De ce este atât de dificil să faci plăci PCB cu mai multe straturi

Odată cu dezvoltarea tehnologiei informaționale electronice, din ce în ce mai multe domenii folosesc plăci PCB cu mai multe straturi. În mod tradițional, definim plăcile PCB cu mai mult de 4 straturi drept „plăci PCB cu mai multe straturi” și mai mult de 10 straturi ca „plăci PCB cu mai multe straturi înalte”. Dacă poate produce plăci PCB multistrat de nivel înalt este un indicator important pentru măsurarea rezistenței unui producător de plăci PCB. Poate produce plăci multistrat de nivel înalt cu mai mult de 20 de straturi, care este considerată o companie de PCB cu rezistență tehnică de top.

1. Principalele dificultăți de producție

În comparație cu plăcile de circuite convenționale, plăcile de circuite de nivel înalt au componente mai groase, mai multe straturi, linii și canale mai dense, dimensiune mai mare a unității, straturi dielectrice mai subțiri etc., spațiu intern, aliniere interstrat, control al impedanței și fiabilitate. Cerințele sexuale sunt mai stricte.

(1) Dificultăți în alinierea interstraturilor

Datorită numărului mare de straturi de plăci înalte, partea de proiectare a clientului are cerințe din ce în ce mai stricte privind alinierea fiecărui strat al PCB. De obicei, toleranța de aliniere între straturi este controlată la ±75μm. Factori precum stivuirea prin dislocare și metodele de poziționare a straturilor intermediare cauzate de inconsecvența expansiunii și contracției diferitelor straturi de plăci de bază fac mai dificilă controlul alinierii interstraturilor plăcilor înalte.

(2) Dificultăți în realizarea straturilor interioare

Placa înaltă adoptă materiale speciale, cum ar fi TG mare, viteză mare, frecvență înaltă, cupru gros și strat dielectric subțire, care impune cerințe ridicate pentru producția de circuite a stratului interior și controlul dimensiunii grafice. Lățimea și distanța dintre linii sunt mici, circuitele deschise și scurte cresc, micro-scurt-urile cresc, iar rata de trecere este scăzută; există multe straturi de semnal de linii fine, iar probabilitatea de inspecție ratată a stratului interior AOI crește; grosimea plăcii de miez interior este subțire, ceea ce este ușor de șifonat, rezultând o expunere și gravare slabe. Este ușor să rulați placa când mașina este terminată; costul de casare a produsului finit este relativ mare.

(3) Dificultăți în presare

Mai multe plăci cu miez interior și preimpregnate sunt suprapuse, iar defecte precum plăci de alunecare, delaminare, goluri de rășină și reziduuri de bule sunt predispuse să apară în timpul producției de laminare. La proiectarea structurii laminate, este necesar să se ia în considerare pe deplin rezistența la căldură, tensiunea de rezistență, cantitatea de umplutură de adeziv și grosimea dielectrică a materialului și să se stabilească un program rezonabil de presare a plăcilor de nivel înalt.

(4) Dificultăți în producția de foraj

Folosirea plăcilor speciale de cupru de mare TG, viteză mare, frecvență înaltă și groase crește dificultatea de a forța rugozitatea, forarea bavurilor și decontaminarea. Numărul de straturi este mare, grosimea totală a cuprului și grosimea plăcii cumulate, iar instrumentul de foraj este ușor de spart; există multe BGA-uri dense și problema eșecului CAF cauzată de distanța îngustă a pereților găurilor; problema de foraj inclinat este cauzata usor de grosimea placii.

2. Controlul proceselor cheie de producție

(1) Selectarea materialului

Materialele circuitelor electronice trebuie să aibă constantă dielectrică și pierderi dielectrice relativ scăzute, precum și CTE scăzute, absorbție scăzută de apă și materiale laminate placate cu cupru de înaltă performanță pentru a îndeplini cerințele de procesare și fiabilitate ale plăcilor de nivel înalt.

(2) Proiectarea structurii laminate

Principalii factori luați în considerare în proiectarea structurii laminate sunt rezistența la căldură a materialului, tensiunea de rezistență, cantitatea de umplutură de adeziv și grosimea stratului dielectric etc. Trebuie urmate următoarele principii principale:

A. Producătorii de plăci preimpregnate și de bază trebuie să fie consecvenți. Pentru a asigura fiabilitatea PCB-ului, toate straturile de preimpregnat ar trebui să evite utilizarea unui singur preimpregnat 1080 sau 106 (cu excepția cazului în care clientul are cerințe speciale).

b. Atunci când clientul necesită o foaie de TG înaltă, placa de bază și preimpregnatul trebuie să utilizeze materialul de TG înalt corespunzător.

c. Pentru substraturi interioare de 3OZ sau mai mult, utilizați preimpregnate cu conținut ridicat de rășină, dar încercați să evitați designul structural de utilizare a tuturor celor 106 preimpregnați cu conținut ridicat de rășină.

d. Dacă clientul nu are cerințe speciale, toleranța de grosime a stratului dielectric interstrat este, în general, controlată cu plus /{0}} procente. Pentru placa de impedanță, toleranța de grosime dielectrică este controlată de toleranța clasei IPC-4101 C/M, dacă factorul de influență a impedanței este legat de grosimea substratului, toleranțele plăcii trebuie să fie, de asemenea, în conformitate cu IPC{ {2}} Toleranțe de clasă C/M.

(3) Controlul alinierii interstraturilor

Precizia compensării dimensiunii plăcii de bază a stratului interior și controlul dimensiunii producției trebuie compensate cu precizie pentru dimensiunea grafică a fiecărui strat al plăcii înalte prin datele colectate în producție și experiența datelor istorice pentru o anumită perioadă de timp, astfel încât să se asigure expansiunea și contracția plăcii de bază a fiecărui strat. consistenta.

(4) Procesul de circuit al stratului interior

Deoarece capacitatea de rezoluție a mașinii tradiționale de expunere este de aproximativ 50 μm, pentru producția de plăci de nivel înalt, poate fi introdusă o mașină de imagine directă cu laser (LDI) pentru a îmbunătăți capacitatea de rezoluție a imaginii, iar capacitatea de rezoluție poate ajunge la aproximativ 20 μm. Precizia de aliniere a mașinii tradiționale de expunere este de ± 25 μm, iar precizia de aliniere a stratului intercalat este mai mare de 50 μm; folosind o mașină de expunere de aliniere de înaltă precizie, precizia de aliniere a modelului poate fi mărită la aproximativ 15 μm, iar precizia de aliniere a stratului intercalat este controlată în 30 μm.

(5) Procesul de presare

În prezent, metodele de poziționare interstrat înainte de laminare includ în principal: poziționare cu patru fante (Pin LAM), topire la cald, nit, topire la cald și combinație de nit. Structurile de produs diferite adoptă metode de poziționare diferite. Pentru plăcile înalte, se folosește metoda de poziționare cu patru fante sau se folosește metoda fuziune plus nituire. Mașina de perforat OPE perforează găurile de poziționare, iar precizia de perforare este controlată la ±25μm.

În funcție de structura laminată a plăcii înalte și de materialele utilizate, studiați procedura de laminare adecvată, setați cea mai bună viteză de încălzire și curba, reduceți în mod corespunzător rata de încălzire a foii de laminare, prelungiți timpul de întărire la temperatură ridicată, faceți rășina curge și se întărește complet și evită apăsarea Probleme precum placa de alunecare și dislocarea stratului intermediar în timpul procesului de combinare.

(6) Proces de forare

Datorită suprapunerii fiecărui strat, placa și stratul de cupru sunt super groase, ceea ce va uza serios burghia și va sparge cu ușurință lama de foraj. Numărul de găuri, viteza de cădere și viteza de rotație trebuie ajustate corespunzător. Măsurați cu precizie expansiunea și contracția plăcii și furnizați coeficienți precisi; numărul de straturi este mai mare sau egal cu 14 straturi, diametrul găurii este mai mic sau egal cu 0,2 mm sau distanța dintre gaură și linie este mai mică sau egală cu 0. 175 mm. Găurirea pas cu pas, cu un raport grosime-diametru de 12:1, se realizează prin găurire pas cu pas, metode de găurire pozitivă și negativă; controlați vârful de foraj și grosimea găurii și utilizați cât mai mult posibil un burghiu nou sau un burghiu de șlefuit pentru plăci înalte, iar grosimea găurii este controlată în 25um.

3. Test de fiabilitate

Plăcile înalte sunt mai groase, mai grele și au dimensiuni mai mari ale unităților decât plăcile convenționale cu mai multe straturi, iar capacitatea de căldură corespunzătoare este, de asemenea, mai mare. În timpul sudării, este necesară mai multă căldură, iar timpul de sudare la temperaturi ridicate este mai lung. Este nevoie de 50 de secunde până la 90 de secunde la 217 de grade (punctul de topire al lipirii staniu-argint-cupru), iar viteza de răcire a plăcii de nivel înalt este relativ lentă, astfel încât timpul pentru testul de reflow este prelungit.