Tootmisprotsessi võtmekontroll kõrgetasemeliseks PCB juhatus

Kõrghoone trükkplaati määratletakse üldiselt kui kõrghoonete mitmekihilist trükkplaati, millel on 10–20 korrust või rohkem, mida on keerulisem töödelda kui traditsioonilist mitmekihiline trükkplaat ning sellel on kõrged kvaliteedi- ja töökindlusnõuded. Seda kasutatakse peamiselt sideseadmetes, tipptasemel serverites, meditsiinielektroonikas, lennunduses, tööstusjuhtimises, sõjaväes ja muudes valdkondades. Viimastel aastatel on turunõudlus kõrghoonete tahvlite järele rakendusside, tugijaama, lennunduse ja sõjaväe valdkonnas endiselt tugev. Hiina telekommunikatsiooniseadmete turu kiire arenguga on paljulubavad kõrghoonete tahvlite turuväljavaated.

Praegu PCB tootjas, mis suudavad Hiinas massiliselt toota kõrgtehnoloogilisi trükkplaate, pärinevad peamiselt välisrahastatud ettevõtetest või mõnest kodumaisest ettevõttest. Kõrghoonete trükkplaatide tootmine nõuab mitte ainult kõrgemaid investeeringuid tehnoloogiasse ja seadmetesse, vaid ka tehnikute ja tootmispersonali kogemuste kogumist. Samal ajal on kõrgtehnoloogiliste trükkplaatide importimisel klientide sertifitseerimismenetlused ranged ja tülikad. Seetõttu on kõrgtehnoloogiliste trükkplaatide sisenemise künnis ettevõttesse kõrge ja industrialiseerimise tootmistsükkel pikk. Keskmine PCB -kihtide arv on muutunud oluliseks tehniliseks näitajaks PCB -ettevõtete tehnilise taseme ja toote struktuuri mõõtmiseks. Käesolevas dokumendis kirjeldatakse lühidalt peamisi kõrgtehnoloogiliste trükkplaatide tootmisel esinenud töötlemisraskusi ja tutvustatakse teie jaoks kõrghoonete trükkplaatide peamiste tootmisprotsesside peamisi kontrollpunkte.

1, peamised tootmisraskused

Võrreldes tavapäraste trükkplaaditoodete omadustega on kõrghoonete trükkplaadil paksemate plaatide, rohkemate kihtide, tihedamate joonte ja avauste omadused, suurem ühiku suurus, õhem dielektriline kiht ja rangemad nõuded siseruumile, vahekihtide joondamisele, impedantsi juhtimisele ja usaldusväärsust.

1.1. Raskused kihtidevahelisel joondamisel

Kõrghoonete plaadikihtide suure arvu tõttu on kliendi projekteerimisotsas PCB-kihtide joondamisele üha rangemad nõuded ja kihtide vahelist joondamistaluvust reguleeritakse tavaliselt ± 75 μm. Arvestades kõrghoonete suure ühiku suurust, graafikaülekande töökoja ümbritsevat temperatuuri ja niiskust, dislokatsiooni superpositsiooni ja kihtidevahelise positsioneerimise režiimi, mis on põhjustatud erinevate südamikuplaatide kihtide ebaühtlasest laienemisest ja kokkutõmbumisest, on vahekihi juhtimine keerulisem. kõrghoonete tahvli joondamine.

1.2 raskused siseringi tegemisel

Kõrghooneplaat võtab vastu spetsiaalseid materjale, nagu kõrge Tg, kiire, kõrge sagedusega, paks vask ja õhuke dielektriline kiht, mis seab kõrged nõuded sisemise vooluahela valmistamisele ja graafilisele suuruse juhtimisele, näiteks impedantssignaali terviklikkus ülekanne, mis suurendab siseringi valmistamise keerukust. Joone laius ja reavahe on väikesed, avatud ja lühised suurenevad, mikro lühis suureneb ja kvalifitseerumise määr on madal; Peenjoonte signaalikihte on palju ja sisemise kihi AOI tuvastamise puudumise tõenäosus suureneb; Sisemine südamikuplaat on õhuke, hõlpsasti kokkupandav, mille tulemuseks on halb säritus ja seda on pärast söövitamist lihtne rullida; Enamik kõrghoonete plaate on suure ühiku suurusega süsteemiplaadid ja valmistoodete lammutamise hind on suhteliselt kõrge.

1.3 valmistamisraskused

Kui üksteise peale pannakse mitu sisemist südamikuplaati ja poolkõvastatud lehte, on pressimisprotsessis kergeid defekte, nagu libisev plaat, kihistumine, vaigu õõnsus ja mullijäägid. Lamineeritud konstruktsiooni projekteerimisel tuleb täielikult arvestada materjali kuumakindluse, pingetakistuse, liimi täitekoguse ja keskmise paksusega ning määrata mõistlik kõrghooneplaatide pressimisprogramm. Kihte on palju ning paisumise ja kokkutõmbumise kontroll ning suurusteguri kompenseerimine ei saa olla järjepidev; Vahekihi isolatsioonikiht on õhuke, mistõttu on lihtne viia kihtidevahelise töökindluse testi ebaõnnestumiseni. Joonisel fig 1 on diagramm plahvatusplaadi kihistumise defektist pärast termilist pingetesti.

Fig.1

1.4 puurimisraskused

Kõrge Tg, suure kiiruse, suure sagedusega ja paksude vasest spetsiaalsete plaatide kasutamine suurendab puurimise kareduse, puurimise ja mustuse eemaldamise raskusi. Kihte on palju, vase kogupaksus ja plaadi paksus on kogunenud ning puurimisvahendit on lihtne murda; Kohviku rike, mis on põhjustatud tihedast BGA -st ja kitsastest aukudest seinte vahel; Plaadi paksuse tõttu on kaldpuurimise probleemi lihtne tekitada.

2, võtme tootmisprotsessi juhtimine

2.1 materjali valik

Tänu elektrooniliste komponentide arendamisele suure jõudlusega ja multifunktsionaalsete funktsioonidega toob see kaasa ka kõrgsagedusliku ja kiire signaali edastamise. Seetõttu on vaja, et elektrooniliste vooluahelate materjalide dielektriline konstant ja dielektriline kadu oleksid suhteliselt madalad, samuti madal CTE, madal veeimavus ja parema jõudlusega vasest plakeeritud laminaatmaterjalid, et täita kõrgete töötlemis- ja töökindlusnõudeid. -tõusulauad. Tavaliste plaatide tarnijate hulka kuuluvad peamiselt seeria, B -seeria, C -seeria ja D -seeria. Nende nelja sisemise aluspinna põhiomaduste võrdlemiseks vt tabelit 1. Kõrgpaksu paksu vasest trükkplaadi jaoks valitakse suure vaigusisaldusega poolkõvastatud leht. Kihtidevahelise poolkuivatatud lehe liimivoolu kogus on piisav sisekihi graafika täitmiseks. Kui isolatsioonikihi kiht on liiga paks, on valmis plaat lihtne liiga paks. Vastupidi, kui isolatsioonikihi kiht on liiga õhuke, on lihtne tekitada kvaliteediprobleeme, nagu keskmise kihistumine ja kõrgepingetesti rike. Seetõttu on isolatsioonikeskkonna materjalide valik väga oluline.

2.2 lamineeritud konstruktsiooni disain

Peamised tegurid, mida lamineeritud konstruktsiooni projekteerimisel arvestatakse, on materjali kuumakindlus, pingetakistus, liimi täitekogus ja dielektrilise kihi paksus ning järgida tuleb järgmisi põhiprintsiipe.

(1) Poolkõvastatud lehe ja südamikplaadi tootja peab olema järjepidev. PCB töökindluse tagamiseks ei tohi poolkõvastatud lehtede kõigi kihtide puhul kasutada üksikuid 1080 või 106 poolkõvastatud lehti (kui kliendil pole erinõudeid). Kui kliendil ei ole keskmise paksusega nõudeid, tuleb ipc-a-0.09g kohaselt tagada kihtide vaheline paksus ≥ 600 mm.

(2) Kui kliendid vajavad kõrge Tg -plaati, peavad südamikplaadid ja poolkõvastatud lehed kasutama vastavaid kõrge Tg -ga materjale.

(3) Sisemise substraadi 3oz või üle selle jaoks vali kõrge vaigusisaldusega poolkõvastatud leht, näiteks 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Siiski tuleb võimaluste piires vältida kõigi 106 kõrge liimiga poolkõvastatud lehe konstruktsiooni, et vältida 106 XNUMX poolkõvenenud lehe üksteise asetamist. Kuna klaaskiudlõng on liiga õhuke, variseb klaaskiudlõng suurel aluspinnal kokku, mis mõjutab mõõtmete stabiilsust ja plaadi plahvatuslahtistumist.

(4) Kui kliendil pole erinõudeid, kontrollitakse kihtidevahelise dielektrilise kihi paksuse tolerantsi üldiselt + / – 10%. Impedantsplaadi puhul reguleeritakse dielektrilise paksuse tolerantsi ipc-4101 C / M tolerantsiga. Kui impedantsi mõjutav tegur on seotud aluspinna paksusega, tuleb plaadi taluvust kontrollida ka ipc-4101 C / M tolerantsiga.

2.3. Kihtidevahelise joondamise juhtimine

Sisemise südamikuplaadi suuruse kompenseerimise ja tootmissuuruse juhtimise täpsuse tagamiseks on vaja kõrghoonetahvli iga kihi graafilist suurust täpselt kompenseerida teatud aja jooksul tootmises kogutud andmete ja ajalooliste andmetega, et tagada südamikplaadi iga kihi laienemine ja kokkutõmbumine. Valige enne pressimist ülitäpne ja usaldusväärne kihtidevaheline positsioneerimisrežiim, näiteks tihvtlamm, kuumsulam ja neetide kombinatsioon. Sobivate pressimisprotseduuride seadistamine ja pressi igapäevane hooldus on võtmetähtsusega, et tagada pressimise kvaliteet, kontrollida pressimisliimi ja jahutusefekti ning vähendada kihtidevahelise dislokatsiooni probleemi. Kihtidevahelise joondamise juhtimist tuleb põhjalikult arvestada selliste teguritega nagu sisemise kihi kompenseerimisväärtus, pressimise positsioneerimisrežiim, pressimisprotsessi parameetrid, materjali omadused ja nii edasi.

2.4 siseliini protsess

Kuna traditsioonilise säriaparaadi analüüsivõime on kõrghoonete plaatide tootmiseks väiksem kui 50 μ M., saab graafilise analüüsi võime parandamiseks kasutusele võtta laser-otsese kujutise (LDI), mis võib ulatuda 20 μM-ni. Traditsioonilise säritusmasina joondamise täpsus on ± 25 μm. Kihtidevahelise joondamise täpsus on suurem kui 50 μm high Kasutades ülitäpse joondamise särimasinat, saab graafika joondamise täpsust parandada kuni 15 μM, kihtidevahelise joondamise täpsuse juhtimist 30 μM, mis vähendab traditsiooniliste seadmete joondushälvet ja parandab kõrghoonete plaatide vahekihi joondamise täpsus.

Liini söövitusvõime parandamiseks on vaja tehnilises projektis anda joone ja padja (või keevitusrõnga) laiuse eest asjakohane hüvitis, samuti tuleb arvestada üksikasjalikumalt projekteerimisega. graafika, näiteks tagasiliin ja sõltumatu liin. Veenduge, kas sisemise joone laiuse, joone kauguse, eraldusrõnga suuruse, sõltumatu joone ja augu vaheline kaugus on mõistlik, muidu muutke tehnilist disaini. On olemas impedantsi ja induktiivse reaktantsi projekteerimisnõuded. Pöörake tähelepanu sellele, kas sõltumatu liini ja takistusjoone disainikompensatsioon on piisav. Kontrollige söövitamise ajal parameetreid. Partiitootmist saab teostada alles pärast seda, kui esimene tükk on kvalifitseeritud. Söövitamise külgkorrosiooni vähendamiseks on vaja kontrollida iga söövituslahuse rühma keemilist koostist parimas vahemikus. Traditsioonilisel söövitusliinil pole piisavalt söövitusvõimsust. Seadmeid saab tehniliselt ümber kujundada või importida ülitäpseks söövitusliiniks, et parandada söövituse ühtlust ja vähendada selliseid probleeme nagu kare serv ja ebapuhas söövitus.

2.5 pressimisprotsess

Praegu hõlmavad kihtidevahelise positsioneerimise meetodid enne pressimist peamiselt järgmist: tihvt Lam, kuumsulam, neet ning kuumsulami ja neetide kombinatsioon. Erinevate tootestruktuuride jaoks kasutatakse erinevaid positsioneerimismeetodeid. Kõrgpõrandaplaadi puhul kasutatakse nelja pilu positsioneerimismeetodit (tihvt Lam) või sulandamis- + neetimismeetodit. Operatiivne stantsimismasin lööb positsioneerimisaugu sisse ja stantsimise täpsust kontrollitakse ± 25 μm piires. F Liitmise ajal tuleb reguleerimismasina tehtud esimese plaadi kihthälbe kontrollimiseks kasutada röntgenkiirte ja partii saab teha alles pärast kihi kõrvalekalde kvalifitseerimist. Partiitootmise ajal on vaja kontrollida, kas iga plaat on seadmesse sulanud, et vältida hilisemat kihistumist. Pressimisseadmed kasutavad kõrgjõudlusplaatide kihtidevahelise joondamise täpsuse ja töökindluse tagamiseks suure jõudlusega tugipressi.

Vastavalt kõrghoonete plaatide lamineeritud struktuurile ja kasutatud materjalidele uurige sobivat pressimisprotseduuri, määrake parim temperatuuri tõusu kiirus ja kõver, vähendage sobivalt pressitud plaadi temperatuuri tõusu kiirust tavapärases mitmekihilises trükkplaadi pressimisprotseduuris, pikendada kõrgtemperatuurilist kõvenemisaega, panna vaik täielikult voolama ja tahkuda ning vältida selliseid probleeme nagu libisemisplaat ja kihtidevaheline nihkumine pressimisprotsessis. Erineva TG väärtusega plaadid ei saa olla samad restplaatidega; Tavaliste parameetritega plaate ei saa segada spetsiaalsete parameetritega plaatidega; Et tagada antud laienemis- ja kokkutõmbumisteguri ratsionaalsus, on erinevate plaatide ja poolkõvastatud lehtede omadused erinevad, seega tuleb pressida vastavaid plaatide poolkõvastatud lehe parameetreid ja kontrollida protsessi parameetreid spetsiaalsete materjalide puhul, millel on pole kunagi kasutatud.

2.6 puurimisprotsess

Plaadi ja vasekihi ülemäärase paksuse tõttu, mis on põhjustatud iga kihi superpositsioonist, on puur tõsiselt kulunud ja seda on lihtne murda. Aukude arvu, langemiskiirust ja pöörlemiskiirust tuleb asjakohaselt vähendada. Täpse koefitsiendi saamiseks mõõtke täpselt plaadi laienemist ja kokkutõmbumist; Kui kihtide arv on ≥ 14, ava läbimõõt ≤ 0.2 mm või kaugus august kuni jooneni ≤ 0.175 mm, kasutatakse tootmiseks puurimisseadet, mille aukude täpsus on ≤ 0.025 mm; läbimõõt φ Augu läbimõõt üle 4.0 mm võtab kasutusele samm-sammult puurimise ja paksuse läbimõõdu suhe on 12: 1. Seda toodetakse samm-sammult puurimise ning positiivse ja negatiivse puurimise teel; Kontrollige puurimise puuride ja aukude paksust. Kõrgpõrandaplaat puuritakse uue puurinoa või lihvimispuurnuga nii kaugele kui võimalik ja aukude paksust tuleb kontrollida 25 um piires. Kõrghoonete paksude vaskplaatide puurimispuuride probleemi parandamiseks partii kontrollimise, suure tihedusega alusplaadi kasutamise, lamineeritud plaatide arvu järgi on üks ja puuri lihvimisaegu kontrollitakse 3 korda, mis võib tõhusalt parandada puurimist

Kasutatava kõrghoone plaadi jaoks kõrgsagedus-, kiire ja massiivne andmeedastus, tagasipuurimistehnoloogia on tõhus meetod signaali terviklikkuse parandamiseks. Tagapuurimine kontrollib peamiselt jäänukipikkuse jääki, kahe puuraugu avaasendi järjepidevust ja aukus olevat vasktraati. Kõigil puurmasinate seadmetel ei ole tagapuurimisfunktsiooni, seega on vaja puurmasina varustust uuendada (tagapuurimisfunktsiooniga) või osta puurmasin tagapuurimisfunktsiooniga. Tööstusega seotud kirjandusest ja küpsest masstootmisest rakendatud tagapuurimistehnoloogia hõlmab peamiselt järgmist: traditsiooniline sügavuse kontrollpuurimismeetod, tagumine puurimine, mille sisekihis on signaali tagasiside kiht, ja sügavuspuurimise arvutamine vastavalt plaadi paksuse proportsioonile. Siin seda ei korrata.

3, töökindluse test

Kõrghooneplaat on tavaliselt süsteemiplaat, mis on tavalisest mitmekihilisest plaadist paksem ja raskem, ühiku suurus on suurem ja vastav soojusmahtuvus on samuti suurem. Keevitamise ajal on vaja rohkem soojust ja keevitamise aeg kõrgel temperatuuril on pikk. Temperatuuril 217 ℃ (tinahõbe vaskjoodise sulamistemperatuur) kulub 50 sekundit kuni 90 sekundit. Samal ajal on kõrghoonete plaatide jahutuskiirus suhteliselt aeglane, seega pikeneb tagasivoolutesti aeg. Koos ipc-6012c, IPC-TM-650 standardite ja tööstusnõuetega viiakse läbi kõrghoonete peamine töökindluse test.