Γιατί είναι τόσο δύσκολο να φτιάξεις πλακέτες PCB πολλαπλών στρώσεων

Με την ανάπτυξη της ηλεκτρονικής τεχνολογίας πληροφοριών, όλο και περισσότερα πεδία χρησιμοποιούν πλακέτες PCB πολλαπλών στρώσεων. Παραδοσιακά, ορίζουμε τις πλακέτες PCB με περισσότερα από 4 στρώματα ως "πίνακες PCB πολλαπλών στρώσεων" και περισσότερες από 10 στρώσεις ως "πλακέτες PCB πολλαπλών στρώσεων υψηλής ποιότητας". Το εάν μπορεί να παράγει πλακέτες PCB πολλαπλών στρώσεων υψηλού επιπέδου είναι ένας σημαντικός δείκτης για τη μέτρηση της αντοχής ενός κατασκευαστή πλακών PCB. Μπορεί να παράγει πλακέτες πολλαπλών στρώσεων υψηλού επιπέδου με περισσότερα από 20 στρώματα, η οποία θεωρείται εταιρεία PCB με κορυφαία τεχνική αντοχή.

1. Κύριες δυσκολίες παραγωγής

Σε σύγκριση με τις συμβατικές πλακέτες κυκλωμάτων, οι πλακέτες κυκλωμάτων υψηλού επιπέδου έχουν παχύτερα εξαρτήματα, περισσότερα στρώματα, πυκνότερες γραμμές και vias, μεγαλύτερο μέγεθος μονάδας, λεπτότερα διηλεκτρικά στρώματα κ.λπ., εσωτερικό χώρο, ευθυγράμμιση ενδιάμεσων στρωμάτων, έλεγχο σύνθετης αντίστασης και αξιοπιστία. Οι σεξουαλικές απαιτήσεις είναι πιο αυστηρές.

(1) Δυσκολίες στην ενδιάμεση ευθυγράμμιση

Λόγω του μεγάλου αριθμού στρωμάτων σανίδων ψηλής ανύψωσης, η σχεδιαστική πλευρά του πελάτη έχει όλο και πιο αυστηρές απαιτήσεις για την ευθυγράμμιση κάθε στρώματος του PCB. Συνήθως, η ανοχή ευθυγράμμισης μεταξύ των στρωμάτων ελέγχεται στα ±75μm. Παράγοντες όπως η στοίβαξη με εξάρθρωση και οι μέθοδοι τοποθέτησης ενδιάμεσων στρωμάτων που προκαλούνται από την ασυνέπεια της διαστολής και της συστολής διαφορετικών στρωμάτων σανίδων πυρήνα καθιστούν πιο δύσκολο τον έλεγχο της ευθυγράμμισης των ενδιάμεσων στρωμάτων των σανίδων ψηλής ανύψωσης.

(2) Δυσκολίες στην κατασκευή εσωτερικών στρωμάτων

Η πλακέτα πολυώροφων υιοθετεί ειδικά υλικά όπως υψηλή TG, υψηλή ταχύτητα, υψηλή συχνότητα, παχύ χαλκό και λεπτό διηλεκτρικό στρώμα, το οποίο προβάλλει υψηλές απαιτήσεις για την παραγωγή κυκλώματος εσωτερικού στρώματος και τον έλεγχο του μεγέθους γραφικών. Το πλάτος της γραμμής και η απόσταση μεταξύ των γραμμών είναι μικρά, τα ανοιχτά και βραχυκυκλώματα αυξάνονται, τα μικρο-βραχυκυκλώματα αυξάνονται και ο ρυθμός διέλευσης είναι χαμηλός. υπάρχουν πολλά στρώματα σήματος λεπτών γραμμών και η πιθανότητα μη επιθεώρησης του εσωτερικού στρώματος AOI αυξάνεται. το πάχος της εσωτερικής σανίδας πυρήνα είναι λεπτό, το οποίο είναι εύκολο να τσαλακωθεί, με αποτέλεσμα κακή έκθεση και χάραξη. Είναι εύκολο να κυλήσετε την σανίδα όταν τελειώσει το μηχάνημα. το κόστος απόσυρσης του τελικού προϊόντος είναι σχετικά υψηλό.

(3) Δυσκολίες στο πρέσινγκ

Πολλαπλές σανίδες εσωτερικού πυρήνα και προεμποτίσματα υπερτίθενται και ελαττώματα όπως ολισθαίνουσες πλάκες, αποκόλληση, κενά ρητίνης και υπολείμματα φυσαλίδων είναι πιθανό να εμφανιστούν κατά την παραγωγή πλαστικοποίησης. Κατά το σχεδιασμό της πολυστρωματικής δομής, είναι απαραίτητο να λάβετε πλήρως υπόψη την αντίσταση στη θερμότητα, την αντοχή στην τάση, την ποσότητα πλήρωσης κόλλας και το διηλεκτρικό πάχος του υλικού και να ορίσετε ένα λογικό πρόγραμμα συμπίεσης σανίδας υψηλού επιπέδου.

(4) Δυσκολίες στην παραγωγή γεωτρήσεων

Η χρήση ειδικών πλακών από χαλκό υψηλής TG, υψηλής ταχύτητας, υψηλής συχνότητας και παχύρρευστου αυξάνει τη δυσκολία της τραχύτητας της γεώτρησης, των φρεζών διάτρησης και της απολύμανσης. Ο αριθμός των στρώσεων είναι μεγάλος, το αθροιστικό συνολικό πάχος χαλκού και πάχος πλάκας και το εργαλείο διάτρησης είναι εύκολο να σπάσει. Υπάρχουν πολλά πυκνά BGA και το πρόβλημα αστοχίας CAF που προκαλείται από τη στενή απόσταση των τοιχωμάτων των οπών. το πρόβλημα της κεκλιμένης διάτρησης προκαλείται εύκολα από το πάχος της πλάκας.

2. Έλεγχος βασικών παραγωγικών διαδικασιών

(1) Επιλογή υλικού

Τα υλικά ηλεκτρονικών κυκλωμάτων απαιτείται να έχουν σχετικά χαμηλή διηλεκτρική σταθερά και διηλεκτρικές απώλειες, καθώς και χαμηλό CTE, χαμηλή απορρόφηση νερού και καλύτερα υλικά πολυστρωματικής επένδυσης χαλκού υψηλής απόδοσης για να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις επεξεργασίας και αξιοπιστίας των πλακών υψηλού επιπέδου.

(2) Σχεδιασμός πολυστρωματικής δομής

Οι κύριοι παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό της πολυστρωματικής δομής είναι η θερμική αντίσταση του υλικού, η τάση αντοχής, η ποσότητα πλήρωσης της κόλλας και το πάχος του διηλεκτρικού στρώματος κ.λπ. Πρέπει να τηρούνται οι ακόλουθες βασικές αρχές:

ένα. Οι κατασκευαστές προεμποτισμού και πλακών πυρήνα πρέπει να είναι συνεπείς. Προκειμένου να διασφαλιστεί η αξιοπιστία του PCB, όλα τα στρώματα προεμποτισμού θα πρέπει να αποφεύγουν τη χρήση μονής προεμποτισμού 1080 ή 106 (εκτός εάν ο πελάτης έχει ειδικές απαιτήσεις).

σι. Όταν ο πελάτης απαιτεί φύλλο υψηλής TG, η πλακέτα πυρήνα και το prepreg πρέπει να χρησιμοποιούν το αντίστοιχο υλικό υψηλής TG.

ντο. Για εσωτερικά υποστρώματα 3OZ και άνω, χρησιμοποιήστε προεμποτίσματα με υψηλή περιεκτικότητα σε ρητίνη, αλλά προσπαθήστε να αποφύγετε τη δομική σχεδίαση της χρήσης και των 106 προεμποτισμάτων υψηλής ρητίνης.

ρε. Εάν ο πελάτης δεν έχει ειδικές απαιτήσεις, η ανοχή πάχους του διηλεκτρικού στρώματος ενδιάμεσης στρώσης ελέγχεται γενικά κατά συν /{0}} τοις εκατό . Για την πλάκα σύνθετης αντίστασης, η ανοχή πάχους διηλεκτρικού ελέγχεται από την ανοχή κλάσης IPC-4101 C/M, εάν ο παράγοντας που επηρεάζει την σύνθετη αντίσταση σχετίζεται με το πάχος του υποστρώματος, οι ανοχές της πλάκας πρέπει επίσης να είναι σύμφωνες με το IPC{1} {2}} Ανοχές κλάσης C/M.

(3) Έλεγχος ευθυγράμμισης ενδιάμεσων επιπέδων

Η ακρίβεια της αντιστάθμισης μεγέθους της πλακέτας πυρήνα του εσωτερικού στρώματος και ο έλεγχος του μεγέθους παραγωγής πρέπει να αντισταθμίζονται με ακρίβεια για το γραφικό μέγεθος κάθε στρώματος της σανίδας πολυώροφων μέσω των δεδομένων που συλλέγονται στην παραγωγή και της εμπειρίας των ιστορικών δεδομένων για ορισμένο χρονικό διάστημα, έτσι ώστε να διασφαλίζεται η διαστολή και η συστολή της σανίδας πυρήνα κάθε στρώσης. συνοχή.

(4) Διαδικασία κυκλώματος εσωτερικού στρώματος

Δεδομένου ότι η ικανότητα ανάλυσης της παραδοσιακής μηχανής έκθεσης είναι περίπου 50μm, για την παραγωγή πλακών υψηλού επιπέδου, μπορεί να εισαχθεί μια μηχανή άμεσης απεικόνισης λέιζερ (LDI) για τη βελτίωση της ικανότητας ανάλυσης εικόνας και η ικανότητα ανάλυσης μπορεί να φτάσει περίπου τα 20μm. Η ακρίβεια ευθυγράμμισης της παραδοσιακής μηχανής έκθεσης είναι ±25μm και η ακρίβεια ευθυγράμμισης των ενδιάμεσων επιπέδων είναι μεγαλύτερη από 50μm. χρησιμοποιώντας μια μηχανή έκθεσης ευθυγράμμισης υψηλής ακρίβειας, η ακρίβεια ευθυγράμμισης του μοτίβου μπορεί να αυξηθεί σε περίπου 15μm και η ακρίβεια ευθυγράμμισης του ενδιάμεσου στρώματος ελέγχεται εντός 30μm.

(5) Διαδικασία πίεσης

Προς το παρόν, οι μέθοδοι τοποθέτησης ενδιάμεσων στρωμάτων πριν από την πλαστικοποίηση περιλαμβάνουν κυρίως: τοποθέτηση τεσσάρων σχισμών (Pin LAM), θερμό τήγμα, πριτσίνια, θερμό τήγμα και συνδυασμό πριτσινιών. Διαφορετικές δομές προϊόντων υιοθετούν διαφορετικές μεθόδους τοποθέτησης. Για τις σανίδες ψηλής κατασκευής, χρησιμοποιείται η μέθοδος τοποθέτησης τεσσάρων θυρίδων ή η μέθοδος fusion plus riveting. Η μηχανή διάτρησης OPE ανοίγει τις οπές τοποθέτησης και η ακρίβεια διάτρησης ελέγχεται στα ±25μm.

Σύμφωνα με την πολυστρωματική δομή του πολυώροφου πίνακα και τα υλικά που χρησιμοποιούνται, μελετήστε την κατάλληλη διαδικασία πλαστικοποίησης, ορίστε τον καλύτερο ρυθμό θέρμανσης και καμπύλη, μειώστε κατάλληλα τον ρυθμό θέρμανσης του φύλλου πλαστικοποίησης, παρατείνετε τον χρόνο σκλήρυνσης σε υψηλή θερμοκρασία, φτιάξτε τη ρητίνη ροή και ωρίμανση πλήρως και αποφύγετε το πάτημα Προβλήματα όπως η ολίσθηση της πλάκας και η εξάρθρωση του ενδιάμεσου στρώματος κατά τη διαδικασία συνδυασμού.

(6) Διαδικασία γεώτρησης

Λόγω της υπέρθεσης κάθε στρώσης, η πλάκα και η στρώση χαλκού είναι εξαιρετικά παχιά, γεγονός που θα φθείρει σοβαρά το τρυπάνι και θα σπάσει εύκολα τη λεπίδα του τρυπανιού. Ο αριθμός των οπών, η ταχύτητα πτώσης και η ταχύτητα περιστροφής πρέπει να ρυθμιστούν κατάλληλα. Μετρήστε με ακρίβεια τη διαστολή και τη συστολή της σανίδας και παρέχετε ακριβείς συντελεστές. ο αριθμός των στρώσεων είναι μεγαλύτερος ή ίσος με 14 στρώσεις, η διάμετρος της οπής είναι μικρότερη ή ίση με 0.2 mm ή η απόσταση από οπή προς γραμμή είναι μικρότερη ή ίση με 0. 175 χλστ. Η διάτρηση βήμα-βήμα, με αναλογία πάχους προς διάμετρο 12:1, παράγεται με βήμα-βήμα γεωτρήσεις, θετικές και αρνητικές μεθόδους διάτρησης. ελέγξτε το άκρο του τρυπήματος και το πάχος της οπής και χρησιμοποιήστε ένα νέο τρυπάνι ή ένα τρυπάνι λείανσης για σανίδες ψηλής ανύψωσης όσο το δυνατόν περισσότερο και το πάχος της οπής ελέγχεται εντός 25 μ.

3. Δοκιμή αξιοπιστίας

Οι ψηλές σανίδες είναι παχύτερες, βαρύτερες και έχουν μεγαλύτερα μεγέθη μονάδων από τις συμβατικές σανίδες πολλαπλών στρώσεων και η αντίστοιχη θερμοχωρητικότητα είναι επίσης μεγαλύτερη. Κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης, απαιτείται περισσότερη θερμότητα και ο χρόνος συγκόλλησης σε υψηλή θερμοκρασία είναι μεγαλύτερος. Χρειάζονται 50 δευτερόλεπτα έως 90 δευτερόλεπτα στους 217 βαθμούς (το σημείο τήξης της κόλλησης κασσίτερου-αργύρου-χαλκού) και ο ρυθμός ψύξης της πλακέτας υψηλού επιπέδου είναι σχετικά αργός, επομένως ο χρόνος για τη δοκιμή επαναροής παρατείνεται.