Ključna kontrola proizvodnog procesa za visoki nivo PCB odbor

Ploča s visokim zgradama općenito se definira kao višeslojna višeslojna ploča s 10-20 katova ili više, što je teže obraditi od tradicionalnih višeslojna ploča i ima visoke zahtjeve kvalitete i pouzdanosti. Uglavnom se koristi u komunikacijskoj opremi, vrhunskim poslužiteljima, medicinskoj elektronici, zrakoplovstvu, industrijskoj kontroli, vojsci i drugim poljima. Posljednjih godina potražnja na tržištu za visokogradne ploče u područjima komunikacijske primjene, baznih stanica, zrakoplovstva i vojske i dalje je velika. S brzim razvojem kineskog tržišta telekomunikacijske opreme, tržišni izgledi visokih ploča obećavaju.

Trenutno, Proizvođač PCB -aOni koji mogu masovno proizvoditi visoke PCB u Kini uglavnom dolaze od stranih preduzeća ili nekoliko domaćih preduzeća. Proizvodnja visokih PCB-a ne zahtijeva samo veća ulaganja u tehnologiju i opremu, već i akumulaciju iskustva tehničara i proizvodnog osoblja. U isto vrijeme, procedure certifikacije kupaca za uvoz visokih PCB-a stroge su i glomazne. Stoga je prag za ulazak visokih PCB-a u preduzeće visok, a proizvodni ciklus industrijalizacije dug. Prosječan broj slojeva PCB -a postao je važan tehnički indeks za mjerenje tehničkog nivoa i strukture proizvoda preduzeća sa PCB -om. Ovaj rad ukratko opisuje glavne poteškoće pri obradi na koje se nailazi u proizvodnji visokih PCB-a, te za vašu referencu predstavlja ključne kontrolne točke ključnih proizvodnih procesa visokih PCB-a.

1 、 Glavne poteškoće u proizvodnji

U poređenju sa karakteristikama konvencionalnih proizvoda sa pločicama, ploča sa visokim dizajnom ima karakteristike debljih ploča, više slojeva, gušće linije i premosnice, veće veličine jedinice, tanjeg dielektričnog sloja i strožih zahtjeva za unutrašnji prostor, poravnanje međusloja, kontrolu impedanse i pouzdanost.

1.1 poteškoće u poravnanju međusloja

Zbog velikog broja višeslojnih ploča, dizajnerski kraj kupca postavlja sve strože zahtjeve za poravnavanje slojeva PCB-a, a tolerancija poravnanja između slojeva obično se kontrolira na ± 75 μm. S obzirom na veliku veličinu jedinice visokogradnje, temperaturu okoline i vlažnost radionice za prijenos grafike, superpoziciju dislokacije i način pozicioniranja međusloja uzrokovane nedosljednim širenjem i skupljanjem različitih slojeva jezgrene ploče, teže je kontrolirati međusloj poravnanje visokogradnje.

1.2 poteškoće pri stvaranju unutrašnjeg kola

Ploča za visoke zgrade usvaja posebne materijale poput visokog Tg, velike brzine, visoke frekvencije, debelog bakra i tankog dielektričnog sloja, što postavlja visoke zahtjeve za izradu i grafičku kontrolu veličine unutrašnjeg kruga, kao što je integritet signala impedanse prijenos, što povećava poteškoće u izradi unutrašnjeg kola. Širina linije i razmak između redova su mali, otvoreni i kratki spojevi se povećavaju, mikro kratki se povećava, a stopa kvalifikacije je niska; Postoji mnogo slojeva signala sa finim linijama, a povećava se vjerovatnoća da nedostaje detekcija AOI -a u unutrašnjem sloju; Unutrašnja ploča jezgre je tanka, lako se presavija, što rezultira lošom ekspozicijom i lako se valja nakon graviranja; Većina visokih ploča su sistemske ploče velikih jedinica, a troškovi uklanjanja gotovih proizvoda relativno su visoki.

1.3 snažne poteškoće u proizvodnji

Kad se naloži više ploča s unutarnjim jezgrom i polustvrdnutim listovima, lako se pojavljuju nedostaci poput klizne ploče, delaminacije, smolne šupljine i mjehurića u proizvodnji. Prilikom projektiranja laminirane konstrukcije potrebno je u potpunosti uzeti u obzir otpornost na toplinu, naponski otpor, količinu punjenja ljepila i srednju debljinu materijala, te postaviti razuman program prešanja ploča s visokim pločama. Postoji mnogo slojeva, a kontrola širenja i skupljanja i kompenzacija koeficijenta veličine ne mogu biti dosljedni; Međuslojni izolacijski sloj je tanak, što je lako dovesti do neuspjeha testa pouzdanosti međusloja. Slika 1 je dijagram defekta raslojavanja rasprsnute ploče nakon testa toplinskog naprezanja.

Fig.1

1.4 poteškoće pri bušenju

Upotreba posebnih ploča visokog Tg, velike brzine, visoke frekvencije i debelog bakra povećava poteškoće pri bušenju hrapavosti, bušilici i uklanjanju prljavštine. Postoji mnogo slojeva, ukupna debljina bakra i debljina ploče se akumuliraju, a alat za bušenje lako se lomi; Kvar kafića uzrokovan gustim BGA i uskim razmakom zidova rupa; Zbog debljine ploče, lako je izazvati problem kosog bušenja.

2, Ključna kontrola procesa proizvodnje

2.1 odabir materijala

Razvojem elektroničkih komponenti u smjeru visokih performansi i višenamjenskih funkcija, on također donosi prijenos visoke frekvencije i brzine. Stoga je potrebno da su dielektrična konstanta i dielektrični gubici materijala elektroničkih kola relativno niski, kao i niski CTE, niska apsorpcija vode i bolji materijali od laminata presvučeni bakrom, kako bi se ispunili zahtjevi obrade i pouzdanosti visokih -podizne ploče. Uobičajeni dobavljači ploča uglavnom uključuju seriju, B seriju, C seriju i D seriju. Pogledajte Tabelu 1 za poređenje glavnih karakteristika ove četiri unutrašnje podloge. Za ploču od debelog bakra visoke visine odabire se polustvrdnuti lim s visokim udjelom smole. Količina protoka ljepila međuslojnog polusušenog lima dovoljna je da ispuni grafiku unutrašnjeg sloja. Ako je sloj izolacijskog medija predebeo, gotova ploča lako može biti predebela. Naprotiv, ako je sloj izolacijskog medija previše tanak, lako je uzrokovati probleme s kvalitetom, poput slojevitosti medija i neuspjeha ispitivanja visokog napona. Stoga je odabir materijala za izolaciju vrlo važan.

2.2 projektiranje lamelirane konstrukcije

Glavni faktori koji se uzimaju u obzir pri projektiranju laminirane konstrukcije su otpornost na toplinu, naponski otpor, količina punjenja ljepila i debljina sloja dielektričnog materijala, a slijede se sljedeći glavni principi.

(1) Proizvođač polusušenog lima i jezgrene ploče mora biti dosljedan. Kako bi se osigurala pouzdanost PCB -a, pojedinačni polusušeni sloj od 1080 ili 106 ne smije se koristiti za sve slojeve polustvrdnutog lima (osim ako kupac ima posebne zahtjeve). Kada kupac nema zahtjeve za srednju debljinu, mora se jamčiti da debljina medija između slojeva bude ≥ 0.09 mm prema ipc-a-600g.

(2) Kada kupci zahtijevaju ploču visokog Tg, ploča jezgre i polustvrdnuta ploča moraju koristiti odgovarajuće materijale visoke Tg.

(3) Za unutrašnju podlogu od 3 oz ili više, odaberite polustvrdnuti lim sa visokim sadržajem smole, poput 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Međutim, konstrukcijski dizajn svih 106 polusušenih limova s ​​visokim ljepilom treba izbjegavati koliko je god moguće kako bi se spriječilo nanošenje više 106 polusušenih listova. Budući da je pređa od staklenih vlakana previše tanka, pređa od staklenih vlakana se raspada na velikoj površini podloge, što utječe na stabilnost dimenzija i odlaganje eksplozije ploče.

(4) Ako kupac nema posebne zahtjeve, tolerancija debljine međuslojnog dielektričnog sloja općenito se kontrolira za + / – 10%. Za impedancijske ploče tolerancija dielektrične debljine kontrolirana je tolerancijom ipc-4101 C / M. Ako je faktor utjecaja impedanse povezan s debljinom podloge, tolerancija ploče mora se kontrolirati i tolerancijom C / M ipc-4101.

2.3 kontrola poravnanja međusloja

Radi preciznosti kompenzacije veličine unutrašnje jezgre i kontrole veličine proizvodnje, potrebno je precizno kompenzirati grafičku veličinu svakog sloja visokogradnje kroz podatke i povijesno iskustvo prikupljeno u proizvodnji za određeno vrijeme kako bi se osigurala dosljednost proširenje i skupljanje svakog sloja jezgrene ploče. Prije pritiskanja odaberite visoko precizan i pouzdan način pozicioniranja međusloja, kao što je pin Lam, kombinacija topljenog topljenja i zakovice. Određivanje odgovarajućih postupaka procesa prešanja i svakodnevno održavanje preše ključni su za osiguravanje kvalitete prešanja, kontrolu ljepila za prešanje i učinak hlađenja te smanjenje problema dislokacije međusloja. Kontrolu poravnanja međusloja potrebno je sveobuhvatno razmotriti iz faktora kao što su vrijednost kompenzacije unutarnjeg sloja, način pozicioniranja prešanja, parametri procesa prešanja, karakteristike materijala itd.

2.4 proces unutrašnje linije

Budući da je analitička sposobnost tradicionalne mašine za izlaganje manja od 50 μ M. za proizvodnju ploča visokih dimenzija, laserski direktni snimač (LDI) može se uvesti kako bi se poboljšala sposobnost grafičke analize koja može doseći 20 μM ili više. Tačnost poravnanja tradicionalne mašine za izlaganje je ± 25 μ m. Tačnost poravnanja među slojevima veća je od 50 μm。 Koristeći visoko preciznu mašinu za izlaganje poravnanja, tačnost poravnanja grafike može se poboljšati na 15 μ M, kontrola tačnosti poravnanja slojeva 30 μ M, što smanjuje odstupanje poravnanja tradicionalne opreme i poboljšava tačnost poravnanja međusloja visoke ploče.

Kako bi se poboljšao kapacitet nagrizanja linije, potrebno je u inženjerskom projektu dati odgovarajuću kompenzaciju za širinu linije i podloge (ili prstena za zavarivanje), kao i detaljnije razmatranje dizajna za iznos kompenzacije posebnih grafike, poput povratne linije i nezavisne linije. Potvrdite je li projektna kompenzacija širine unutrašnje linije, udaljenosti vodova, veličine izolacijskog prstena, nezavisne linije i udaljenosti rupe do linije razumna, u protivnom promijenite inženjerski dizajn. Postoje zahtjevi za projektiranje impedancije i induktivne reaktancije. Obratite pažnju na to je li projektna kompenzacija nezavisne linije i linije impedancije dovoljna. Kontrolišite parametre tokom jetkanja. Serijska proizvodnja može se provesti tek nakon što se potvrdi da je prvi komad kvalificiran. Kako bi se smanjila bočna korozija jetkanja, potrebno je kontrolirati kemijski sastav svake skupine otopine za jetkanje u najboljem rasponu. Tradicionalna oprema za graviranje nema dovoljno kapaciteta za nagrizanje. Oprema se može tehnički transformirati ili uvesti u visokopreciznu opremu za graviranje kako bi se poboljšala ujednačenost graviranja i smanjili problemi poput grubog ruba i nečistog nagrizanja.

2.5 proces presovanja

Trenutno, metode pozicioniranja međusloja prije prešanja uglavnom uključuju: pin Lam, vruće talinu, zakovicu i kombinaciju vruće taline i zakovice. Za različite strukture proizvoda usvojene su različite metode pozicioniranja. Za visoku ploču mora se koristiti metoda pozicioniranja s četiri utora (pin Lam) ili metoda fuzije + zakivanje. Mašina za probijanje otvora mora probušiti rupu za pozicioniranje, a tačnost probijanja mora se kontrolirati unutar ± 25 μ m。 Tijekom fuzije, rendgenskim snimanjem će se provjeriti odstupanje sloja prve ploče koju je napravila mašina za podešavanje, i šarže može se izvršiti tek nakon što se kvalificira odstupanje sloja. Tijekom serijske proizvodnje potrebno je provjeriti je li svaka ploča stopljena u jedinici kako bi se spriječilo naknadno odlaganje. Oprema za presovanje prihvaća potpornu prešu visokih performansi kako bi se zadovoljila tačnost poravnanja među slojevima i pouzdanost visokogradnih ploča.

U skladu s laminiranom strukturom visokogradnje i upotrijebljenim materijalima, proučite odgovarajući postupak prešanja, postavite najbolju brzinu i krivulju porasta temperature, na odgovarajući način smanjite brzinu porasta temperature prešane ploče u konvencionalnom postupku prešanja višeslojnih ploča, produžiti vrijeme stvrdnjavanja na visokoj temperaturi, učiniti smolu potpuno tečnom i očvrsnuti i izbjeći probleme poput klizne ploče i dislokacije međusloja u procesu prešanja. Ploče s različitim vrijednostima TG ne mogu biti iste kao ploče rešetki; Ploče sa uobičajenim parametrima ne mogu se miješati sa pločama sa posebnim parametrima; Kako bi se osigurala racionalnost danog koeficijenta širenja i skupljanja, svojstva različitih ploča i polutvrdnutih limova su različita, pa je potrebno pritisnuti odgovarajuće parametre polusušenih ploča, a parametre procesa treba provjeriti za posebne materijale koji imaju nikada nije korišćen.

2.6 proces bušenja

Zbog prevelike debljine ploče i bakrenog sloja uzrokovane superpozicijom svakog sloja, svrdlo je ozbiljno istrošeno i lako je slomiti svrdlo. Broj rupa, brzina pada i brzina okretanja moraju se na odgovarajući način smanjiti. Precizno izmjerite širenje i skupljanje ploče kako biste dobili točan koeficijent; Ako je broj slojeva ≥ 14, promjer rupe ≤ 0.2 mm ili udaljenost od rupe do linije ≤ 0.175 mm, za proizvodnju će se koristiti bušilica s točnošću položaja rupe ≤ 0.025 mm; prečnik φ Prečnik rupe iznad 4.0 mm usvaja postupno bušenje, a odnos prečnika debljine je 12: 1. Proizvodi se postupnim bušenjem i pozitivnim i negativnim bušenjem; Kontrolirajte bušenje i debljinu rupe pri bušenju. Visoka ploča će se izbušiti novim nožem za bušenje ili nožem za bušenje što je više moguće, a debljinu rupe treba kontrolirati unutar 25um. Kako bi se poboljšao problem bušenja burgije debele bakrene ploče visoke visine, provjerom serije, upotrebom podložne ploče velike gustoće, broj slojevitih ploča je jedan, a vrijeme brušenja svrdla kontrolirano je unutar 3 puta, što može efikasno poboljšati bušilicu

Za visoku ploču koja se koristi za visoka frekvencija, brzi i masivni prijenos podataka, tehnologija stražnjeg bušenja efikasna je metoda za poboljšanje integriteta signala. Stražnje bušenje uglavnom kontrolira preostalu duljinu čepa, dosljednost položaja rupa u dvije bušotine i bakrenu žicu u rupi. Nema sva oprema za mašine za bušenje funkciju bušenja unatrag, pa je potrebno nadograditi opremu mašine za bušenje (sa funkcijom zadnjeg bušenja) ili kupiti mašinu za bušenje sa funkcijom zadnjeg bušenja. Tehnologija stražnjeg bušenja primijenjena u literaturi vezanoj za industriju i zrela masovna proizvodnja uglavnom uključuje: tradicionalnu metodu dubinskog bušenja s kontrolom dubine, stražnje bušenje sa povratnim slojem signala u unutrašnjem sloju i izračunavanje dubinskog bušenja prema proporciji debljine ploče. Ovdje se neće ponoviti.

3, Test pouzdanosti

Visoka ploča općenito je sistemska ploča, koja je deblja i teža od konvencionalne višeslojne ploče, ima veću jedinicu, a odgovarajući toplinski kapacitet je također veći. Tijekom zavarivanja potrebno je više topline, a vrijeme visoke temperature zavarivanja je dugo. Pri 217 ℃ (talište lemljenog bakarnog lema u kalaju) potrebno je 50 do 90 sekundi. U isto vrijeme, brzina hlađenja visoke ploče je relativno spora, pa se vrijeme ponovnog testa produžava. U kombinaciji sa standardima ipc-6012c, IPC-TM-650 i industrijskim zahtjevima, provodi se glavni test pouzdanosti visokogradnje.