Защо е толкова трудно да се правят многослойни печатни платки

С развитието на електронните информационни технологии все повече и повече области използват многослойни печатни платки. Традиционно, ние дефинираме печатни платки с повече от 4 слоя като "многослойни печатни платки" и повече от 10 слоя като "високопластови печатни платки". Дали може да произвежда многослойни печатни платки на високо ниво е важен показател за измерване на силата на производителя на печатни платки. Може да произвежда многослойни платки на високо ниво с повече от 20 слоя, което се счита за компания за печатни платки с първокласна техническа здравина.

1. Основни производствени трудности

В сравнение с конвенционалните платки, платките от високо ниво имат по-дебели компоненти, повече слоеве, по-плътни линии и преходни връзки, по-голям размер на единицата, по-тънки диелектрични слоеве и т.н., вътрешно пространство, междуслойно подравняване, контрол на импеданса и надеждност. Сексуалните изисквания са по-строги.

(1) Трудности при междуслойното подравняване

Поради големия брой високи слоеве на платката, дизайнерската страна на клиента има все по-строги изисквания за подравняването на всеки слой от печатната платка. Обикновено толерансът на подравняване между слоевете се контролира до ±75 μm. Фактори като подреждане на дислокация и методи за междинно позициониране, причинени от несъответствието на разширяването и свиването на различни слоеве на основната дъска, затрудняват контрола на междуслойното подравняване на високите плоскости.

(2) Трудности при направата на вътрешни слоеве

Високото платно приема специални материали като високо TG, висока скорост, висока честота, дебела мед и тънък диелектричен слой, което поставя високи изисквания за производство на верига от вътрешния слой и контрол на графичния размер. Ширината на линиите и разстоянието между редовете са малки, отворените и късите съединения се увеличават, микро-късите съединения се увеличават и скоростта на преминаване е ниска; има много сигнални слоеве от фини линии и вероятността от пропусната проверка на AOI на вътрешния слой се увеличава; дебелината на вътрешната сърцевина е тънка, която лесно се набръчква, което води до лошо излагане и ецване. Лесно е да търкаляте дъската, когато машината свърши; цената на бракуването на готовия продукт е сравнително висока.

(3) Трудности при натискане

Множество вътрешни плочи и препреги са насложени и дефекти като плъзгащи се плочи, разслояване, кухини от смола и остатъци от мехурчета са склонни да се появят по време на производството на ламиниране. При проектирането на ламинираната конструкция е необходимо да се вземе предвид топлоустойчивостта, издръжливото напрежение, количеството на лепилото и дебелината на диелектрика на материала и да се зададе разумна програма за пресоване на плочи на високо ниво.

(4) Трудности при сондажното производство

Използването на високо-TG, високоскоростни, високочестотни и дебели медни специални плочи увеличава трудността на пробиване на грапавостта, пробиване на ръбове и обеззаразяване. Броят на слоевете е голям, кумулативната обща дебелина на медта и дебелината на плочата, а инструментът за пробиване е лесен за счупване; има много плътни BGA и проблемът с повредата на CAF, причинен от тясното разстояние между дупките; проблемът с наклоненото пробиване е лесно причинен от дебелината на плочата.

2. Контрол на ключови производствени процеси

(1) Избор на материал

Изисква се материалите за електронни вериги да имат относително ниска диелектрична константа и диелектрични загуби, както и нисък CTE, ниска абсорбция на вода и по-добри високопроизводителни ламинирани материали с медно покритие, за да отговарят на изискванията за обработка и надеждност на платките от високо ниво.

(2) Дизайн на ламинирана структура

Основните фактори, които се вземат предвид при проектирането на ламинираната конструкция, са топлоустойчивостта на материала, издръжливото напрежение, количеството на запълване на лепилото и дебелината на диелектричния слой и др. Трябва да се спазват следните основни принципи:

а. Производителите на препрег и основни плочи трябва да бъдат последователни. За да се гарантира надеждността на печатната платка, всички слоеве на препрег трябва да избягват използването на единичен препрег 1080 или 106 (освен ако клиентът има специални изисквания).

б. Когато клиентът изисква лист с висок TG, основната плоча и препрегата трябва да използват съответния материал с високо TG.

° С. За вътрешни субстрати от 3OZ или повече, използвайте препреги с високо съдържание на смола, но се опитайте да избегнете структурния дизайн на използването на всички 106 препрега с високо съдържание на смола.

д. Ако клиентът няма специални изисквания, толерансът на дебелината на междинния диелектричен слой обикновено се контролира с плюс /-10 процента. За импедансната плоча, толерансът на дебелината на диелектрика се контролира от толеранса на класа IPC-4101 C/M, ако влиятелният фактор на импеданса е свързан с дебелината на субстрата, толерансите на плочата също трябва да бъдат в съответствие с IPC{ {2}} Допуски на клас C/M.

(3) Контрол на междуслойното подравняване

Точността на компенсацията на размера на основната плоча на вътрешния слой и контрола на производствения размер трябва да бъдат точно компенсирани за графичния размер на всеки слой от високото платно чрез данните, събрани в производството и опита от исторически данни за определен период от време, така че да се осигури разширяването и свиването на сърцевината на всеки слой. последователност.

(4) Процес на веригата на вътрешния слой

Тъй като способността за разделителна способност на традиционната машина за експониране е около 50 μm, за производството на платки от високо ниво може да се въведе лазерна машина за директни изображения (LDI), за да се подобри възможността за разделителна способност на изображението, а възможността за разделителна способност може да достигне около 20 μm. Точността на подравняване на традиционната машина за експониране е ±25 μm, а точността на подравняване между слоевете е по-голяма от 50 μm; с помощта на високопрецизна машина за излагане на подравняване, точността на подравняване на шаблона може да бъде увеличена до около 15 μm, а точността на подравняване между слоевете се контролира в рамките на 30 μm.

(5) Процес на пресоване

Понастоящем методите за междинно позициониране преди ламиниране включват главно: позициониране с четири слота (Pin LAM), горещо стопяване, нитове, горещо стопяване и комбинация с нитове. Различните продуктови структури приемат различни методи за позициониране. За високоетажни дъски се използва методът за позициониране с четири слота или се използва методът на сливане плюс занитване. Пробиващата машина OPE пробива позициониращите отвори, а точността на пробиване се контролира на ±25 μm.

В зависимост от ламинираната структура на високата плоча и използваните материали, проучете подходящата процедура за ламиниране, задайте най-добрата скорост на нагряване и крива, намалете подходящо скоростта на нагряване на ламинирания лист, удължете времето за втвърдяване при висока температура, направете смолата тече и втвърдява напълно и избягвайте притискането Проблеми като плъзгаща се плоча и междуслойна дислокация по време на процеса на комбиниране.

(6) Процес на пробиване

Поради наслагването на всеки слой, плочата и медният слой са супер дебели, което сериозно ще износи свредлото и лесно ще счупи острието на свредлото. Броят на отворите, скоростта на падане и скоростта на въртене трябва да се регулират по подходящ начин. Точно измерване на разширяването и свиването на дъската и осигуряване на точни коефициенти; броят на слоевете е по-голям или равен на 14 слоя, диаметърът на отвора е по-малък или равен на 0.2 mm, или разстоянието от дупка до линия е по-малко или равно на 0. 175 мм. Пробиване стъпка по стъпка, със съотношение на дебелината към диаметъра 12:1, се извършва чрез пробиване стъпка по стъпка, положителни и отрицателни методи на пробиване; контролирайте върха на пробиване и дебелината на отвора и използвайте нова бормашина или шлифовъчна бормашина за високи дъски, доколкото е възможно, а дебелината на отвора се контролира в рамките на 25um.

3. Тест за надеждност

Високите плоскости са по-дебели, по-тежки и имат по-големи размери на единици от конвенционалните многослойни плоскости, а съответният топлинен капацитет също е по-голям. По време на заваряване се изисква повече топлина и времето за заваряване при висока температура е по-дълго. Отнема 50 секунди до 90 секунди при 217 градуса (точката на топене на припой калай-сребро-мед), а скоростта на охлаждане на платката с високо ниво е сравнително бавна, така че времето за теста за повторно оплавяване се удължава.