Schlüsselkontrolle des Produktionsprozesses für High Level PCB Tafel

Die Hochhausleiterplatte wird im Allgemeinen als eine Hochhaus-Mehrschichtleiterplatte mit 10-20 Etagen oder mehr definiert, die schwieriger zu verarbeiten ist als die herkömmliche Mehrschichtleiterplatte und hat hohe Anforderungen an Qualität und Zuverlässigkeit. Es wird hauptsächlich in Kommunikationsgeräten, High-End-Servern, Medizinelektronik, Luftfahrt, Industriesteuerung, Militär und anderen Bereichen eingesetzt. In den letzten Jahren ist die Marktnachfrage nach High-Rise-Boards in den Anwendungsbereichen Kommunikation, Basisstation, Luftfahrt und Militär nach wie vor stark. Angesichts der rasanten Entwicklung des chinesischen Marktes für Telekommunikationsausrüstung sind die Marktaussichten für Hochhausplatinen vielversprechend.

Derzeit Leiterplattenherstellers, die in China hohe Leiterplatten in Massenproduktion herstellen können, stammen hauptsächlich von ausländisch finanzierten Unternehmen oder einigen wenigen inländischen Unternehmen. Die Produktion von High-Rise-Leiterplatten erfordert nicht nur höhere Investitionen in Technologie und Ausrüstung, sondern auch den Erfahrungsschatz von Technikern und Produktionspersonal. Gleichzeitig sind die Kundenzertifizierungsverfahren für den Import von High-Rise-PCB streng und umständlich. Daher ist die Schwelle für den Eintritt von High-Rise-PCBs in das Unternehmen hoch und der Produktionszyklus der Industrialisierung lang. Die durchschnittliche Anzahl von PCB-Lagen ist zu einem wichtigen technischen Index geworden, um das technische Niveau und die Produktstruktur von PCB-Unternehmen zu messen. Dieses Dokument beschreibt kurz die wichtigsten Verarbeitungsschwierigkeiten, die bei der Herstellung von Hochleiter-PCB auftreten, und stellt die wichtigsten Kontrollpunkte der wichtigsten Produktionsprozesse von Hochleiter-Leiterplatten als Referenz vor.

1、 Hauptproduktionsschwierigkeiten

Im Vergleich zu den Eigenschaften herkömmlicher Leiterplattenprodukte weist eine Hochhausleiterplatte die Eigenschaften von dickeren Leiterplatten, mehr Schichten, dichteren Leitungen und Vias, einer größeren Einheitsgröße, einer dünneren dielektrischen Schicht und strengeren Anforderungen an den Innenraum, die Ausrichtung zwischen den Schichten, die Impedanzkontrolle auf und Zuverlässigkeit.

1.1 Schwierigkeiten bei der Ausrichtung zwischen den Schichten

Aufgrund der großen Anzahl von High-Rise-Platinenlagen stellt die Designseite des Kunden immer strengere Anforderungen an die Ausrichtung der Leiterplattenschichten, und die Ausrichtungstoleranz zwischen den Schichten wird normalerweise auf ± 75 μm kontrolliert. In Anbetracht der großen Einheitsgröße von High-Rise-Platinen, der Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit der Grafikübertragungswerkstatt, der Versetzungsüberlagerung und des Zwischenlagenpositionierungsmodus, die durch die inkonsistente Ausdehnung und Kontraktion verschiedener Kernplatinenschichten verursacht werden, ist es schwieriger, die Zwischenschicht zu kontrollieren Ausrichtung der Hochhaustafel.

1.2 Schwierigkeiten beim inneren Kreislauf

Die High-Rise-Platine verwendet spezielle Materialien wie hohe Tg, hohe Geschwindigkeit, hohe Frequenz, dickes Kupfer und eine dünne dielektrische Schicht, was hohe Anforderungen an die Herstellung und grafische Größenkontrolle der inneren Schaltung stellt, wie z. B. die Integrität des Impedanzsignals Übertragung, was die Herstellung des inneren Kreislaufs erschwert. Die Linienbreite und der Linienabstand sind klein, die Unterbrechungen und Kurzschlüsse nehmen zu, die Mikrokurzschlüsse nehmen zu und die Qualifizierungsrate ist niedrig; Es gibt viele Signalschichten aus feinen Linien, und die Wahrscheinlichkeit einer fehlenden AOI-Erkennung in der inneren Schicht steigt; Die innere Kernplatte ist dünn, leicht zu falten, was zu einer schlechten Belichtung führt, und sie lässt sich nach dem Ätzen leicht rollen; Die meisten Hochhausplatinen sind Systemplatinen mit großen Einheiten, und die Kosten für die Verschrottung der fertigen Produkte sind relativ hoch.

1.3 Herstellungsschwierigkeiten beim Pressen

Wenn mehrere Innenkernplatten und halbgehärtete Bleche übereinander gelegt werden, treten bei der Crimpherstellung leicht Fehler wie Gleitblech, Delamination, Harzhohlraum und Blasenrückstände auf. Beim Entwerfen der laminierten Struktur ist es notwendig, die Wärmebeständigkeit, Spannungsfestigkeit, Leimfüllmenge und die mittlere Dicke des Materials vollständig zu berücksichtigen und ein angemessenes Pressprogramm für Hochformatplatten festzulegen. Es gibt viele Schichten, und die Steuerung der Expansion und Kontraktion und die Kompensation des Größenkoeffizienten können nicht konsistent sein; Die Zwischenschicht-Isolationsschicht ist dünn, was leicht zum Versagen des Zwischenschicht-Zuverlässigkeitstests führt. Fig. 1 ist ein Diagramm des Defekts der Berstplattendelaminierung nach dem thermischen Belastungstest.

Fig.1

1.4 Bohrschwierigkeiten

Die Verwendung von Hoch-Tg-, Hochgeschwindigkeits-, Hochfrequenz- und Dickkupfer-Spezialplatten erhöht die Schwierigkeit beim Bohren von Rauheit, Bohrgrat und Bohrschmutzentfernung. Es gibt viele Schichten, die Gesamtkupferdicke und die Plattendicke werden akkumuliert und das Bohrwerkzeug ist leicht zu brechen; Caf-Versagen verursacht durch dichtes BGA und enge Lochwandabstände; Aufgrund der Plattendicke kann das Problem des Schrägbohrens leicht auftreten.

2、 Schlüsselkontrolle des Produktionsprozesses

2.1 Materialauswahl

Mit der Entwicklung elektronischer Komponenten in Richtung Hochleistungs- und Multifunktionalität bringt es auch Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung. Daher ist es erforderlich, dass die Dielektrizitätskonstante und der dielektrische Verlust von Materialien für elektronische Schaltungen relativ niedrig sind, sowie einen niedrigen CTE, eine geringe Wasseraufnahme und bessere Hochleistungs-Kupferbeschichtungs-Laminatmaterialien, um die Verarbeitungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen von hoch -Aufstiegsbretter. Zu den gängigen Plattenlieferanten gehören hauptsächlich eine Serie, B-Serie, C-Serie und D-Serie. Siehe Tabelle 1 für den Vergleich der Hauptmerkmale dieser vier inneren Substrate. Für die Hochhaus-Dickkupfer-Leiterplatte wird das halbgehärtete Blech mit hohem Harzgehalt ausgewählt. Die Leimflussmenge der halbgehärteten Zwischenschichtfolie reicht aus, um die Innenschichtgrafiken zu füllen. Ist die Dämmstoffschicht zu dick, wird die fertige Platte leicht zu dick. Im Gegensatz dazu, wenn die Isoliermittelschicht zu dünn ist, können leicht Qualitätsprobleme, wie etwa eine Mittelschichtung und ein Hochspannungstestversagen, verursacht werden. Daher ist die Auswahl der Materialien des Isoliermediums sehr wichtig.

2.2 Auslegung der Schichtstoffstruktur

Die Hauptfaktoren, die bei der Gestaltung der laminierten Struktur berücksichtigt werden, sind die Wärmebeständigkeit, Spannungsfestigkeit, die Klebstofffüllmenge und die Dicke der dielektrischen Schicht des Materials, und die folgenden Hauptprinzipien müssen befolgt werden.

(1) Der Hersteller von halbgehärteten Platten und Trägerplatten muss einheitlich sein. Um die Zuverlässigkeit von Leiterplatten zu gewährleisten, dürfen nicht für alle Schichten halbgehärteter Platten einzelne 1080- oder 106-Halbgehärtete Platten verwendet werden (es sei denn, der Kunde hat besondere Anforderungen). Wenn der Kunde keine Anforderungen an eine mittlere Dicke hat, muss die mittlere Dicke zwischen den Schichten gemäß ipc-a-0.09g garantiert ≥ 600 mm betragen.

(2) Wenn Kunden eine Platte mit hoher Tg benötigen, müssen Kernplatten und halbgehärtete Platten entsprechende Materialien mit hoher Tg verwenden.

(3) Wählen Sie für das innere Substrat 3oz oder mehr das halbgehärtete Blatt mit hohem Harzgehalt, wie 1080r / C65 %, 1080 h / C 68 %, 106R / C 73 %, 106 h / C76 %; Die strukturelle Gestaltung aller 106 halbgehärteten Platten mit hohem Klebstoffgehalt sollte jedoch so weit wie möglich vermieden werden, um die Überlagerung mehrerer 106 halbgehärteter Platten zu verhindern. Da das Glasfasergarn zu dünn ist, kollabiert das Glasfasergarn in der großen Substratfläche, was die Dimensionsstabilität und die Plattenexplosionsdelamination beeinträchtigt.

(4) Wenn der Kunde keine besonderen Anforderungen hat, wird die Dickentoleranz der dielektrischen Zwischenschicht im Allgemeinen um + / – 10 % kontrolliert. Für die Impedanzplatte wird die Dickentoleranz des Dielektrikums durch die ipc-4101 C / M-Toleranz gesteuert. Bezieht sich der Impedanz-Einflussfaktor auf die Substratdicke, muss die Plattentoleranz zusätzlich durch die ipc-4101 C/M-Toleranz kontrolliert werden.

2.3 Ausrichtungssteuerung zwischen den Schichten

Für die Genauigkeit der Größenkompensation der inneren Kernplatine und der Kontrolle der Produktionsgröße ist es notwendig, die grafische Größe jeder Schicht der Hochhausplatine durch die Daten und historischen Datenerfahrungen, die in der Produktion für eine bestimmte Zeit gesammelt wurden, genau zu kompensieren, um die Konsistenz der Expansion und Kontraktion jeder Lage der Kernplatte. Wählen Sie vor dem Pressen einen hochpräzisen und zuverlässigen Zwischenlagenpositionierungsmodus, wie z. B. Pin Lam, Hotmelt und Nietkombination. Die Einstellung geeigneter Pressverfahren und die tägliche Wartung der Presse sind der Schlüssel zur Sicherstellung der Pressqualität, zur Kontrolle des Pressleims und der Kühlwirkung und zur Reduzierung des Problems der Zwischenlagenverschiebung. Die Steuerung der Zwischenlagenausrichtung muss umfassend von Faktoren wie Innenlagenkompensationswert, Presspositionierungsmodus, Pressprozessparametern, Materialeigenschaften usw. berücksichtigt werden.

2.4 Innenlinienprozess

Because the analytical ability of the traditional exposure machine is less than 50 μ M. for the production of high-rise plates, laser direct imager (LDI) can be introduced to improve the graphics analysis ability, which can reach 20 μ M or so. The alignment accuracy of traditional exposure machine is ± 25 μ m. The inter layer alignment accuracy is greater than 50 μ m。 Using high-precision alignment exposure machine, the graphics alignment accuracy can be improved to 15 μ M, interlayer alignment accuracy control 30 μ M, which reduces the alignment deviation of traditional equipment and improves the interlayer alignment accuracy of high-rise slab.

Um die Ätzkapazität der Linie zu verbessern, ist es notwendig, die Breite der Linie und des Pads (oder des Schweißrings) im Konstruktionsdesign angemessen zu kompensieren, sowie eine detailliertere Designbetrachtung für den Kompensationsbetrag von Sonder Grafiken, wie Rücklauflinie und unabhängige Linie. Bestätigen Sie, ob die Designkompensation der inneren Linienbreite, des Linienabstands, der Isolationsringgröße, der unabhängigen Linie und des Loch-zu-Linie-Abstands angemessen ist, andernfalls ändern Sie das Konstruktionsdesign. Es gibt Designanforderungen für Impedanz und induktive Reaktanz. Achten Sie darauf, ob die Auslegungskompensation von unabhängiger Leitung und Impedanzleitung ausreichend ist. Kontrollieren Sie die Parameter während des Ätzens. Die Serienfertigung kann erst durchgeführt werden, nachdem das erste Stück als qualifiziert bestätigt wurde. Um die Korrosion auf der Ätzseite zu reduzieren, ist es notwendig, die chemische Zusammensetzung jeder Gruppe von Ätzlösungen innerhalb des besten Bereichs zu kontrollieren. Die Ausrüstung der traditionellen Ätzlinie hat eine unzureichende Ätzkapazität. Die Ausrüstung kann technisch umgewandelt oder in hochpräzise Ätzlinienausrüstung importiert werden, um die Ätzgleichmäßigkeit zu verbessern und Probleme wie raue Kanten und unsauberes Ätzen zu reduzieren.

2.5 Pressvorgang

Gegenwärtig umfassen die Verfahren zum Positionieren der Zwischenlagen vor dem Pressen hauptsächlich: Pin Lam, Hotmelt, Niet und die Kombination von Hotmelt und Niet. Für unterschiedliche Produktstrukturen werden unterschiedliche Positionierungsmethoden angewendet. Für die Hochhausplatte ist das Vierschlitzverfahren (Pin Lam) oder das Schmelz- und Nietverfahren anzuwenden. Die offene Stanzmaschine muss das Positionierungsloch stanzen und die Stanzgenauigkeit muss innerhalb von ± 25 μ m。 kontrolliert werden kann nur vorgenommen werden, nachdem die Schichtabweichung qualifiziert ist. Bei der Serienfertigung ist zu prüfen, ob jede Platte in die Einheit eingeschmolzen ist, um eine spätere Delamination zu vermeiden. Die Pressausrüstung verwendet eine Hochleistungs-Stützpresse, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Zwischenlagen-Ausrichtung von Hochplatten zu erfüllen.

Untersuchen Sie entsprechend der laminierten Struktur der Hochhausplatte und den verwendeten Materialien das geeignete Pressverfahren, stellen Sie die beste Temperaturanstiegsrate und -kurve ein, reduzieren Sie die Temperaturanstiegsrate der gepressten Platine beim herkömmlichen Pressverfahren für mehrschichtige Leiterplatten entsprechend. Verlängern Sie die Hochtemperatur-Härtungszeit, lassen Sie das Harz vollständig fließen und verfestigen und vermeiden Sie Probleme wie Gleitplatten- und Zwischenschichtversetzungen beim Pressvorgang. Platten mit unterschiedlichen TG-Werten können nicht mit Rostplatten identisch sein; Platten mit gewöhnlichen Parametern können nicht mit Platten mit speziellen Parametern gemischt werden; Um die Rationalität des gegebenen Ausdehnungs- und Schrumpfungskoeffizienten zu gewährleisten, sind die Eigenschaften verschiedener Platten und halbgehärteter Platten unterschiedlich, so dass die entsprechenden halbgehärteten Plattenparameter gepresst und die Prozessparameter für spezielle Materialien überprüft werden müssen wurde noch nie benutzt.

2.6 Bohrprozess

Aufgrund der übermäßigen Dicke der Platte und der Kupferschicht, die durch die Überlagerung jeder Schicht verursacht wird, wird der Bohrer stark abgenutzt und der Bohrer kann leicht brechen. Lochzahl, Fallgeschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit sind entsprechend zu reduzieren. Messen Sie die Ausdehnung und Kontraktion der Platte genau, um einen genauen Koeffizienten zu erhalten; Wenn die Anzahl der Lagen ≥ 14, der Lochdurchmesser ≤ 0.2 mm oder der Abstand von Loch zu Linie ≤ 0.175 mm ist, soll die Bohranlage mit einer Lochpositionsgenauigkeit ≤ 0.025 mm für die Produktion verwendet werden; Durchmesser φ Der Lochdurchmesser über 4.0 mm wird schrittweise gebohrt und das Dickendurchmesserverhältnis beträgt 12:1. Es wird durch schrittweises Bohren und positives und negatives Bohren hergestellt; Kontrollieren Sie den Grat und die Lochdicke der Bohrung. Die Hochhausplatte muss so weit wie möglich mit einem neuen Bohrmesser oder einem Schleifbohrmesser gebohrt werden, und die Lochdicke muss auf 25 um kontrolliert werden. Um das Bohrgratproblem von hoch aufragenden dicken Kupferplatten zu verbessern, wird durch Chargenüberprüfung die Verwendung einer hochdichten Trägerplatte, die Anzahl der laminierten Platten beträgt eins und die Schleifzeiten des Bohrers werden innerhalb von 3 Mal kontrolliert. was den Bohrgrat effektiv verbessern kann

Für das Hochhausboard verwendet für Hochfrequenz, Hochgeschwindigkeits- und massive Datenübertragung, ist die Back-Drilling-Technologie eine effektive Methode, um die Signalintegrität zu verbessern. Das Rückbohren steuert hauptsächlich die Reststummellänge, die Lochpositionskonsistenz der beiden Bohrlöcher und den Kupferdraht im Bohrloch. Nicht alle Bohrmaschinenausrüstungen verfügen über eine Rückenbohrfunktion, daher ist es erforderlich, die Bohrmaschinenausrüstung (mit Rückenbohrfunktion) aufzurüsten oder eine Bohrmaschine mit Rückenbohrfunktion zu kaufen. Die aus der industriebezogenen Literatur und der ausgereiften Massenproduktion angewandte Hinterbohrtechnologie umfasst hauptsächlich: traditionelles Tiefenkontroll-Rückbohrverfahren, Hinterbohren mit Signalrückkopplungsschicht in der Innenschicht und Berechnung des Tiefenrückbohrens gemäß dem Anteil der Blechdicke. Es wird hier nicht wiederholt.

3、 Zuverlässigkeitstest

Die Hochhausplatte ist im Allgemeinen eine Systemplatte, die dicker und schwerer ist als die herkömmliche Mehrschichtplatte, hat eine größere Einheitsgröße und die entsprechende Wärmekapazität ist auch größer. Während des Schweißens wird mehr Wärme benötigt und die Hochtemperaturschweißzeit ist lang. Bei 217 ℃ (Schmelzpunkt von Zinn-Silber-Kupfer-Lot) dauert es 50 Sekunden bis 90 Sekunden. Gleichzeitig ist die Abkühlgeschwindigkeit der Hochhausplatte relativ langsam, so dass die Zeit des Reflow-Tests verlängert wird. In Kombination mit ipc-6012c, IPC-TM-650-Standards und industriellen Anforderungen wird der Hauptzuverlässigkeitstest von High-Rise-Boards durchgeführt.