أخبار

صعوبات التصنيع الرئيسية للوحة الدائرة عالية المستوى ، مثل محاذاة الطبقة الداخلية ، وتصنيع الدائرة الداخلية ، وتصنيع التشويق ، وتصنيع الحفر وهلم جرا. بهدف صعوبات التصنيع الرئيسية ، تقدم هذه الورقة نقاط التحكم الرئيسية في الإنتاج للعمليات الرئيسية مثل التحكم في محاذاة الطبقة الداخلية ، وتصميم الهيكل المتصفح ، وعملية الدائرة الداخلية ، وعملية التصفيح وعملية الحفر ، والتي يمكن استخدامها كم

يتم تعريف لوحات الدائرة عالية المستوى بشكل عام على أنها لوحات دائرة متعددة الطبقات عالية المستوى مع 10 ~ 20 طبقة أو أكثر ، والتي أصعب معالجتها من لوحات الدائرة متعددة الطبقات التقليدية ، ولها متطلبات عالية الجودة والموثوقية. وتستخدم أساسا في معدات الاتصالات والخوادم الراقية والإلكترونيات الطبية والطيران والسيطرة الصناعية والعسكرية وغيرها من المجالات. في السنوات الأخيرة ، لا يزال الطلب في السوق على لوحات رفيعة المستوى في مجالات الاتصالات التطبيقية ومحطة القاعدة والطيران والعسكري قويًا. مع التنمية السريعة للصين’ سوق معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية ، وآفاق السوق من لوحات رفيعة المستوى واعدة.

في الوقت الحاضر، مصنعي PCB التي يمكن أن تنتج لوحات الدوائر عالية المستوى في الصين بشكل كبير من الشركات الممولة من الخارج أو عدد قليل من الشركات المحلية. إنتاج لوحات الدوائر عالية المستوى لا يتطلب فقط استثمار أعلى في التكنولوجيا والمعدات ، ولكن أيضا تراكم الخبرة الفنيين وموظفي الإنتاج. في نفس الوقت ، إجراءات شهادة العملاء لاستيراد لوحات الدوائر عالية المستوى صارمة ومرهقة. لذلك ، فإن عتبة لوحات الدوائر عالية المستوى لدخول المؤسسة عالية ودورة إنتاج التصنيع طويلة. أصبح متوسط ​​عدد طبقات PCB مؤشر تقني مهم لقياس المستوى التقني وهيكل المنتج لمؤسسات PCB. تصف هذه الورقة بإيجاز صعوبات المعالجة الرئيسية التي تواجهها في إنتاج لوحات الدوائر عالية المستوى ، وتقدم نقاط التحكم الرئيسية لعمليات الإنتاج الرئيسية لألواح الدوائر عالية المستوى للمراجعة والمراجعة.

1、 صعوبات الإنتاج الرئيسية

مقارنة بخصائص لوحات الدوائر التقليدية ، فإن لوحات الدوائر عالية المستوى لها خصائص لوحات سميكة ، ومزيد من الطبقات ، وخطوط كثيفة وأخطار ، وحجم وحدة أكبر ، وطبقات عازلة أرق ، ومتطلبات أكثر صرامة للمساحة الداخلية ، ومواءمة الطبقات ، والتحكم في المقاومة والموثوقية.

1.1 صعوبة المواءمة بين الطبقات

بسبب العدد الكبير من طبقات لوحة عالية المستوى، العميل’ تصميم نهاية لديها متطلبات صارمة بشكل متزايد على مواءمة طبقات PCB ، وعادة ما يتم التحكم في تسامح المواءمة بين الطبقات إلى ± 75 ميكروم. بالنظر إلى تصميم حجم الوحدة الكبيرة لللوحة عالية المستوى ، ودرجة الحرارة المحيطة والرطوبة في ورشة عمل نقل الرسومات ، ووضع التراكب والتركيب بين الطبقات الناجم عن التوسع غير المتسق وتقلص طبقات اللوحة الأساسية المختلفة ، فمن الصعب التحكم في محاذاة الطبقات بين اللوحة عالية المستوى.

1.2 صعوبات في صنع الدائرة الداخلية

يعتمد المجلس عالي المستوى مواد خاصة مثل Tg العالية والسرعة العالية والتردد العالي والنحاس السميك والطبقة العازلة الرقيقة ، والتي تقدم متطلبات عالية للتصنيع والتحكم في حجم الرسومات للدائرة الداخلية ، مثل سلامة نقل إشارة المقاومة ، مما يزيد من صعوبة تصنيع الدائرة الداخلية. عرض الخط ومسافة الخط صغيرة ، وزيادة الدوائر المفتوحة والقصيرة ، وزيادة الدوائر القصيرة الصغيرة ، ومعدل التأهيل منخفض ؛ هناك العديد من طبقات الإشارة من الخطوط الدقيقة ، وزيادة احتمال الكشف عن AOI المفقود في الطبقة الداخلية ؛ لوحة النواة الداخلية رقيقة وسهلة الطي ، مما يؤدي إلى ضعف التعرض ، ومن السهل تدويرها بعد الحفر ؛ معظم اللوحات عالية المستوى هي لوحات النظام بحجم وحدة كبيرة ، وتكلفة تخريد المنتجات النهائية مرتفعة نسبيا.

1.3 صعوبات تصنيع التصفيح

عندما يتم تداخل لوحات النواة الداخلية المتعددة والأوراق شبه المعالجة ، من السهل حدوث عيوب مثل لوحة الانزلاق ، والتقسيم ، وتجويف الراتنج وبقايا الفقاعات في إنتاج التقطيع. عند تصميم الهيكل المتصفق ، من الضروري النظر بالكامل في مقاومة الحرارة ومقاومة الجهد ومقدار ملء الغراء وسمك المواد المتوسط ، ووضع برنامج معقول لتصفيق لوحات عالية المستوى. هناك العديد من الطبقات ، ولا يمكن أن يكون التحكم في التوسع والتقلص وتعويض معامل الحجم متسقاً ؛ طبقة العزل بين الطبقات رقيقة ، والتي من السهل أن تؤدي إلى فشل اختبار موثوقية الطبقات. الشكل 1 هو مخطط لعيب انفجار لوحة الانفجار بعد اختبار الإجهاد الحراري.

1.4 صعوبات الحفر

استخدام Tg عالية، عالية السرعة، عالية التردد واللوحات الخاصة النحاسية السميكة يزيد من صعوبة الخشنة الحفر، حفر الحفر وإزالة الأوساخ الحفر. هناك العديد من الطبقات ، ويتراكم إجمالي سمك النحاس وسمك اللوحة ، وأداة الحفر سهلة الكسر ؛ فشل كافي الناجم عن BGA كثيفة وفصل جدار ثقب ضيق ؛ بسبب سمك اللوحة ، من السهل تسبب مشكلة الحفر المنحني.

2، التحكم في عملية الإنتاج الرئيسية

2.1 اختيار المواد

مع تطوير المكونات الإلكترونية في اتجاه الأداء العالي والمتعددة الوظائف ، فإنه يجلب أيضًا نقل إشارة عالية التردد وعالية السرعة. لذلك ، من المطلوب أن يكون ثابت العازلة والخسارة العازلة لمواد الدوائر الإلكترونية منخفضة نسبيا ، وكذلك CTE منخفضة ، وانخفاض امتصاص المياه وأفضل مواد ترافيقية مغلفة بالنحاس عالية الأداء ، من أجل تلبية متطلبات المعالجة والموثوقية للألواح عالية المستوى. يشمل موردو لوحات شائعة أساسا سلسلة ، سلسلة B ، سلسلة C وسلسلة D. انظر الجدول 1 لمقارنة الخصائص الرئيسية لهذه الركائز الداخلية الأربع. بالنسبة للوحة الدائرية النحاسية السميكة عالية المستوى ، يتم اختيار ورقة شبه المعالجة ذات محتوى الراتنج العالي. كمية تدفق الغراء للورقة شبه المعالجة بين الطبقات كافية لملء الرسومات الطبقة الداخلية. إذا كانت الطبقة العازلة المتوسطة سميكة للغاية ، فإن اللوحة النهائية من السهل أن تكون سميكة للغاية. على العكس من ذلك ، إذا كانت الطبقة المتوسطة العازلة رقيقة جدا ، فمن السهل تسبب مشاكل الجودة مثل التطبقات المتوسطة وفشل اختبار الجهد العالي. لذلك ، فإن اختيار المواد العازلة المتوسطة مهم جداً.

2.2 تصميم الهيكل المتصفق

العوامل الرئيسية التي يتم النظر فيها في تصميم الهيكل المتصفق هي مقاومة الحرارة ومقاومة الجهد ومقدار ملء الغراء وسمك الطبقة العازلة للمادة ، ويتعين اتباع المبادئ الرئيسية التالية.

(1) يجب أن يكون مصنع ورقة شبه معالجة ولوحة الأساسية متسقة. لضمان موثوقية PCB ، لا يجوز استخدام ورقة نصف معالجة واحدة 1080 أو 106 لجميع طبقات ورقة نصف معالجة (ما لم يكن للعميل متطلبات خاصة). عندما لا يكون لدى العميل متطلبات سمك متوسط ، يجب ضمان أن يكون سمك متوسط بين الطبقات ≥ 0.09 مم وفقًا لـ ipc-a-600g.

(2) عندما يحتاج العملاء إلى لوحة Tg عالية ، يجب أن يستخدم المجلس الأساسي والورقة شبه المعالجة المواد Tg العالية المقابلة.

(3) بالنسبة للركيزة الداخلية 3oz أو أعلى ، يجب اختيار الأوراق شبه المعالجة مع محتوى الراتنج العالي ، مثل 1080r / C65 ٪ ، 1080hr / C68 ٪ ، 106R / c73 ٪ و 106hr / C76 ٪؛ ومع ذلك ، يجب تجنب التصميم الهيكلي لـ 106 ورقة شبه معدة عالية الغراء قدر الإمكان لمنع التراكب بين 106 ورقة شبه معدة متعددة. لأن خيوط الألياف الزجاجية رقيقة للغاية ، تنهار خيوط الألياف الزجاجية في منطقة الركيزة الكبيرة ، مما يؤثر على الاستقرار الأبعاد وتطبقات انفجار اللوحة.

(4) إذا لم يكن لدى العميل متطلبات خاصة ، فإن تسامح سمك الطبقة العازلة بين الطبقات يتم التحكم به بشكل عام بواسطة / &#8211 ؛ 10%. بالنسبة لوحة المقاومة ، يتم التحكم في تسامح سمك العازل بواسطة تسامح IPC-4101 C / M. إذا كان عامل التأثير على المقاومة مرتبط بسمك الركيزة ، يجب التحكم في تسامح اللوحة أيضًا بواسطة تسامح ipc-4101c / m.

2.3 التحكم في المواءمة بين الطبقات

لدقة تعويض حجم اللوحة الأساسية الداخلية والتحكم في حجم الإنتاج ، من الضروري تعويض الحجم الرسومي بدقة لكل طبقة من طبقات اللوحة عالية المستوى من خلال البيانات وتجربة البيانات التاريخية المجمعة في الإنتاج لفترة معينة لضمان اتساق التوتر والتقلص لكل طبقة من طبقات اللوحة الأساسية. حدد وضعية تحديد المواقع بين الطبقات عالية الدقة والموثوقة قبل التصفيح ، على سبيل المثال ، دبوس لام ، مزيج الذوبان الساخن والمبرز. وضع إجراءات عملية التصفيح المناسبة والصيانة اليومية للصحافة هي المفتاح لضمان جودة التصفيح. التحكم في الغراء التصفيح وتأثير التبريد وتقليل مشكلة التشويش بين الطبقات. تحتاج التحكم في المواءمة بين الطبقات إلى النظر بشكل شامل من قيمة التعويض الداخلية ، ووضع وضع التصفيح ، ومعلمات عملية التصفيح ، وخصائص المواد وعوامل أخرى.

2.4 عملية الخط الداخلي

بما أن القدرة التحليلية لآلة التعرض التقليدية هي حوالي 50um ، لإنتاج لوحات عالية المستوى ، يمكن إدخال آلة التصوير المباشر بالليزر (LDI) لتحسين القدرة التحليلية الرسومية ، والتي يمكن أن تصل إلى حوالي 20um. دقة محاذاة آلة التعرض التقليدية هي ± 25 ميكروم ، ودقة محاذاة الطبقة بين أكبر من 50 ميكروم. باستخدام آلة التعرض للمواءمة عالية الدقة ، يمكن تحسين دقة المواءمة الرسومية إلى حوالي 15um ، ويمكن التحكم في دقة المواءمة بين الطبقات في حدود 30um ، مما يقلل من انحراف المواءمة للمعدات التقليدية ويحسن دقة المواءمة بين الطبقات للوحة عالية المستوى.

من أجل تحسين قدرة الحفر على الخط ، يجب تعديل عرض ووسادة الخط في التصميم الهندسي (أو حلقة اللحام) بالإضافة إلى إعطاء التعويض المناسب ، من الضروري أيضًا النظر في تصميم أكثر تفصيلًا لمبلغ التعويض للرسومات الخاصة ، مثل خط العودة والخط المستقل. تأكيد ما إذا كان تعويض التصميم لعرض الخط الداخلي ومسافة الخط وحجم حلقة العزل والخط المستقل ومسافة الثقب إلى الخط معقول ، وإلا تغيير التصميم الهندسي. إذا كانت هناك متطلبات تصميم المقاومة والتفاعل الاستقرائي ، انتبه إلى ما إذا كان تعويض التصميم لخط مستقل وخط المقاومة كافيًا ، ويجب التحكم في المعلمات أثناء الحفر ، ويمكن إنتاج الدفعة فقط بعد تأكيد تأهيل القطعة الأولى. من أجل تقليل التآكل الجانبي للحفر ، من الضروري التحكم في التركيب الكيميائي لكل مجموعة من محلول الحفر ضمن أفضل نطاق. معدات خط الحفر التقليدية لديها قدرة الحفر غير كافية. يمكن تحويل المعدات تقنيا أو استيرادها إلى معدات خط الحفر عالية الدقة لتحسين توحيد الحفر وتقليل المشاكل مثل الحافة الخشنة والحفر غير النقي.

2.5 عملية التصفيح

في الوقت الحاضر ، تشمل طرق تحديد المواقع بين الطبقات قبل التصفيح بشكل رئيسي: دبوس لام ، الذوبان الساخن ، المرمر ، مزيج من الذوبان الساخن والممرمر ، ويتم اعتماد طرق تحديد المواقع المختلفة لهياكل المنتجات المختلفة. بالنسبة لللوحات عالية المستوى ، يتم اعتماد دبوس لام ، أو يتم استخدام التثبيت الاندماجي. آلة ثقب QPE تضرب ثقوب تحديد المواقع ، ويتم التحكم في دقة ثقب ضمن ± 25μm。 خلال الاندماج ، يجب استخدام الأشعة السينية للتحقق من انحراف الطبقة من اللوحة الأولى التي صنعتها آلة ضبط ، ويمكن إجراء الدفعة فقط بعد تأهيل انحراف الطبقة. أثناء إنتاج الدفعات ، من الضروري التحقق مما إذا كانت كل لوحة تذوب في الوحدة لمنع التجزئة اللاحقة. تعتمد معدات التصفيح الصحافة الداعمة عالية الأداء لتلبية دقة المواءمة بين الطبقات وموثوقية الألواح عالية المستوى.

وفقًا لهيكل التصفيح لللوحة عالية المستوى والمواد المستخدمة ، دراسة إجراء التصفيح المناسب ، وتحديد أفضل معدل ارتفاع درجة الحرارة والمنحني ، وتقليل معدل ارتفاع درجة الحرارة بشكل مناسب لللوحة المضغوطة في إجراء التصفيح التقليدي لللوحة الدائرية متعددة الطبقات ، وإطالة وقت التجفيف في درجة الحرارة العالية ، وجعل الراتنج يتدفق بالكامل ويصلب ، وتجنب المشاكل مثل اللوحة المنزلقة والتشويه بين الطبقات في عملية التصفيح لا يمكن أن تكون لوحات ذات قيم TG مختلفة نفس لوحات الشبكة. لا يمكن خلط لوحات ذات معايير عادية مع لوحات ذات معايير خاصة. لضمان عقلانية معامل تقلص التوتر ، تختلف خصائص الألواح المختلفة والأوراق شبه المعالجة ، لذلك يجب استخدام معايير الألواح شبه المعالجة المقابلة للضغط ، ويجب التحقق من معايير العملية للمواد الخاصة التي لم تستخدم أبداً.

2.6 تكنولوجيا الحفر

بسبب التراكب لكل طبقة ، فإن طبقة اللوحة والنحاس سميكة للغاية ، ويتم ارتداء قطعة الحفر بشكل خطير ، ويسهل كسر سكين الحفر ، ويتم تقليل عدد الثقوب الجافة وسرعة السقوط وسرعة الدوران بشكل مناسب. قياس دقيق لتوسع وتقلص اللوحة لتوفير معامل دقيق ؛ إذا كان عدد الطبقات ≥ 14 ، قطر الثقب ≤ 0.2mm أو المسافة من الثقب إلى الخط ≤ 0.175mm ، يجب استخدام منصة الحفر بدقة موقع الثقب ≤ 0.025mm للإنتاج ؛ diameterφقطر الثقب فوق 4.0mm يعتمد الحفر خطوة بخطوة ، ونسبة قطر السمك 12: 1 ، ويتم اعتماد طريقة الإنتاج من الحفر خطوة بخطوة والحفر الإيجابي والسلبي ؛ التحكم في سمك الحفر والثقب. يجب حفر لوحة عالية المستوى بسكين حفر جديد أو سكين حفر طحن قدر الإمكان ، ويجب التحكم في سمك الثقب ضمن 25um. من أجل تحسين مشكلة حفر حفر لوحة نحاسية سميكة عالية المستوى ، من خلال التحقق من الدفعة ، واستخدام لوحة دعم عالية الكثافة ، وعدد لوحات مغلفة هو واحد ، ويتم التحكم في أوقات الطحن لبيت الحفر في غضون 3 مرات ، والتي يمكن أن تحسن بفعالية حفر الحفر ، كما هو مبين في الصورة أدناه:

بالنسبة لللوحة عالية المستوى المستخدمة لنقل البيانات عالية التردد والعالية السرعة والضخمة ، تعد تكنولوجيا الحفر الخلفي طريقة فعالة لتحسين سلامة الإشارة. الحفر الخلفي يسيطر بشكل رئيسي على طول الجذع المتبقي ، واتساق موقع الثقب من الثقبين والسلك النحاسي في الثقب. ليس كل معدات آلة الحفر لها وظيفة الحفر الخلفي ، يجب ترقية معدات آلة الحفر تقنيا (مع وظيفة الحفر الخلفي) ، أو يجب شراء آلة الحفر مع وظيفة الحفر الخلفي. تكنولوجيا الحفر الخلفي المطبقة من أدبيات الصناعة ذات الصلة والإنتاج الضخم الناضج تشمل أساسا: طريقة الحفر الخلفي التقليدية للتحكم في العمق ، والحفر الخلفي مع طبقة ردود الفعل الإشارة في الطبقة الداخلية ، والحفر الخلفي مع العمق المحسوب وفقًا لمثال نسبة سمك اللوحة ، والتي لن تتكرر هنا.

3، اختبار الموثوقية

لوحة عالية المستوى هي عموما لوحة النظام ، والتي هي سميكة وأثقل من لوحة متعددة الطبقات التقليدية ، ولها حجم وحدة أكبر ، والقدرة الحرارية المقابلة أكبر أيضًا. أثناء اللحام ، يتطلب المزيد من الحرارة ووقت درجة الحرارة العالية لللحام طويل. عند 217 ℃ (نقطة ذوبان لحام النحاس القصدير والفضة) ، يستغرق 50 ثانية إلى 90 ثانية.

4- الاستنتاج

الأدبيات البحثية حول تكنولوجيا معالجة لوحات الدوائر عالية المستوى قليلة نسبيا في الصناعة. تقدم هذه الورقة نقاط التحكم في العملية الرئيسية لعمليات الإنتاج الرئيسية مثل اختيار المواد وتصميم الهيكل المتصفح ومواءمة الطبقات بين الطبقات وتصنيع الدوائر الداخلية وعملية التصفيح وعملية الحفر ، من أجل توفير مرجع الأقران وفهم ، ونأمل أن يشارك المزيد من الأقران في البحث التقني والاتصالات لألواح الدوائر عالية المستوى.