Control de processos de producció clau per a alt nivell PCB tauler

La placa de circuit de gran alçada es defineix generalment com una placa de circuit de diverses capes de gran alçada amb 10-20 pisos o més, que és més difícil de processar que la tradicional placa de circuit multicapa i té requisits d’alta qualitat i fiabilitat. S’utilitza principalment en equips de comunicacions, servidors de gamma alta, electrònica mèdica, aviació, control industrial, militar i altres camps. En els darrers anys, la demanda del mercat de taulers de gran alça en els camps de la comunicació d’aplicacions, l’estació base, l’aviació i el militar encara és forta. Amb el ràpid desenvolupament del mercat d’equips de telecomunicacions de la Xina, la perspectiva del mercat de les juntes de gran alçada és prometedora.

En l’actualitat, Fabricant de PCBEls productes que poden produir en massa PCB de gran alçada a la Xina provenen principalment d’empreses finançades per l’estranger o d’algunes empreses nacionals. La producció de PCB de gran alçada no només requereix una major inversió en tecnologia i equips, sinó també l’acumulació d’experiència de tècnics i personal de producció. Al mateix temps, els procediments de certificació de clients per a la importació de PCB de gran alçada són estrictes i complicats. Per tant, el llindar per a l’entrada de PCB de gran alçada a l’empresa és elevat i el cicle de producció de la industrialització és llarg. El nombre mitjà de capes de PCB s’ha convertit en un índex tècnic important per mesurar el nivell tècnic i l’estructura del producte de les empreses de PCB. Aquest document descriu breument les principals dificultats de processament trobades en la producció de PCB de gran alçada i introdueix els punts clau de control dels processos clau de producció de PCB de gran alçada per a la vostra referència.

1 、 Principals dificultats de producció

En comparació amb les característiques dels productes convencionals de placa de circuit, la placa de circuit elevat té les característiques de taules més gruixudes, més capes, línies i vies més denses, mida d’unitat més gran, capa dielèctrica més fina i requisits més estrictes d’espai interior, alineació entre capes, control d’impedància i fiabilitat.

1.1 dificultats en l’alineació entre capes

A causa del gran nombre de capes de taulers de gran alçada, el disseny del client té requisits cada vegada més estrictes sobre l’alineació de capes de PCB i la tolerància d’alineació entre capes es controla normalment a ± 75 μ m. Tenint en compte el disseny de grans dimensions d’unitats de taulers de gran alçada, la temperatura ambiental i la humitat del taller de transferència de gràfics, la superposició de la luxació i el mode de posicionament entre capes causat per l’expansió i la contracció inconsistents de les diferents capes de la placa principal, és més difícil controlar la capa intermedia alineació de taulers de gran alçada.

1.2 dificultats per crear circuit interior

El tauler de gran alçada adopta materials especials com a alta densitat de Tg, alta velocitat, alta freqüència, coure gruixut i capa dielèctrica fina, que proposa requisits elevats per a la fabricació i el control de la mida gràfica del circuit interior, com ara la integritat del senyal d’impedància transmissió, que augmenta la dificultat de fabricació del circuit interior. L’amplada i l’interlineat de la línia són petites, augmenten els circuits oberts i els curtcircuits, augmenta el curtmetratge i la taxa de qualificació és baixa; Hi ha moltes capes de senyal de línies fines i la probabilitat de perdre la detecció d’AOI a la capa interna augmenta; La placa del nucli interior és fina, fàcil de plegar, cosa que provoca una exposició deficient i és fàcil de rodar després del gravat; La majoria de taulers de gran alçada són taulers de sistemes amb grans dimensions d’unitats i el cost de desballestament dels productes acabats és relativament elevat.

1.3 dificultats de fabricació urgents

Quan es superposen múltiples plaques de nucli intern i làmines semicurades, es poden produir defectes com la placa lliscant, la delaminació, la cavitat de la resina i els residus de bombolles en la producció de crimpats. A l’hora de dissenyar l’estructura laminada, cal considerar completament la resistència a la calor, la resistència a la tensió, la quantitat d’ompliment de cola i el gruix mitjà del material, i establir un programa de premsat de plaques de gran alçada raonable. Hi ha moltes capes, i el control de l’expansió i la contracció i la compensació del coeficient de mida no poden ser consistents; La capa d’aïllament entre capes és fina, cosa que facilita el fracàs de la prova de fiabilitat entre capes. La figura 1 és un diagrama del defecte de la delaminació de les plaques d’esclat després de la prova d’esforç tèrmic.

Fig.1

1.4 dificultats de perforació

L’ús de plaques especials de coure d’alta velocitat, alta velocitat, alta freqüència i gruix augmenta la dificultat de perforació de rugositat, perforació de rebaves i perforació d’eliminació de brutícia. Hi ha moltes capes, s’acumulen el gruix total del coure i el gruix de la placa i l’eina de perforació és fàcil de trencar; Fallada del CAF causada per la densitat de BGA i la separació de la paret de forats estrets; A causa del gruix de la placa, és fàcil causar el problema de la perforació obliqua.

2 control Control de processos de producció clau

2.1 Selecció de material

Amb el desenvolupament de components electrònics en la direcció d’alt rendiment i multifunció, també proporciona transmissió de senyal d’alta velocitat i alta freqüència. Per tant, cal que la constant dielèctrica i la pèrdua dielèctrica dels materials dels circuits electrònics siguin relativament baixes, així com una baixa CTE, baixa absorció d’aigua i millors materials laminats revestits de coure d’alt rendiment, per tal de satisfer els requisits de processament i fiabilitat -aixetes de pujada. Els proveïdors de plaques habituals inclouen principalment sèries, sèries B, sèries C i sèries D. Vegeu la taula 1 per a la comparació de les principals característiques d’aquests quatre substrats interiors. Per a la placa de circuits de coure gruixut de gran alçada, es selecciona la làmina semicurada amb alt contingut de resina. La quantitat de flux de cola del full semi curat entre capes és suficient per omplir els gràfics de la capa interna. Si la capa mitja aïllant és massa gruixuda, és fàcil que la placa acabada sigui massa gruixuda. Per contra, si la capa mitja aïllant és massa fina, és fàcil causar problemes de qualitat, com ara estratificació mitjana i fallades en proves d’alta tensió. Per tant, la selecció de materials aïllants és molt important.

2.2 disseny d’estructura laminada

Els principals factors considerats en el disseny de l’estructura laminada són la resistència a la calor, la resistència a la tensió, la quantitat d’ompliment de cola i el gruix de la capa dielèctrica del material, i s’han de seguir els principis principals següents.

(1) El fabricant de fulls semi-curats i taulers ha de ser coherent. Per tal de garantir la fiabilitat del PCB, no s’utilitzaran fulls semicurats de 1080 o 106 per a totes les capes de fulls semi-curats (tret que el client tingui requisits especials). Quan el client no té requisits de gruix mitjà, s’ha de garantir que el gruix mitjà entre capes és ≥ 0.09 mm segons ipc-a-600g.

(2) Quan els clients necessitin taulers Tg elevats, els taulers bàsics i els fulls semicurats han d’utilitzar els materials corresponents a Tg elevats.

(3) Per al substrat interior de 3 oz o superior, seleccioneu el full semi curat amb un alt contingut de resina, com ara 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; No obstant això, s’ha d’evitar el disseny estructural de totes les 106 làmines semicurades d’alta cola per evitar la superposició de 106 làmines semicurades múltiples. Com que el fil de fibra de vidre és massa prim, el fil de fibra de vidre es col·lapsa a la gran superfície del substrat, cosa que afecta l’estabilitat dimensional i la delaminació d’explosió de plaques.

(4) Si el client no té requisits especials, la tolerància de gruix de la capa dielèctrica entre capes es controla generalment en un + / – 10%. Per a la placa d’impedància, la tolerància del gruix dielèctric està controlada per la tolerància ipc-4101 C / M. Si el factor que influeix en la impedància està relacionat amb el gruix del substrat, la tolerància de la placa també s’ha de controlar mitjançant la tolerància ipc-4101 C / M.

2.3 control d’alineació entre capes

Per a la precisió de la compensació de la mida de la placa interna del nucli i del control de la mida de la producció, és necessari compensar amb precisió la mida gràfica de cada capa de taulers de gran alçada a través de l’experiència de dades i dades històriques recollides durant la producció durant un cert temps per garantir la consistència de expansió i contracció de cada capa de placa base. Seleccioneu un mode de posicionament entre capes d’alta precisió i fiable abans de prémer, com ara la combinació de pin Lam, hot-melt i rebló. Establir procediments de procés de premsat adequats i el manteniment diari de la premsa són la clau per garantir la qualitat de premsat, controlar l’efecte de cola i refrigeració de premsat i reduir el problema de la dislocació entre capes. El control de l’alineació entre capes s’ha de considerar de forma exhaustiva a partir de factors com el valor de compensació de la capa interna, el mode de posicionament de premsat, els paràmetres de procés de premsat, les característiques del material, etc.

2.4 Procés de línia interior

Com que la capacitat analítica de la màquina d’exposició tradicional és inferior a 50 μ M. per a la producció de plaques de gran alçada, es pot introduir un làser directe (LDI) per millorar la capacitat d’anàlisi gràfica, que pot arribar als 20 μ M aproximadament. La precisió d’alineació de la màquina d’exposició tradicional és de ± 25 μ m. La precisió de l’alineació entre capes és superior a 50 μ m la precisió d’alineació entre capes de les lloses de gran alçada.

Per millorar la capacitat de gravat de la línia, és necessari donar una compensació adequada per l’amplada de la línia i del coixinet (o anell de soldadura) en el disseny d’enginyeria, així com una consideració de disseny més detallada per a la quantitat de compensació de gràfics, com ara la línia de retorn i la línia independent. Confirmeu si la compensació del disseny de l’amplada de la línia interior, la distància de la línia, la mida de l’anell d’aïllament, la línia independent i la distància entre forats a línies és raonable; en cas contrari, canvieu el disseny d’enginyeria. Hi ha requisits de disseny d’impedància i reactància inductiva. Presteu atenció a si la compensació de disseny de la línia independent i de la línia d’impedància és suficient. Controleu els paràmetres durant el gravat. La producció per lots només es pot dur a terme després que es confirmi que la primera peça està qualificada. Per reduir la corrosió lateral de gravat, és necessari controlar la composició química de cada grup de solució de gravat dins del millor rang. Els equips tradicionals de la línia de gravat tenen una capacitat de gravat insuficient. L’equip es pot transformar tècnicament o importar en equips de línia de gravat d’alta precisió per millorar la uniformitat de l’aiguafort i reduir els problemes com ara la vora aspra i el gravat impur.

2.5 procés de premsat

Actualment, els mètodes de posicionament entre capes abans de premsar inclouen principalment: pin Lam, hot melt, rebló i la combinació de hot melt i rebló. S’adopten diferents mètodes de posicionament per a diferents estructures de producte. Per a la llosa de gran alçada, s’ha d’utilitzar el mètode de posicionament de quatre ranures (pin Lam) o el mètode de fusió + reblat. La punxonadora ope perforarà el forat de posicionament i es controlarà la precisió del punxonat dins de ± 25 μ m。 Durant la fusió, s’utilitzaran raigs X per comprovar la desviació de la capa de la primera placa feta per la màquina d’ajust i el lot es pot fer només després de qualificar la desviació de capa. Durant la producció per lots, cal comprovar si cada placa es fon a la unitat per evitar la posterior delaminació. L’equip de premsat adopta premsa de suport d’alt rendiment per satisfer la precisió d’alineació entre capes i la fiabilitat de les plaques de gran alçada.

Segons l’estructura laminada del tauler alt i els materials utilitzats, estudieu el procediment de premsat adequat, configureu la millor velocitat d’augment de temperatura i la corba, reduïu adequadament la taxa d’augment de temperatura del tauler premsat en el procediment convencional de premsat de la placa de circuit multicapa. perllongueu el temps de curat a alta temperatura, feu que la resina flueixi completament i es solidifiqui i eviteu problemes com la placa corredissa i la luxació entre capes en el procés de premsat. Les plaques amb valors TG diferents no poden ser el mateix que les plaques de reixeta; Les plaques amb paràmetres ordinaris no es poden barrejar amb plaques amb paràmetres especials; Per assegurar la racionalitat del coeficient d’expansió i contracció donat, les propietats de les diferents plaques i làmines semicurades són diferents, de manera que cal prémer els paràmetres corresponents de làmines semicurades i verificar els paràmetres del procés per a materials especials que tinguin mai s’ha utilitzat.

2.6 procés de perforació

A causa del gruix excessiu de la placa i la capa de coure causada per la superposició de cada capa, la broca està greument desgastada i és fàcil trencar-la. Es reduirà adequadament el nombre de forats, la velocitat de caiguda i la velocitat de rotació. Mesureu amb precisió l’expansió i la contracció de la placa per proporcionar un coeficient precís; Si el nombre de capes ≥ 14, el diàmetre del forat ≤ 0.2 mm o la distància del forat a la línia ≤ 0.175 mm, s’utilitzarà la plataforma de perforació amb precisió de posició del forat ≤ 0.025 mm; diàmetre: el diàmetre del forat superior a 4.0 mm adopta perforacions pas a pas i la proporció de diàmetre de gruix és de 12: 1. Es produeix mitjançant perforacions pas a pas i perforacions positives i negatives; Controleu el gruix de la rebava i del forat de la perforació. La llosa de gran alçada s’ha de perforar amb un ganivet de trepant nou o un ganivet de trepitjar el màxim possible, i el gruix del forat s’ha de controlar dins dels 25um. Per tal de millorar el problema de la perforació de les plaques de coure gruixudes, mitjançant la verificació per lots, l’ús de plaques de suport d’alta densitat, el nombre de plaques laminades és un i els temps de rectificat de la broca es controlen en 3 vegades, que pot millorar efectivament la rebaba de perforació

Per al tauler de gran alçada utilitzat per d’alta freqüènciaLa tecnologia de perforació posterior, d’alta velocitat i transmissió massiva de dades, és un mètode eficaç per millorar la integritat del senyal. La perforació posterior controla principalment la longitud residual del taló, la consistència de la posició del forat dels dos forats i el fil de coure al forat. No tots els equips de màquines de perforació tenen la funció de perforació posterior, de manera que és necessari actualitzar l’equip de perforació posterior (amb funció de perforació posterior) o comprar una màquina perforadora amb funció de perforació posterior. La tecnologia de perforació posterior aplicada a partir de la literatura relacionada amb la indústria i la producció en massa madura inclou principalment: mètode tradicional de perforació posterior de control de profunditat, perforació posterior amb capa de retroalimentació de senyal a la capa interna i càlcul de la perforació posterior posterior segons la proporció del gruix de la placa. No es repetirà aquí.

3 test Prova de fiabilitat

El tauler de gran alçada és generalment una placa del sistema, que és més gruixuda i pesada que la placa convencional de múltiples capes, té una mida unitària més gran i la capacitat calorífica corresponent també és més gran. Durant la soldadura, es requereix més calor i el temps de soldadura a alta temperatura és llarg. A 217 ℃ (punt de fusió de la soldadura de coure plata estany), triga entre 50 i 90 segons. Al mateix temps, la velocitat de refredament de la placa de gran alçada és relativament lenta, de manera que el temps de prova de reflux es perllonga. Combinat amb els estàndards ipc-6012c, IPC-TM-650 i requisits industrials, es realitza la principal prova de fiabilitat de les taules de gran alçada.