2014年5月29日 星期四

HDI PCB 真正的門檻1---層間對位的短路

        HDI PCB利用雷射鑽孔逐次增層的工法 ,再如何複雜的結構 ,也還只是PCB流程的各種排列組合 ,它沒有甚麼專利性的問題,要做出HDI板子是簡單的,只要增加雷射機,任何人都可以簡單地生產出HDI板,個人就曾經於沒有任何人會HDI製程的四層主機板PCB廠,僅雷射外包,10多天內就由20年以上老舊設備由該廠生產出HDI產品。做HDI板是簡單的,但是做『好』HDI板卻是非常困難的一件事,要讓量產穩定的高良率高信賴度是有非常非常高的門檻條件的
        或許有HDI經驗的人,會認為我危言聳聽,但是,各位用全世界的眼光去看待分析,到目前為止全世界有多少企業是真的單純靠HDI的高密度印刷電路板領域有大幅營利的(排除其他非HDI產品),在那麼多PCB企業裡,可以跟各位說,手指頭加上腳指頭可能都數不滿的以下就和各位分享一些HDI PCB門檻難度的經驗,有許多甚至是現今許多大企業仍然沉浸於其中的錯誤而不自覺的


1.設計的真正能力
        每當客戶問到你們公司的最小孔到銅的製程能力是多少啊?我想做HDI工程師或設計都會馬上回答6mil(甚至有所控制可以做到5mil)....好啦,客戶收到了回覆的Road Map或是PCB提供的Design Rule,他就用這樣的規格設計他鑽孔到銅面的最小設計,這過程一切聽了都合情合理
         這在過去做1+N+1的 HDI PCB ,也沒有出過大問題,但是當量產到2+N+2平均良率掉了5-6%,直覺性的以為這是因為多增加了一次壓合增層難度提升造成的,最近,客戶的智慧手機為了電池空間等主板愈設計愈小到了3+N+3層構,天啊不得了啦,良率直接下滑了20-25%,還是有許多人把原因歸咎於,又增加一層它更高階更難做的。這樣的想法一萌生,基本上就無法介入HDI PCB的後進者領域了,因為,後面的HDI產品結構只會越來越複雜,這樣良率手指算算都賠錢了。
        沒有多少人,甚至沒有多少HDI專業產品工程師,能夠同時存在HDI立體層構構思能力以及量產尺寸變化趨勢理解力以及所有和尺寸影響相關設備的運作學理深入了解的能力,也就造就了HDI層間對位尺寸控制是一個普適性難題的現象。
        加上設計單位強力要求不能任意變更客戶的設計,製程工程又說不出清楚明明最小孔到銅的製程能力就是6mil為什麼就是做不到,生產單位要一味要求此規格放大再放大讓生產最好做,設計單位就又開始反彈,這樣子無所依循沒空間設計,品檢電測單位一堆的層間Open/ Short,更可憐的是CQE客訴單位客戶開始反應消費者端有不正常的短路CAF不良要求,要求賠錢處理,就這樣整個HDI廠各單位間管理上爭爭擾擾人事變異數年過去了,高階HDI還沒過渡過去,老板再也沒信心說要衝高階HDI領域了,企業投資龜龜縮縮狀態,無盡的資金就像快燒燼的蠟燭....以上,說了那麼多,是實際上目前一個HSB台資廠HDI PCB的窘境,當然,它們私底下也努力取得第一名板廠欣興電子的同機種產品,反向工程切片分析,學習模仿,壓迫著設計單位不管如何就是照這樣新規則改,把內層孔到銅就是挖開到8mil以上,能9mil就9mil,能10mil就10mil,同一個量產機種三階HDI良率是有提升20%左右,是,放大允偏設計公差當然有改善,這不用想也知道,但是,部門間的鬥爭與心有不甘,開始醞釀另一篇人禍的肇因,搞鬥爭的人禍,更甚於品質的問題,更是讓PCB企業沉淪的更大風險。


說了那麼多,高階HDI PCB層間對位短路的門檻到底是甚麼


是因為使用光罩底片曝光機的電腦是笨的,它尺寸操作可適空間,就是要±2mil,只要4CCD都進入電腦設定的參數邏輯範圍它就蓋下去曝光了....


是因為生產線有固定的運作習慣,量產使用的底片,不管哪一層總是比板子大那麼一滴滴....


是因為鑽孔總是要有PIN定位,那個PIN的形成是壓合X-Ray透視鑽出來的,重點是它透視了哪幾層


是因為鑽孔PIN有幾個,2個還是3個,針對所有尺寸分批的板子,漲縮批程式零點的旋轉角都轉正了嗎


有設計單位、有影像製程、有壓合製程、有鑽孔製程、有電測製程....有甚麼人能搞定它,這,就是門檻。

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