Miks on mitmekihiliste PCB-plaatide valmistamine nii keeruline?

Elektroonilise infotehnoloogia arenedes kasutatakse üha enam valdkondi mitmekihilisi PCB-plaate. Traditsiooniliselt määratleme rohkem kui 4 kihiga PCB-plaate kui "mitmekihilisi PCB-plaate" ja rohkem kui 10 kihti kui "kõrge mitmekihilisi PCB-plaate". See, kas see suudab toota kõrgetasemelisi mitmekihilisi PCB-plaate, on oluline näitaja PCB-plaatide tootja tugevuse mõõtmiseks. See suudab toota kõrgetasemelisi mitmekihilisi plaate rohkem kui 20 kihiga, mida peetakse tipptasemel tehnilise tugevusega PCB-ettevõtteks.

1. Peamised tootmisraskused

Võrreldes tavaliste trükkplaatidega on kõrgetasemelistel trükkplaatidel paksemad komponendid, rohkem kihte, tihedamad jooned ja läbiviigud, suurem ühiku suurus, õhemad dielektrilised kihid jne, siseruum, kihtidevaheline joondus, impedantsi juhtimine ja töökindlus. Seksuaalsed nõuded on karmimad.

(1) Raskused kihtidevahelisel joondamisel

Kõrgkorruseliste plaadikihtide suure arvu tõttu on kliendi disaini poolel järjest rangemad nõuded PCB iga kihi joondamisele. Tavaliselt reguleeritakse kihtide vahelise joondustolerantsiga ±75 μm. Sellised tegurid nagu dislokatsiooni virnastamine ja kihtidevahelise positsioneerimise meetodid, mis on põhjustatud erinevate südamikuplaatide kihtide laienemise ja kokkutõmbumise ebaühtlusest, muudavad kõrghoonete plaatide kihtidevahelise joonduse kontrollimise keerulisemaks.

(2) Sisekihtide valmistamise raskused

Kõrghoone plaat kasutab spetsiaalseid materjale, nagu kõrge TG, kiire kiirus, kõrge sagedus, paks vask ja õhuke dielektriline kiht, mis seab kõrged nõuded sisemise kihi vooluringide tootmisele ja graafilise suuruse juhtimisele. Rea laius ja reavahe on väike, avatud ja lühised suurenevad, mikrolühised suurenevad ja läbimise määr on madal; on palju peente joonte signaalikihte ja sisemise kihi AOI kontrollimata jätmise tõenäosus suureneb; sisemise südamikuplaadi paksus on õhuke, mida on kerge kortsuda, mille tulemuseks on halb säritus ja söövitus. Kui masin on läbi, on plaati lihtne rullida; valmistoote lammutamise maksumus on suhteliselt kõrge.

(3) Raskused pressimisel

Mitu sisemist südamikuplaati ja eelpregplaate asetatakse üksteise peale ning lamineerimisel võivad tekkida sellised defektid nagu libisevad plaadid, delaminatsioon, vaigutühjad ja mullide jäägid. Lamineeritud konstruktsiooni projekteerimisel tuleb täielikult arvestada kuumakindluse, pingetaluvuse, liimitäidise koguse ja materjali dielektrilise paksusega ning paika panna mõistlik kõrgetasemeline plaadipressimise programm.

(4) Puurimistootmise raskused

Suure TG-ga, kiirete, kõrgsageduslike ja paksude vasest spetsiaalsete plaatide kasutamine raskendab puurimise karedust, puurimisjälgi ja saastest puhastamist. Kihtide arv on suur, vase kumulatiivne kogupaksus ja plaadi paksus ning puurimistööriista on lihtne murda; seal on palju tihedaid BGA-sid ja CAF-i rikete probleem, mis on põhjustatud aukude kitsast vahekaugusest; kaldus puurimise probleem on kergesti põhjustatud plaadi paksusest.

2. Peamiste tootmisprotsesside juhtimine

(1) Materjali valik

Elektroonikaahela materjalidel peavad olema suhteliselt madal dielektriline konstant ja dielektriline kadu, samuti madal CTE, madal veeimavus ja paremad suure jõudlusega vasega plakeeritud laminaatmaterjalid, et need vastaksid kõrgetasemeliste plaatide töötlemis- ja töökindlusnõuetele.

(2) Lamineeritud konstruktsiooni projekteerimine

Peamisteks teguriteks, mida lamineeritud konstruktsiooni projekteerimisel arvesse võetakse, on materjali kuumakindlus, vastupidavuspinge, liimitäidise kogus ja dielektrilise kihi paksus jne. Järgida tuleks järgmisi põhiprintsiipe:

a. Prepreg- ja südamikplaatide tootjad peavad olema järjepidevad. PCB töökindluse tagamiseks peaksid kõik prepregikihid vältima ühe 1080 või 106 prepregi kasutamist (välja arvatud juhul, kui kliendil on erinõuded).

b. Kui klient vajab kõrge TG-ga lehte, peavad südamikuplaadid ja eeltöödeldud materjalid kasutama vastavat kõrge TG-ga materjali.

c. Sisemiste substraatide puhul, mille paksus on 3 OZ või rohkem, kasutage suure vaigusisaldusega preprege, kuid püüdke vältida kõigi 106 kõrge vaigusisaldusega eelprepregmaterjalide konstruktsiooni.

d. Kui kliendil pole erinõudeid, juhitakse kihtidevahelise dielektrilise kihi paksuse tolerantsi üldiselt pluss /-10 protsenti. Impedantsi plaadi puhul juhitakse dielektrilise paksuse tolerantsi IPC-4101 C/M klassi tolerantsiga, kui impedantsi mõjutegur on seotud aluspinna paksusega, peavad plaadi tolerantsid olema samuti kooskõlas IPC{ {2}} C/M klassi tolerantsid.

(3) Kihtidevahelise joonduse juhtimine

Sisemise kihi südamikuplaadi suuruse kompenseerimise täpsus ja toodangu suuruse kontrollimine peavad olema täpselt kompenseeritud kõrghoone iga kihi graafilise suuruse jaoks tootmise käigus kogutud andmete ja ajalooliste andmete kogemuse kaudu. teatud aja jooksul, et tagada iga kihi südamikuplaadi laienemine ja kokkutõmbumine. järjepidevus.

(4) Sisekihi vooluringi protsess

Kuna traditsioonilise säritusmasina eraldusvõime on umbes 50 μm, saab kõrgetasemeliste tahvlite tootmiseks pildi eraldusvõime parandamiseks kasutusele võtta laser-otsekujutusmasina (LDI) ja eraldusvõime võib ulatuda umbes 20 μm-ni. Traditsioonilise säritusmasina joondamise täpsus on ±25 μm ja kihtidevahelise joondamise täpsus on suurem kui 50 μm; kasutades ülitäpset joondussäritusmasinat, saab mustri joondamise täpsust suurendada umbes 15 μm-ni ja kihtidevahelise joonduse täpsust kontrollitakse 30 μm piires.

(5) Pressimisprotsess

Praegu hõlmavad kihtidevahelised positsioneerimismeetodid enne lamineerimist peamiselt järgmist: nelja piluga positsioneerimine (Pin LAM), kuumsulam, neet, kuumsulam ja needi kombinatsioon. Erinevad tootestruktuurid kasutavad erinevaid positsioneerimismeetodeid. Kõrglaudade puhul kasutatakse nelja piluga positsioneerimismeetodit või fusion pluss neetimismeetodit. OPE stantsimismasin augustab positsioneerimisaugud ja stantsimise täpsust kontrollitakse ±25 μm juures.

Vastavalt kõrghoone plaadi lamineeritud struktuurile ja kasutatud materjalidele uurige sobivat lamineerimisprotseduuri, määrake parim kuumutuskiirus ja kõver, vähendage sobivalt lamineerimislehe kuumutuskiirust, pikendage kõrgel temperatuuril kõvenemisaega, valmistage vaik voolab ja kõveneb täielikult ning vältige pressimist Probleemid, nagu libisemine ja kihtidevaheline nihe kombineerimisprotsessi ajal.

(6) Puurimisprotsess

Iga kihi superpositsiooni tõttu on plaat ja vasekiht ülipaksud, mis kulutab tõsiselt puuri ja lõhub puuritera kergesti. Aukude arvu, kukkumiskiirust ja pöörlemiskiirust tuleks asjakohaselt reguleerida. Mõõtke täpselt plaadi paisumist ja kokkutõmbumist ning esitage täpsed koefitsiendid; kihtide arv on suurem või võrdne 14 kihist, augu läbimõõt on väiksem või võrdne kui 0,2 mm või augu ja joone vaheline kaugus on väiksem või võrdne kui 0. 175 mm. Samm-sammuline puurimine, mille paksuse ja läbimõõdu suhe on 12:1, valmistatakse järkjärgulise puurimise, positiivse ja negatiivse puurimismeetodiga; kontrollige puurimisotsa ja augu paksust ning kasutage kõrgete laudade jaoks nii palju kui võimalik uut puuri või lihvimistrelli ning augu paksust kontrollitakse 25 um piires.

3. Usaldusväärsuse test

Kõrgkorruselised lauad on paksemad, raskemad ja suuremate ühikumõõtudega kui tavalised mitmekihilised lauad ning ka vastav soojusmahtuvus on suurem. Keevitamise ajal on vaja rohkem soojust ja keevitamise kõrgtemperatuuri aeg on pikem. 217 kraadi juures (tina-hõbe-vaskjoodise sulamistemperatuur) kulub 50 sekundist 90 sekundini ja kõrgetasemelise plaadi jahutuskiirus on suhteliselt aeglane, seega pikeneb tagasivoolutesti aeg.