Avaintuotantoprosessin ohjaus korkealle tasolle PCB hallitus

Monikerroksinen piirilevy määritellään yleensä monikerroksiseksi monikerroksiseksi piirilevyksi, jossa on 10-20 kerrosta tai enemmän, mikä on vaikeampaa käsitellä kuin perinteinen monikerroksinen piirilevy ja sillä on korkeat laatu- ja luotettavuusvaatimukset. Sitä käytetään pääasiassa viestintälaitteissa, huippuluokan palvelimissa, lääketieteellisessä elektroniikassa, ilmailussa, teollisessa valvonnassa, armeijassa ja muilla aloilla. Viime vuosina korkeiden levyjen kysyntä sovellusviestinnän, tukiaseman, ilmailun ja armeijan aloilla on edelleen voimakasta. Kiinan telelaitteistomarkkinoiden nopean kehityksen myötä monikerroksisten levyjen markkinanäkymät ovat lupaavat.

Tällä hetkellä PCB -valmistajaS, jotka voivat massatuotannossa tuottaa korkean tason PCB: tä Kiinassa, tulevat pääasiassa ulkomaisilta tai muutamilta kotimaisilta yrityksiltä. Monikerroksisten piirilevyjen tuotanto vaatii korkeampien tekniikka- ja laiteinvestointien lisäksi myös teknikoiden ja tuotantohenkilöstön kokemuksen keräämistä. Samaan aikaan asiakkaiden sertifiointimenettelyt korkeiden PCB-levyjen tuontia varten ovat tiukat ja hankalat. Siksi kynnys korkean PCB: n pääsemiseksi yritykseen on korkea ja teollistumisen tuotantosykli on pitkä. PCB -kerrosten keskimääräisestä määrästä on tullut tärkeä tekninen indeksi, joka mittaa PCB -yritysten teknistä tasoa ja tuoterakennetta. Tässä artikkelissa kuvataan lyhyesti tärkeimpien käsittelyongelmien esiintyminen korkean tason PCB: n tuotannossa ja esitellään korkean tason PCB: n keskeisten tuotantoprosessien keskeiset valvontapisteet.

1, Tärkeimmät tuotantoon liittyvät vaikeudet

Verrattuna tavanomaisten piirilevytuotteiden ominaisuuksiin korkean piirilevyn ominaisuudet ovat paksummat levyt, enemmän kerroksia, tiheämmät linjat ja läpiviennit, suurempi yksikkökoko, ohuempi dielektrinen kerros ja tiukemmat vaatimukset sisätilalle, kerrosten kohdistus, impedanssin säätö ja luotettavuus.

1.1 vaikeuksia kerrosten välisessä kohdistuksessa

Korkean kartonkikerroksen suuren määrän vuoksi asiakkaan suunnittelupäässä on yhä tiukemmat vaatimukset PCB-kerrosten kohdistukselle, ja kerrosten välinen kohdistustoleranssi on yleensä säädetty ± 75 μm: iin. Kun otetaan huomioon kerrostalolevyn suuri yksikkökokoonpano, grafiikansiirtotyöpajan ympäristön lämpötila ja kosteus, dislokaatioasetus ja eri kerrosten paikannustila, jotka johtuvat eri ydinlevykerrosten epäjohdonmukaisesta laajentumisesta ja supistumisesta, välikerroksen hallitseminen on vaikeampaa korkean kartongin linjaus.

1.2 vaikeuksia tehdä sisäpiiri

Korkean tason levy käyttää erikoismateriaaleja, kuten suurta Tg: tä, nopeaa, suurtaajuista, paksua kuparia ja ohutta dielektristä kerrosta, mikä asettaa korkeat vaatimukset sisäpiirin valmistukselle ja graafiselle koonhallinnalle, kuten impedanssisignaalin eheys voimansiirto, mikä lisää sisäpiirin valmistuksen vaikeutta. Rivileveys ja riviväli ovat pieniä, avoimet ja oikosulut lisääntyvät, mikro -oikosulku kasvaa ja hyväksymisaste on alhainen; Hienoja viivoja sisältäviä signaalikerroksia on monia, ja todennäköisyys puuttua AOI -tunnistus sisäkerroksesta kasvaa; Sisälevy on ohut, helppo taittaa, mikä johtaa huonoon valotukseen, ja se on helppo rullata etsauksen jälkeen; Suurin osa kerrostaloista on emolevyjä, joilla on suuri yksikkökoko, ja lopputuotteiden romuttamiskustannukset ovat suhteellisen korkeat.

1.3 valmistusongelmat

Kun useat sisäydinlevyt ja puolikovetetut levyt asetetaan päällekkäin, puristustuotannossa voi helposti esiintyä vikoja, kuten liukulevy, delaminaatio, hartsin ontelo ja kuplajäämä. Laminoitua rakennetta suunniteltaessa on otettava täysin huomioon lämmönkestävyys, jännitteenkestävyys, liiman täyttömäärä ja materiaalin keskipaksuus ja asetettava kohtuullinen korkean levyn puristusohjelma. Kerroksia on monia, eikä laajentumisen ja supistumisen ohjaus ja kokokertoimen kompensointi voi olla johdonmukaista; Kerrosten välinen eristekerros on ohut, mikä on helppo johtaa kerrosten välisen luotettavuustestin epäonnistumiseen. Kuvio 1 on kaavio murtuvan levyn delaminoitumisviasta termisen rasitustestin jälkeen.

Fig.1

1.4 porausongelmat

Korkean Tg: n, nopeiden, suurtaajuisten ja paksujen kuparisten erikoislevyjen käyttö lisää porauksen karheutta, porausporaa ja porauslian poistamista. Kerroksia on monia, kuparin kokonaispaksuus ja levyn paksuus kerääntyvät ja poratyökalu on helppo rikkoa; Kahvilan vika, joka johtuu tiheästä BGA: sta ja kapeista reikäväleistä; Levyn paksuuden vuoksi on helppo aiheuttaa vino porausongelma.

2, Avaintuotantoprosessin ohjaus

2.1 materiaalin valinta

Kehittämällä elektronisia komponentteja korkean suorituskyvyn ja monitoimisuunnan suuntaan se tuo mukanaan myös korkeataajuisia ja nopeita signaalien siirtoja. Siksi vaaditaan, että elektronisten piirimateriaalien dielektrisyysvakio ja dielektrinen häviö ovat suhteellisen pieniä, samoin kuin alhainen CTE, alhainen veden imeytyminen ja paremmin suorituskykyiset kuparipinnoitetut laminaattimateriaalit, jotta voidaan täyttää korkeiden käsittely- ja luotettavuusvaatimukset. -nousulaudat. Yleisiä levytoimittajia ovat pääasiassa sarja, B -sarja, C -sarja ja D -sarja. Katso taulukko 1 näiden neljän sisäpohjan pääominaisuuksien vertailuun. Korkean paksuisen kuparisen piirilevyn osalta valitaan puolikovettu arkki, jolla on korkea hartsipitoisuus. Kerrosten välisen puolikovetetun levyn liiman virtausmäärä riittää täyttämään sisäkerroksen grafiikan. Jos eristekerros on liian paksu, valmis levy on helppo olla liian paksu. Päinvastoin, jos eristävä väliainekerros on liian ohut, on helppo aiheuttaa laatuongelmia, kuten keskirasitus ja korkeajännitetestivika. Siksi eristysmateriaalien valinta on erittäin tärkeää.

2.2 laminoidun rakenteen suunnittelu

Laminaattirakenteen suunnittelussa huomioitavat tärkeimmät tekijät ovat lämmönkestävyys, jännitteenkestävyys, liiman täyttömäärä ja materiaalin dielektrisen kerroksen paksuus, ja seuraavia pääperiaatteita on noudatettava.

(1) Puolikovetetun levyn ja ydinlevyn valmistajan on oltava johdonmukaisia. PCB: n luotettavuuden varmistamiseksi yksittäistä 1080- tai 106 -puolikovetettua arkkia ei saa käyttää kaikkiin puolikovetettujen levyjen kerroksiin (ellei asiakkaalla ole erityisvaatimuksia). Kun asiakkaalla ei ole keskipaksuusvaatimuksia, kerroksen välinen paksuus on taattava ≥ 0.09 mm ipc-a-600g: n mukaan.

(2) Kun asiakkaat tarvitsevat korkean Tg -levyn, ydinlevyn ja puolikovetetun levyn on käytettävä vastaavia korkean Tg -materiaalia.

(3) Valitse sisäpinnalle 3oz tai enemmän, puolikovettu arkki, jossa on paljon hartsia, kuten 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Kaikkien 106 korkealiimaisen puolikovetetun levyn rakenteellista rakennetta on kuitenkin vältettävä mahdollisuuksien mukaan, jotta estetään useiden 106 puolikovetetun arkin päällekkäisyys. Koska lasikuitulanka on liian ohutta, lasikuitulanka romahtaa suurelle alustalle, mikä vaikuttaa mittojen vakauteen ja levyn räjähdysmäiseen irtoamiseen.

(4) Jos asiakkaalla ei ole erityisvaatimuksia, kerrosten välisen dielektrisen kerroksen paksuustoleranssia hallitaan yleensä + / – 10%. Impedanssilevyjen dielektrisen paksuuden toleranssia ohjaa ipc-4101 C / M -toleranssi. Jos impedanssiin vaikuttava tekijä liittyy alustan paksuuteen, levyn toleranssia on myös säädettävä ipc-4101 C / M -toleranssilla.

2.3 kerrosten välisen kohdistuksen ohjaus

Ytimen sisälevyn koon kompensoinnin ja tuotannon koon hallinnan tarkkuuden vuoksi on tarpeen kompensoida tarkasti jokaisen kerrostalolevyn kerroksen graafinen koko tietyn ajan tuotannossa kerättyjen tietojen ja historiallisen datakokemuksen avulla. jokaisen ydinlevykerroksen laajentuminen ja supistuminen. Valitse erittäin tarkka ja luotettava välikerroksen paikannustila ennen puristusta, kuten tappi Lam, kuumasula ja niittiyhdistelmä. Asianmukaisten puristusprosessien asettaminen ja puristimen päivittäinen huolto ovat avain, jolla varmistetaan puristuksen laatu, hallitaan puristusliimaa ja jäähdytystehoa ja vähennetään kerrosten välisen siirtymän ongelmaa. Kerrosten välisen kohdistuksen hallintaa on tarkasteltava kokonaisvaltaisesti sellaisista tekijöistä kuin sisäkerroksen kompensointiarvo, puristusasemointitila, puristusprosessiparametrit, materiaalin ominaisuudet ja niin edelleen.

2.4 sisälinjan prosessi

Koska perinteisen valotuskoneen analyyttinen kyky on korkeampi kuin 50 μM korkeiden levyjen valmistuksessa, voidaan ottaa käyttöön LDI (laser direct imager) -grafiikkagrafiikan analysointikyvyn parantamiseksi, joka voi olla jopa 20 μM. Perinteisen valotuskoneen kohdistustarkkuus on ± 25 μm. Kerrosten välinen kohdistustarkkuus on suurempi kuin 50 μm。 Korkean tarkkuuden kohdistuksen valotuslaitteella grafiikan kohdistustarkkuutta voidaan parantaa 15 μM: iin, kerrosten välisen kohdistuksen tarkkuuden säätöön 30 μM, mikä vähentää perinteisten laitteiden kohdistuksen poikkeamaa ja parantaa kerrosten välisen kohdistuksen tarkkuus.

Linjan syövytyskapasiteetin parantamiseksi on tarpeen antaa asianmukainen kompensointi siiman ja tyynyn (tai hitsausrenkaan) leveydestä teknisessä suunnittelussa sekä yksityiskohtaisempi suunnittelu huomio erityisten grafiikka, kuten paluulinja ja itsenäinen linja. Varmista, onko sisäviivan leveyden, linjan etäisyyden, eristysrenkaan koon, riippumattoman linjan ja reiän ja linjan välisen etäisyyden suunnittelu kompensointi kohtuullinen, muutathan muuten suunnittelua. On olemassa impedanssi- ja induktiivisen reaktanssin suunnitteluvaatimuksia. Kiinnitä huomiota siihen, riittääkö riippumattoman linjan ja impedanssilinjan suunnittelukompensaatio. Ohjaa parametreja etsauksen aikana. Erätuotanto voidaan suorittaa vasta, kun ensimmäinen kappale on vahvistettu päteväksi. Etsauspuolen korroosion vähentämiseksi on tarpeen valvoa kunkin syövytysliuosryhmän kemiallista koostumusta parhaalla alueella. Perinteisellä etsauslinjalaitteella on riittämätön syövytyskapasiteetti. Laitteet voidaan teknisesti muuntaa tai tuoda korkean tarkkuuden etsauslinjalaitteiksi etsauksen tasaisuuden parantamiseksi ja ongelmien, kuten karkean reunan ja epäpuhtaan etsauksen, vähentämiseksi.

2.5 puristusprosessi

Tällä hetkellä välikerroksen paikannusmenetelmät ennen puristusta sisältävät pääasiassa: tappi Lam, kuumasula, niitti sekä kuumasulatteen ja niitin yhdistelmä. Eri tuoterakenteille käytetään erilaisia ​​paikannusmenetelmiä. Korkean laatan osalta on käytettävä neljän uran sijoittamismenetelmää (tappi Lam) tai fuusio + niittausmenetelmää. Operaattorin on lävistettävä paikannusreikä ja lävistystarkkuutta on säädettävä ± 25 μm: n sisällä. voidaan tehdä vasta, kun kerroksen poikkeama on hyväksytty. Erätuotannon aikana on tarpeen tarkistaa, onko jokainen levy sulautunut yksikköön myöhemmän delaminoitumisen estämiseksi. Puristuslaitteet käyttävät korkean suorituskyvyn tukipuristinta kerrosten välisen kohdistuksen tarkkuuden ja luotettavuuden saavuttamiseksi.

Kerrostalolevyn laminoidun rakenteen ja käytettyjen materiaalien mukaan tutkia sopivaa puristusmenetelmää, asettaa paras lämpötilan nousunopeus ja käyrä, pienentää asianmukaisesti puristetun levyn lämpötilan nousunopeutta tavanomaisessa monikerroksisessa piirilevyn puristusmenettelyssä, pidentää korkean lämpötilan kovettumisaikaa, saa hartsi täyteen virtaamaan ja jähmettyä ja välttää ongelmia, kuten liukulevy ja kerrosten välinen siirtyminen puristusprosessissa. Levyt, joilla on erilaiset TG -arvot, eivät voi olla samoja kuin arinalevyt; Tavallisia parametreja sisältäviä levyjä ei voida sekoittaa erityisparametristen levyjen kanssa; Annetun laajentumis- ja supistumiskerroimen järkevyyden varmistamiseksi eri levyjen ja puolikovetettujen levyjen ominaisuudet ovat erilaisia, joten vastaavat levypuolikovetetut arkkiparametrit on painettava ja prosessiparametrit on tarkistettava erityismateriaaleille, joilla on ei ole koskaan käytetty.

2.6 porausprosessi

Jokaisen kerroksen päällekkäisyyden aiheuttaman levyn ja kuparikerroksen liiallisen paksuuden vuoksi poranterä on vakavasti kulunut ja poranterän murtaminen on helppoa. Reikien määrää, putoamisnopeutta ja pyörimisnopeutta on vähennettävä asianmukaisesti. Mittaa tarkasti levyn laajentuminen ja supistuminen, jotta saadaan tarkka kerroin; Jos kerrosten lukumäärä ≥ 14, reiän halkaisija ≤ 0.2 mm tai etäisyys reiästä linjaan ≤ 0.175 mm, tuotannossa on käytettävä porauslaitetta, jonka reikien sijainnin tarkkuus on ≤ 0.025 mm; halkaisija φ Reiän halkaisija yli 4.0 mm hyväksyy vaiheittaisen porauksen, ja paksuuden halkaisijan suhde on 12: 1. Se tuotetaan vaiheittaisella porauksella ja positiivisella ja negatiivisella porauksella; Hallitse poran porausta ja reiän paksuutta. Korkean tason laatta on porattava mahdollisuuksien mukaan uudella porausveitsellä tai jauhantaterällä ja reiän paksuus on säädettävä 25 um: n sisällä. Korkean paksuisen kuparilevyn porausporausongelman parantamiseksi erävahvistuksen, tiheän taustalevyn käytön, laminoitujen levyjen lukumäärä on yksi ja poranterän hionta-aikoja säädetään 3 kertaa, joka voi parantaa porausporaa tehokkaasti

Korkealevylle, jota käytetään korkean taajuuden, nopea ja massiivinen tiedonsiirto, takaporaustekniikka on tehokas tapa parantaa signaalin eheyttä. Takaporaus ohjaa pääasiassa tynkän jäännöspituutta, kahden porareiän reiän aseman johdonmukaisuutta ja reiän kuparilankaa. Kaikissa porauslaitteissa ei ole takaporaustoimintoa, joten on tarpeen päivittää porauslaitteisto (takaporaustoiminnolla) tai ostaa porakone, jossa on takaporaus. Teollisuuteen liittyvästä kirjallisuudesta ja kypsästä massatuotannosta sovellettu takaporaustekniikka sisältää pääasiassa: perinteisen syvyyden säätöporausmenetelmän, takaporauksen sisäkerroksen signaalipalautekerroksen kanssa ja syvyysporausporauksen laskemisen levyn paksuuden suhteen. Sitä ei toisteta täällä.

3, Luotettavuustesti

Monikerroksinen levy on yleensä järjestelmälevy, joka on paksumpi ja raskaampi kuin perinteinen monikerroslevy, sillä on suurempi yksikkökoko ja vastaava lämmitysteho. Hitsauksen aikana tarvitaan enemmän lämpöä ja hitsauksen korkean lämpötilan aika on pitkä. 217 ℃ (tinahopeakuparijuotteen sulamispiste) kestää 50–90 sekuntia. Samaan aikaan korkean levyn jäähdytysnopeus on suhteellisen hidas, joten reflow-testin aika pitenee. Yhdistettynä ipc-6012c, IPC-TM-650 -standardeihin ja teollisuusvaatimuksiin suoritetaan kerrostalojen tärkein luotettavuustesti.