Çok katmanlı PCB kartları yapmak neden bu kadar zor?

Elektronik bilgi teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, giderek daha fazla alan çok katmanlı PCB kartlarını kullanıyor. Geleneksel olarak, 4'ten fazla katmanı olan PCB kartlarını "çok katmanlı PCB kartları" ve 10'dan fazla katmanı "yüksek çok katmanlı PCB kartları" olarak tanımlarız. Üst düzey çok katmanlı PCB kartları üretip üretemeyeceği, bir PCB kartı üreticisinin gücünü ölçmek için önemli bir göstergedir. Üst düzey teknik güce sahip bir PCB şirketi olarak kabul edilen 20'den fazla katmana sahip üst düzey çok katmanlı panolar üretebilir.

1. Ana üretim zorlukları

Geleneksel devre kartlarıyla karşılaştırıldığında, üst düzey devre kartları daha kalın bileşenlere, daha fazla katmana, daha yoğun hatlara ve yollara, daha büyük birim boyutuna, daha ince dielektrik katmanlara, vb., iç alana, katmanlar arası hizalamaya, empedans kontrolüne ve güvenilirliğe sahiptir. Cinsel gereksinimler daha katıdır.

(1) Katmanlar arası hizalamadaki zorluklar

Çok sayıda yüksek katlı levha katmanı nedeniyle, müşteri tasarım tarafı, PCB'nin her katmanının hizalanması konusunda giderek daha katı gereksinimlere sahiptir. Genellikle, katmanlar arasındaki hizalama toleransı ±75μm olarak kontrol edilir. Farklı çekirdek levha katmanlarının genişleme ve büzülme tutarsızlığından kaynaklanan dislokasyon istifleme ve katmanlar arası konumlandırma yöntemleri gibi faktörler, yüksek katlı levhaların katmanlar arası hizalamasını kontrol etmeyi zorlaştırır.

(2) İç katmanların yapımındaki zorluklar

Yüksek katlı kart, yüksek TG, yüksek hız, yüksek frekans, kalın bakır ve ince dielektrik katman gibi özel malzemeleri benimser, bu da iç katman devre üretimi ve grafik boyutu kontrolü için yüksek gereksinimleri ortaya koyar. Hat genişliği ve hat aralığı küçüktür, açık ve kısa devreler artar, mikro kısa devreler artar ve geçiş oranı düşüktür; ince çizgilerden oluşan birçok sinyal katmanı vardır ve iç katman AOI'nin gözden kaçırılma olasılığı artar; iç çekirdek levhanın kalınlığı incedir, bu da kırışması kolaydır, bu da zayıf maruz kalma ve aşındırma ile sonuçlanır. Makine bittiğinde tahtayı yuvarlamak kolaydır; bitmiş ürünü hurdaya çıkarmanın maliyeti nispeten yüksektir.

(3) Preslemedeki zorluklar

Çoklu iç çekirdek levhaları ve prepregler üst üste bindirilir ve kayan plakalar, delaminasyon, reçine boşlukları ve kabarcık kalıntıları gibi kusurlar laminasyon üretimi sırasında ortaya çıkmaya meyillidir. Lamine yapıyı tasarlarken, ısı direncini, dayanma gerilimi, tutkal doldurma miktarını ve malzemenin dielektrik kalınlığını tam olarak dikkate almak ve makul bir üst düzey levha presleme programı belirlemek gerekir.

(4) Sondaj üretimindeki zorluklar

Yüksek TG, yüksek hızlı, yüksek frekanslı ve kalın bakır özel plakaların kullanımı, delme pürüzlülüğü, delme çapakları ve dekontaminasyon zorluğunu artırır. Katman sayısı büyüktür, kümülatif toplam bakır kalınlığı ve levha kalınlığı ve delme aletinin kırılması kolaydır; çok sayıda yoğun BGA ve dar delikli duvar aralığının neden olduğu CAF arızası sorunu vardır; eğimli delme problemi kolaylıkla plaka kalınlığından kaynaklanır.

2. Temel üretim süreçlerinin kontrolü

(1) Malzeme seçimi

Elektronik devre malzemelerinin, yüksek seviyeli kartların işleme ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılamak için nispeten düşük dielektrik sabiti ve dielektrik kaybının yanı sıra düşük CTE, düşük su emme ve daha iyi yüksek performanslı bakır kaplı laminat malzemelere sahip olması gerekir.

(2) Lamine yapı tasarımı

Lamine yapının tasarımında dikkate alınan ana faktörler, malzemenin ısı direnci, dayanma gerilimi, yapıştırıcı dolgu miktarı ve dielektrik tabakanın kalınlığı vb.'dir. Aşağıdaki ana prensipler izlenmelidir:

a. Prepreg ve çekirdek levha üreticileri tutarlı olmalıdır. PCB'nin güvenilirliğini sağlamak için, tüm prepreg katmanları tek 1080 veya 106 prepreg kullanmaktan kaçınmalıdır (müşterinin özel gereksinimleri olmadığı sürece).

b. Müşteri yüksek TG levhaya ihtiyaç duyduğunda, çekirdek levha ve prepreg, karşılık gelen yüksek TG malzemesini kullanmalıdır.

c. 3 OZ veya üzeri iç yüzeyler için, yüksek reçine içeriğine sahip prepregler kullanın, ancak 106 yüksek reçine prepreg'in tümünü kullanan yapısal tasarımdan kaçınmaya çalışın.

d. Müşterinin özel gereksinimleri yoksa, ara katman dielektrik katmanının kalınlık toleransı genellikle artı yüzde /-10 ile kontrol edilir. Empedans plakası için, dielektrik kalınlık toleransı IPC-4101 C/M sınıf toleransı tarafından kontrol edilir, eğer empedans etkileyen faktör alt tabakanın kalınlığı ile ilgiliyse, plaka toleransları da IPC{'ye uygun olmalıdır. {2}} C/M sınıfı toleransları.

(3) Ara katman hizalama kontrolü

İç katman çekirdek levhasının boyut telafisinin doğruluğu ve üretim boyutunun kontrolü, üretimde toplanan veriler ve tarihsel verilerin deneyimi aracılığıyla yüksek katlı levhanın her katmanının grafik boyutu için doğru bir şekilde telafi edilmelidir. Her katmanın çekirdek levhasının genişlemesini ve büzülmesini sağlamak için belirli bir süre. tutarlılık.

(4) İç katman devre işlemi

Geleneksel pozlama makinesinin çözünürlük kapasitesi yaklaşık 50μm olduğundan, yüksek seviyeli kartların üretimi için, görüntü çözünürlüğü kapasitesini geliştirmek için bir lazer doğrudan görüntüleme makinesi (LDI) tanıtılabilir ve çözünürlük kapasitesi yaklaşık 20μm'ye ulaşabilir. Geleneksel pozlama makinesinin hizalama doğruluğu ±25μm'dir ve katmanlar arası hizalama doğruluğu 50μm'den fazladır; yüksek hassasiyetli bir hizalama pozlama makinesi kullanılarak, desen hizalama doğruluğu yaklaşık 15μm'ye yükseltilebilir ve katmanlar arası hizalama doğruluğu 30μm içinde kontrol edilir.

(5) Presleme işlemi

Şu anda, laminasyon öncesi ara katman konumlandırma yöntemleri esas olarak şunları içerir: dört yuvalı konumlandırma (Pin LAM), sıcakta eriyen, perçin, sıcakta eriyen ve perçin kombinasyonu. Farklı ürün yapıları farklı konumlandırma yöntemlerini benimser. Yüksek katlı levhalar için dört yuvalı konumlandırma yöntemi veya füzyon artı perçinleme yöntemi kullanılır. OPE delme makinesi, konumlandırma deliklerini deler ve delme doğruluğu ±25μm'de kontrol edilir.

Yüksek katlı levhanın lamine yapısına ve kullanılan malzemelere göre, uygun laminasyon prosedürünü inceleyin, en iyi ısıtma hızını ve eğrisini ayarlayın, laminasyon levhasının ısıtma hızını uygun şekilde azaltın, yüksek sıcaklıkta kürleme süresini uzatın, reçineyi yapın Akış ve tam olarak kürleyin ve birleştirme işlemi sırasında kayan plaka ve ara katman çıkığı gibi problemlerden kaçının.

(6) Delme işlemi

Her katmanın üst üste binmesi nedeniyle, plaka ve bakır katman süper kalındır, bu da matkap ucunu ciddi şekilde aşındırır ve matkap bıçağını kolayca kırar. Delik sayısı, düşme hızı ve dönüş hızı uygun şekilde ayarlanmalıdır. Tahtanın genişlemesini ve daralmasını doğru bir şekilde ölçün ve doğru katsayılar sağlayın; katman sayısı 14 katmandan büyük veya ona eşit, delik çapı 0,2 mm'den küçük veya buna eşit veya delik-çizgi mesafesi 0'den küçük veya eşit. 175 mm. 12:1 kalınlık-çap oranına sahip adım adım delme, adım adım delme, pozitif ve negatif delme yöntemleriyle üretilir; delme ucunu ve delik kalınlığını kontrol edin ve mümkün olduğunca yüksek levhalar için yeni bir matkap veya taşlama matkabı kullanın ve delik kalınlığı 25um içinde kontrol edilir.

3. Güvenilirlik testi

Yüksek katlı levhalar, geleneksel çok katmanlı levhalardan daha kalın, daha ağır ve daha büyük birim boyutlarına sahiptir ve buna karşılık gelen ısı kapasitesi de daha büyüktür. Kaynak sırasında daha fazla ısı gerekir ve yaşanan kaynak yüksek sıcaklık süresi daha uzundur. 217 derecede (kalay-gümüş-bakır lehimin erime noktası) 50 saniye ila 90 saniye sürer ve yüksek seviyeli kartın soğutma hızı nispeten yavaştır, bu nedenle yeniden akış testi süresi uzar.