Nøgleproduktionskontrol til højt niveau PCB board

Højt printkort defineres generelt som et højhus flerlags printkort med 10-20 gulve eller mere, hvilket er vanskeligere at behandle end det traditionelle flerlags printkort og har høje kvalitet og pålidelighedskrav. Det bruges hovedsageligt i kommunikationsudstyr, high-end server, medicinsk elektronik, luftfart, industriel kontrol, militær og andre områder. I de senere år er markedets efterspørgsel efter højhuse inden for applikationskommunikation, basestation, luftfart og militær stadig stor. Med den hurtige udvikling af Kinas marked for telekommunikationsudstyr er markedsudsigterne for højblokke lovende.

På nuværende tidspunkt, PCB producents, der kan masseproducere højhus PCB i Kina hovedsageligt kommer fra udenlandsk finansierede virksomheder eller et par indenlandske virksomheder. Produktionen af ​​højhus-PCB kræver ikke kun højere teknologi og udstyrsinvesteringer, men også erfaringens akkumulering af teknikere og produktionspersonale. Samtidig er kundecertificeringsprocedurerne for import af høj PCB strenge og besværlige. Derfor er tærsklen for højhus-PCB for at komme ind i virksomheden høj, og industrialiseringsproduktionscyklussen er lang. Det gennemsnitlige antal PCB -lag er blevet et vigtigt teknisk indeks for at måle det tekniske niveau og produktstruktur for PCB -virksomheder. Dette papir beskriver kort de vigtigste behandlingsvanskeligheder, der er stødt på ved fremstilling af højhus-PCB, og introducerer de vigtigste kontrolpunkter for nøgleproduktionsprocesser for høj-PCB til din reference.

1, Vigtigste produktionsvanskeligheder

Sammenlignet med egenskaberne ved konventionelle printkortprodukter har højhus printkort karakteristika som tykkere plader, flere lag, tættere linjer og vias, større enhedsstørrelse, tyndere dielektrisk lag og strengere krav til indre rum, mellemlagsjustering, impedansstyring og pålidelighed.

1.1 vanskeligheder ved justering af mellemlag

På grund af det store antal højhusbræddelag har kundens designende stadig mere strenge krav til justering af PCB-lag, og justeringstolerancen mellem lagene kontrolleres normalt til ± 75 μm. I betragtning af det store enhedsstørrelsesdesign af højhuse, den omgivende temperatur og fugtighed i grafikoverførselsværkstedet, dislokationssuperpositionen og positioneringen af ​​mellemlag forårsaget af den inkonsekvente ekspansion og sammentrækning af forskellige kernebordlag, er det vanskeligere at kontrollere mellemlaget tilpasning af højhusplade.

1.2 vanskeligheder med at lave indre kredsløb

Højpladen vedtager specielle materialer såsom høj Tg, høj hastighed, høj frekvens, tykt kobber og tyndt dielektrisk lag, som stiller høje krav til fremstilling og grafisk størrelse kontrol af det indre kredsløb, såsom integriteten af ​​impedans signal transmission, hvilket øger vanskeligheden ved fremstilling af det indre kredsløb. Linjebredden og linjeafstanden er lille, de åbne og kortslutninger øges, mikrokortet stiger, og kvalifikationshastigheden er lav; Der er mange signallag med fine linjer, og sandsynligheden for at mangle AOI -detektion i det indre lag øges; Den indre kerneplade er tynd, let at folde, hvilket resulterer i dårlig eksponering, og den er let at rulle efter ætsning; De fleste af højhuspladerne er systemkort med stor enhedsstørrelse, og omkostningerne ved at skrotte de færdige produkter er relativt høje.

1.3 presserende fremstillingsvanskeligheder

Når flere indre kerneplader og halvhærdede plader lægges oven på hinanden, er det let at forekomme defekter som glideplade, delaminering, harpikshulrum og boblerester i krympningsproduktion. Når du designer den laminerede struktur, er det nødvendigt fuldt ud at overveje varmebestandigheden, spændingsmodstanden, limfyldningsmængden og materialets medium tykkelse og indstille et rimeligt højhuspladepresseprogram. Der er mange lag, og kontrollen med ekspansion og sammentrækning og kompensation af størrelseskoefficient kan ikke være konsekvent; Mellemlagsisoleringslaget er tyndt, hvilket let kan føre til fejl i pålidelighedstesten mellem lag. Fig. 1 er et diagram over defekten ved sprængningspladedelaminering efter termisk belastningstest.

Fig.1

1.4 boring vanskeligheder

Anvendelsen af ​​høj Tg, høj hastighed, højfrekvent og tyk kobber specialplader øger vanskeligheden ved at bore ruhed, borehul og fjerne snavs. Der er mange lag, den samlede kobbertykkelse og pladetykkelse akkumuleres, og boreværktøjet er let at bryde; Caf -fejl forårsaget af tæt BGA og smal hulvæg; På grund af pladetykkelsen er det let at forårsage problemet med skråboring.

2, nøgle produktion proces kontrol

2.1 materialevalg

Med udviklingen af ​​elektroniske komponenter i retning af høj ydeevne og multifunktion bringer det også højfrekvent og højhastigheds signaloverførsel. Derfor er det påkrævet, at dielektrisk konstant og dielektrisk tab af elektroniske kredsløbsmaterialer er relativt lave såvel som lav CTE, lav vandabsorption og bedre højtydende kobberbeklædte laminatmaterialer for at opfylde forarbejdnings- og pålidelighedskravene til høje -stiger brædder. Fælles pladeleverandører omfatter hovedsageligt en serie, B -serie, C -serie og D -serie. Se tabel 1 for sammenligning af hovedkarakteristika for disse fire indre substrater. For det høje tykke kobber printkort vælges det halvhærdede ark med højt harpiksindhold. Limstrømningsmængden af ​​mellemlagets halvhærdede ark er nok til at fylde grafikken i det indre lag. Hvis det isolerende mediumlag er for tykt, er det færdige bræt let at være for tykt. Tværtimod, hvis det isolerende mediumlag er for tyndt, er det let at forårsage kvalitetsproblemer såsom medium stratificering og højspændingstestfejl. Derfor er valget af isoleringsmediematerialer meget vigtigt.

2.2 design af lamineret struktur

De vigtigste faktorer, der tages i betragtning ved udformningen af ​​lamineret struktur, er varmebestandighed, spændingsmodstand, limfyldningsmængde og dielektrisk lagtykkelse af materialet, og følgende hovedprincipper skal følges.

(1) Producenten af ​​halvhærdet ark og kernekort skal være konsekvent. For at sikre PCB’s pålidelighed må et enkelt 1080 eller 106 halvhærdet ark ikke bruges til alle lag af halvhærdet ark (medmindre kunden har særlige krav). Når kunden ikke har krav til medium tykkelse, skal medietykkelsen mellem lag garanteres at være ≥ 0.09 mm i henhold til ipc-a-600g.

(2) Når kunder har brug for høj Tg -plade, skal kerneplade og halvhærdet ark bruge tilsvarende materialer med høj Tg.

(3) For det indre substrat 3 oz eller derover vælges det halvhærdede ark med højt harpiksindhold, såsom 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Den strukturelle konstruktion af alle 106 halvhærdede ark med højt lim skal dog så vidt muligt undgås for at forhindre overlejring af flere 106 halvhærdede ark. Fordi glasfibergarnet er for tyndt, falder glasfibergarnet sammen i det store substratområde, hvilket påvirker dimensionsstabiliteten og pladeeksplosionsdelaminering.

(4) Hvis kunden ikke har særlige krav, kontrolleres tykkelsestolerancen for det dielektriske lag i mellemlag generelt med + / – 10%. For impedansplade styres den dielektriske tykkelsestolerance af ipc-4101 C / M-tolerance. Hvis impedanspåvirkningsfaktoren er relateret til substrattykkelsen, skal pladetolerancen også kontrolleres af ipc-4101 C / M-tolerance.

2.3 justering af mellemlag

For nøjagtigheden af ​​indvendig kernekortstørrelseskompensation og kontrol af produktionsstørrelse er det nødvendigt at nøjagtigt kompensere den grafiske størrelse for hvert lag af højhusplader gennem data og historisk dataoplevelse, der er indsamlet i produktionen i et bestemt stykke tid for at sikre konsistensen af udvidelse og sammentrækning af hvert lag af kernekort. Vælg højpræcisions og pålidelig positionering af mellemlag, før du trykker, såsom pin Lam, hot-melt og nittekombination. Indstilling af passende presseprocedurer og daglig vedligeholdelse af pressen er nøglen til at sikre pressekvaliteten, kontrollere presselim og køleeffekt og reducere problemet med mellemlagsforskydning. Kontrollen af ​​mellemlagsjustering skal overvejes grundigt ud fra faktorer som indre lagkompensationsværdi, presningspositioneringstilstand, pressningsprocessparametre, materialegenskaber og så videre.

2.4 proces med indre linjer

Fordi den traditionelle eksponeringsmaskines analytiske evne er mindre end 50 μ M. til fremstilling af højplader, kan laser direct imager (LDI) introduceres for at forbedre grafikanalyseevnen, som kan nå 20 μM eller deromkring. Justeringsnøjagtigheden af ​​den traditionelle eksponeringsmaskine er ± 25 μ m. Mellemlagets justeringsnøjagtighed er større end 50 μ m。 Ved hjælp af højpræcisionsjusteringseksponeringsmaskine kan den grafiske justeringsnøjagtighed forbedres til 15 μ M, justering af nøjagtighedskontrol mellem lag 30 μM, hvilket reducerer justeringsafvigelsen for traditionelt udstyr og forbedrer mellemlagets justeringsnøjagtighed for højplader.

For at forbedre linjens ætsningskapacitet er det nødvendigt at give passende kompensation for bredden af ​​linjen og puden (eller svejseringen) i det tekniske design samt mere detaljeret designovervejelse for kompensationsbeløbet for special grafik, såsom returlinje og uafhængig linje. Bekræft, om designkompensationen for indre linjebredde, linjeafstand, isolationsringstørrelse, uafhængig linje og hul til linjeafstand er rimelig, ellers ændrer du det tekniske design. Der er designkrav til impedans og induktiv reaktans. Vær opmærksom på, om designkompensationen for uafhængig linje og impedanslinje er tilstrækkelig. Kontroller parametrene under ætsning. Batchproduktion kan først udføres, efter at det første stykke er bekræftet at være kvalificeret. For at reducere ætsningssidekorrosion er det nødvendigt at kontrollere den kemiske sammensætning af hver gruppe af ætsningsløsninger inden for det bedste område. Det traditionelle ætsningslinieudstyr har utilstrækkelig ætsningskapacitet. Udstyret kan teknisk omdannes eller importeres til højpræcisions ætsningslinieudstyr for at forbedre ætsningens ensartethed og reducere problemerne såsom ru kant og uren ætsning.

2.5 presseproces

På nuværende tidspunkt omfatter mellemlagets positioneringsmetoder før presning hovedsageligt: ​​pin Lam, hot melt, nitte og kombinationen af ​​hot melt og nitte. Der anvendes forskellige positioneringsmetoder til forskellige produktstrukturer. For højpladen skal den fire spaltes positioneringsmetode (pin Lam) eller fusion + nitningsmetode anvendes. Ope-stansemaskinen skal slå positioneringshullet, og stansnøjagtigheden skal kontrolleres inden for ± 25 μ m。 Under fusion skal røntgen bruges til at kontrollere lagafvigelsen af ​​den første plade foretaget af justeringsmaskinen og batchen kan først foretages efter lagafvigelsen er kvalificeret. Under batchproduktion er det nødvendigt at kontrollere, om hver plade er smeltet i enheden for at forhindre efterfølgende delaminering. Presseudstyret vedtager højtydende understøttende presse for at imødekomme nøjagtigheden og pålideligheden mellem højlagsplader i mellemlaget.

I henhold til den laminerede struktur af højhuse og de anvendte materialer skal du studere den passende presseprocedure, indstille den bedste temperaturstigningshastighed og kurve, passende reducere temperaturstigningshastigheden for presset bræt i den konventionelle flerlags printkortprocedure, forlæng hærdetiden ved høj temperatur, få harpiksen til at flyde og størkne fuldstændigt og undgå problemer som glideplade og mellemlagsforskydning i presseprocessen. Plader med forskellige TG -værdier kan ikke være de samme som ristplader; Plader med almindelige parametre kan ikke blandes med plader med særlige parametre; For at sikre rationaliteten af ​​den givne ekspansions- og kontraktionskoefficient er egenskaberne for forskellige plader og halvhærdede ark forskellige, så de tilsvarende plade halvhærdede arkparametre skal presses, og procesparametrene skal verificeres for specielle materialer, der har aldrig været brugt.

2.6 boreproces

På grund af pladens og kobberlagets overtykkelse forårsaget af overlejringen af ​​hvert lag, er boret alvorligt slidt, og det er let at bryde boret. Antallet af huller, faldhastighed og rotationshastighed skal reduceres passende. Mål nøjagtigt pladens ekspansion og sammentrækning for at give en nøjagtig koefficient; Hvis antallet af lag ≥ 14, huldiameteren ≤ 0.2 mm eller afstanden fra hul til linje ≤ 0.175 mm, skal boreriggen med hulpositionens nøjagtighed ≤ 0.025 mm anvendes til produktion; diameter φ Huldiameteren over 4.0 mm vedtager trin-for-trin boring, og tykkelsesdiameterforholdet er 12: 1. Det fremstilles ved trin-for-trin boring og positiv og negativ boring; Kontroller boringen og hultykkelsen af ​​boringen. Højpladen skal så langt som muligt bores med en ny borekniv eller en slibekniv, og hultykkelsen skal kontrolleres inden for 25um. For at forbedre boremadsproblemet med høje tykke kobberplader gennem batchverifikation, brugen af ​​bagplade med høj densitet, antallet af laminerede plader er en, og slibningstiderne for borekronen kontrolleres inden for 3 gange, som effektivt kan forbedre boregrillen

Til højhuspladen brugt til højfrekvente, højhastigheds- og massiv datatransmission, bagboringsteknologi er en effektiv metode til at forbedre signalintegriteten. Bagboringen styrer hovedsageligt den resterende stublængde, hullets positionskonsistens for de to boringer og kobbertråden i hullet. Ikke alt boremaskineudstyr har bagborefunktion, så det er nødvendigt at opgradere boremaskinens udstyr (med bagboringsfunktion) eller købe en boremaskine med bagborefunktion. Den bagboringsteknologi, der anvendes fra industrierelateret litteratur og moden masseproduktion, omfatter hovedsageligt: ​​traditionel dybdekontrol bagboremetode, tilbageboring med signalfeedbacklag i det indre lag og beregning af dybdeboring i forhold til pladetykkelsen. Det vil ikke blive gentaget her.

3, pålidelighedstest

Højpladen er generelt en systemplade, som er tykkere og tungere end den konventionelle flerlagsplade, har større enhedsstørrelse, og den tilsvarende varmekapacitet er også større. Under svejsning kræves mere varme, og svejsningens høje temperatur er lang. Ved 217 ℃ (smeltepunkt for tin -sølv kobber loddemetal) tager det 50 sekunder til 90 sekunder. På samme tid er kølehastigheden for højplader relativt langsom, så tiden for tilbagestrømningstest forlænges. Kombineret med ipc-6012c, IPC-TM-650 standarder og industrielle krav udføres den vigtigste pålidelighedstest af højplader.