下兩種極限情況：傳輸線在經(jīng)/緯向玻纖束正上方或傳輸線在兩 根經(jīng)/緯向玻纖束中間。這樣一對(duì)差分線中兩根信號(hào)線所在環(huán)境的DK值就 存在差異。由于信號(hào)傳輸速度與介質(zhì)層介電常數(shù)的平方根成反比，同一對(duì) 差分信號(hào)傳輸在不均勻介質(zhì)上時(shí),兩根差分信號(hào)線間會(huì)產(chǎn)生不同的

16、信號(hào)延遲，從而導(dǎo)致信號(hào)偏斜失真（Skew ）,這就產(chǎn)生了玻纖效應(yīng)。圖16差分信號(hào)分析圖圖16為L16層差分信號(hào)層的切片圖片，由于1080玻璃布（L15層與L16 層之間）的pitch是1718mil （ 432 pm ）左右，差分線的pitch（ W+S ） 是0.229 mm左右，圖14單線L1位置處于玻纖布孔限處，其樹脂含量高； 單線L2處于玻纖布交織位置，兩個(gè)所處的DK差異最大，導(dǎo)致SKEW較 大。從實(shí)際生產(chǎn)板的設(shè)計(jì)圖形來看,該板未做傾斜設(shè)計(jì)，單元板內(nèi)的插損信號(hào) 線與玻璃布平行設(shè)計(jì)，這樣則會(huì)導(dǎo)致玻纖效應(yīng)。為了減輕玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào) 損耗的影響，通常采用如下設(shè)計(jì)：（1 ）通常 采用玻纖排布更加密集、間隙 更小的玻纖布（如扁 平E-玻纖布）或者將差分線pitch值設(shè)計(jì)較大越靠近 玻布pitch數(shù)值2藤用介電常數(shù)與樹脂更加接近的玻纖布（NE-玻纖布）;（3 ）采用兩張或者多張PP的堆養(yǎng)設(shè)計(jì)。同時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)使傳輸線不平行于 經(jīng)緯向布線，將傳輸線走線方向旋轉(zhuǎn)23°即可有效地減輕問題，而510° 的旋轉(zhuǎn)就足以規(guī)避玻纖效應(yīng)。通過與客戶溝通，將拼圖進(jìn)行選擇3°設(shè)計(jì)， 制作成品進(jìn)行測試,插損均符合要求。LL!總結(jié)本文通過研究成功解決了 13 + 13奇數(shù)非對(duì)