Prečo je také ťažké vyrobiť viacvrstvové dosky PCB

S rozvojom elektronických informačných technológií čoraz viac polí používa viacvrstvové dosky PCB. Tradične definujeme PCB dosky s viac ako 4 vrstvami ako "viacvrstvové dosky PCB" a viac ako 10 vrstiev ako "vysoké viacvrstvové dosky PCB". Či dokáže vyrábať vysokoúrovňové viacvrstvové dosky PCB, je dôležitým ukazovateľom na meranie pevnosti výrobcu dosiek PCB. Môže vyrábať vysokoúrovňové viacvrstvové dosky s viac ako 20 vrstvami, ktorá je považovaná za pcb spoločnosť so špičkovou technickou pevnosťou.

1. Hlavné výrobné ťažkosti

V porovnaní s bežnými doskami s plošnými spojmi majú dosky s plošnými spojmi na vysokej úrovni hrubšie komponenty, viac vrstiev, hustejšie línie a priechody, väčšiu veľkosť jednotky, tenšie dielektrické vrstvy atď., Vnútorný priestor, zarovnanie medzivrstvy, reguláciu impedancie a spoľahlivosť. Sexuálne požiadavky sú prísnejšie.

(1) Ťažkosti pri zosúlaďovaní medzivrstvy

Vzhľadom na veľký počet výškových vrstiev dosiek má strana dizajnu zákazníka čoraz prísnejšie požiadavky na zarovnanie každej vrstvy PCB. Tolerancia zarovnania medzi vrstvami sa zvyčajne kontroluje na ±75μm. Faktory, ako je dislokačné stohovanie a metódy polohovania medzivrstve spôsobené nekonzistentnosťou expanzie a kontrakcie rôznych vrstiev základnej dosky, sťažujú kontrolu medzivrstvového zarovnania výškových dosiek.

(2) Ťažkosti pri vytváraní vnútorných vrstiev

Výšková doska prijíma špeciálne materiály, ako je vysoká TG, vysoká rýchlosť, vysoká frekvencia, hrubá meď a tenká dielektrická vrstva, čo kladie vysoké požiadavky na výrobu obvodov vnútornej vrstvy a kontrolu grafických veľkostí. Šírka čiary a čiarové rozstupy sú malé, otvorené a skraty sa zvyšujú, mikrošortky sa zvyšujú a rýchlosť prechodu je nízka; existuje veľa signálnych vrstiev jemných čiar a zvyšuje sa pravdepodobnosť zmeškanej kontroly vnútornej vrstvy AOI; hrúbka vnútornej základnej dosky je tenká, čo sa ľahko pokrčí, čo vedie k zlej expozícii a leptaniu. Je ľahké zrolovať dosku, keď je stroj nad; náklady na zošrotovanie hotového výrobku sú relatívne vysoké.

(3) Ťažkosti pri lisovaní

Viaceré vnútorné základné dosky a prepregy sú prekryté a chyby, ako sú posuvné dosky, delaminácia, živicové dutiny a zvyšky bublín, sú náchylné na výskyt počas výroby laminácie. Pri navrhovaní laminovanej konštrukcie je potrebné plne zvážiť tepelný odpor, vydržať napätie, množstvo lepiacej výplne a dielektrickú hrúbku materiálu a nastaviť rozumný vysokoúrovňový program lisovania dosiek.

(4) Ťažkosti pri výrobe vŕtania

Použitie vysoko-TG, vysokorýchlostných, vysokofrekvenčných a hrubých medených špeciálnych dosiek zvyšuje obtiažnosť vŕtania drsnosti, vŕtania otrepov a dekontaminácie. Počet vrstiev je veľký, kumulatívna celková hrúbka medi a hrúbka dosky a vŕtací nástroj sa ľahko zlomí; existuje mnoho hustých BGA a problém zlyhania CAF spôsobený úzkym rozstupom stien otvoru; problém šikmého vŕtania je ľahko spôsobený hrúbkou dosky.

2. Kontrola kľúčových výrobných procesov

(1) Výber materiálu

Od materiálov elektronických obvodov sa vyžaduje, aby mali relatívne nízke dielektrické konštantné a dielektrické straty, ako aj nízke CTE, nízku absorpciu vody a lepšie vysoko výkonné medené pláštené laminátové materiály, aby spĺňali požiadavky na spracovanie a spoľahlivosť vysokoúrovňových dosiek.

(2) Konštrukcia laminovanej konštrukcie

Hlavnými faktormi, ktoré sa berú do úvahy pri návrhu laminovanej konštrukcie, sú tepelná odolnosť materiálu, odolné napätie, množstvo lepiacej výplne a hrúbka dielektrickej vrstvy atď. Mali by sa dodržiavať tieto hlavné zásady:

a. Výrobcovia prepregov a základných dosiek musia byť konzistentní. Aby sa zabezpečila spoľahlivosť DPS, všetky vrstvy prepregu by sa mali vyhnúť používaniu jediného prepregu 1080 alebo 106 (okrem prípadov, keď má zákazník špeciálne požiadavky).

b. Ak zákazník vyžaduje vysoký TG hárok, základná doska a prepreg musia použiť príslušný vysoký materiál TG.

c. Pre vnútorné substráty 3OZ alebo vyššie používajte prepregy s vysokým obsahom živice, ale snažte sa vyhnúť konštrukčnému dizajnu použitia všetkých 106 prepregov s vysokou živicou.

d. Ak zákazník nemá žiadne špeciálne požiadavky, tolerancia hrúbky medzivrstvovej dielektrickej vrstvy je vo všeobecnosti riadená +/-10%. V prípade impedančnej dosky je tolerancia dielektrickej hrúbky riadená toleranciou triedy IPC-4101 C/M, ak impedančný faktor súvisí s hrúbkou substrátu , tolerancie dosiek musia byť tiež v súlade s toleranciami triedy IPC-4101 C/M.

(3) Kontrola zarovnania medzivrstvy

Presnosť veľkostnej kompenzácie základnej dosky vnútornej vrstvy a kontrola veľkosti výroby je potrebné presne kompenzovať grafickú veľkosť každej vrstvy výškovej dosky prostredníctvom údajov zhromaždených pri výrobe a skúseností s historickými údajmi po určitú dobu, aby sa zabezpečilo rozšírenie a kontrakcia základnej dosky každej vrstvy. konzistencia.

(4) Proces obvodu vnútornej vrstvy

Keďže schopnosť rozlíšenia tradičného expozičného stroja je približne 50 μm, na výrobu vysokoúrovňových dosiek je možné zaviesť laserový priamo zobrazovací stroj (LDI), ktorý zlepší schopnosť rozlíšenia obrazu a schopnosť rozlíšenia môže dosiahnuť približne 20 μm. Presnosť zarovnania tradičného expozičného stroja je ±25μm a presnosť zarovnania medzivrstvy je väčšia ako 50 μm; pomocou vysoko presného expozičného stroja na vyrovnanie je možné presnosť zarovnania vzoru zvýšiť na približne 15 μm a presnosť zarovnania medzivrstvy je riadená do 30 μm.

(5) Proces lisovania

V súčasnosti medzivrstvové metódy určovania polohy pred lamináciou zahŕňajú hlavne: polohovanie so štyrmi štrbinami (Pin LAM), horúcu taveninu, nit, horúcu taveninu a kombináciu nitu. Rôzne štruktúry výrobkov prijímajú rôzne metódy určovania polohy. Pre výškové dosky sa používa metóda polohovania so štyrmi štrbinami alebo sa používa metóda fúzie + nitovania. Dierovací stroj OPE vyrazí polohovacie otvory a presnosť dierovania je riadená pri ±25μm.

Podľa laminovanej konštrukcie výškovej dosky a použitých materiálov si preštudujte vhodný laminačný postup, nastavte najlepšiu rýchlosť ohrevu a krivku, vhodne znížte rýchlosť ohrevu laminačného plechu, predĺžte čas vytvrdzovania pri vysokej teplote, úplne vytvrdzujte tok živice a vytvrdzujte a vyhnite sa lisovaniu Problémov, ako je posuvná doska a vykĺbenie medzivrstvy počas kombinovaného procesu.

(6) Proces vŕtania

Vďaka superpozícii každej vrstvy sú dosky a medená vrstva super hrubé, čo vážne opotrebuje vrták a ľahko zlomí vŕtaciu čepeľ. Počet otvorov, rýchlosť pádu a rýchlosť otáčania by sa mali vhodne upraviť. Presne zmerajte rozšírenie a kontrakciu dosky a poskytnite presné koeficienty; počet vrstiev je väčší alebo rovný 14 vrstvám, priemer otvoru je menší alebo rovný 0,2 mm alebo vzdialenosť otvoru k čiare je menšia alebo rovná 0,175 mm. Postupné vŕtanie s pomerom hrúbky k priemeru 12:1 sa vyrába postupným vŕtaním, pozitívnymi a negatívnymi metódami vŕtania; ovládajte špičku vŕtania a hrúbku otvoru a čo najviac použite novú vŕtačku alebo brúsnu vŕtačku pre výškové dosky a hrúbka otvoru je riadená do 25um.

3. Skúška spoľahlivosti

Výškové dosky sú hrubšie, ťažšie a majú väčšie veľkosti jednotiek ako bežné viacvrstvové dosky a zodpovedajúca tepelná kapacita je tiež väčšia. Počas zvárania je potrebné viac tepla a čas zvárania pri vysokej teplote je dlhší. Trvá 50 sekúnd až 90 sekúnd pri teplote 217 °C (teplota topenia cínovo-strieborno-medenej spájky) a rýchlosť chladenia vysokoúrovňovej dosky je relatívne pomalá, takže čas na test opätovného toku sa predlžuje.