Contrôle des processus de production clés pour High Level PCB planche

La carte de circuit imprimé de grande hauteur est généralement définie comme une carte de circuit imprimé multicouche de grande hauteur avec 10 à 20 étages ou plus, ce qui est plus difficile à traiter que la carte traditionnelle. circuit imprimé multicouche et a des exigences de qualité et de fiabilité élevées. Il est principalement utilisé dans les équipements de communication, les serveurs haut de gamme, l’électronique médicale, l’aviation, le contrôle industriel, l’armée et d’autres domaines. Ces dernières années, la demande du marché pour les cartes de grande hauteur dans les domaines de la communication d’application, des stations de base, de l’aviation et de l’armée est toujours forte. Avec le développement rapide du marché chinois des équipements de télécommunications, les perspectives de marché des panneaux de grande hauteur sont prometteuses.

À l’heure actuelle, Fabricant de PCBLes PCB capables de produire en masse des PCB de grande hauteur en Chine proviennent principalement d’entreprises à capitaux étrangers ou de quelques entreprises nationales. La production de PCB de grande hauteur nécessite non seulement des investissements technologiques et d’équipement plus élevés, mais également l’accumulation d’expérience des techniciens et du personnel de production. Dans le même temps, les procédures de certification des clients pour l’importation de PCB de grande hauteur sont strictes et lourdes. Par conséquent, le seuil d’entrée des PCB de grande hauteur dans l’entreprise est élevé et le cycle de production d’industrialisation est long. Le nombre moyen de couches de PCB est devenu un indice technique important pour mesurer le niveau technique et la structure des produits des entreprises de PCB. Ce document décrit brièvement les principales difficultés de traitement rencontrées dans la production de PCB de grande hauteur et présente les points de contrôle clés des processus de production clés de PCB de grande hauteur pour votre référence.

1、 Principales difficultés de production

Compared with the characteristics of conventional circuit board products, high-rise circuit board has the characteristics of thicker boards, more layers, denser lines and vias, larger unit size, thinner dielectric layer, and stricter requirements for inner space, interlayer alignment, impedance control and reliability.

1.1 difficultés d’alignement entre les couches

En raison du grand nombre de couches de cartes de grande hauteur, la conception du client a des exigences de plus en plus strictes sur l’alignement des couches de PCB, et la tolérance d’alignement entre les couches est généralement contrôlée à ± 75 μ m. Compte tenu de la conception de grande taille d’unité de la carte de grande hauteur, de la température ambiante et de l’humidité de l’atelier de transfert graphique, de la superposition de dislocation et du mode de positionnement intercalaire causés par l’expansion et la contraction incohérentes des différentes couches de carte centrale, il est plus difficile de contrôler l’intercalaire alignement de la planche de grande hauteur.

1.2 difficultés à faire le circuit intérieur

La carte de grande hauteur adopte des matériaux spéciaux tels qu’une Tg élevée, une vitesse élevée, une fréquence élevée, du cuivre épais et une couche diélectrique mince, ce qui met en avant des exigences élevées pour la fabrication et le contrôle de la taille graphique du circuit interne, telles que l’intégrité du signal d’impédance transmission, ce qui augmente la difficulté de la fabrication du circuit interne. La largeur et l’espacement des lignes sont faibles, les circuits ouverts et courts augmentent, le micro-court augmente et le taux de qualification est faible ; Il existe de nombreuses couches de signaux de lignes fines, et la probabilité de manquer la détection d’AOI dans la couche interne augmente ; La plaque centrale intérieure est mince, facile à plier, ce qui entraîne une mauvaise exposition, et elle est facile à rouler après la gravure ; La plupart des cartes de grande hauteur sont des cartes système avec une grande taille d’unité, et le coût de mise au rebut des produits finis est relativement élevé.

1.3 difficultés pressantes de fabrication

Lorsque plusieurs plaques de noyau internes et feuilles semi-durcies sont superposées, des défauts tels que la plaque coulissante, le délaminage, la cavité de résine et les résidus de bulles sont faciles à se produire lors de la production de sertissage. Lors de la conception de la structure stratifiée, il est nécessaire de tenir pleinement compte de la résistance à la chaleur, de la résistance à la tension, de la quantité de colle et de l’épaisseur moyenne du matériau, et de définir un programme de pressage de plaques de grande hauteur raisonnable. Il existe de nombreuses couches, et le contrôle de l’expansion et de la contraction et la compensation du coefficient de taille ne peuvent pas être cohérents ; La couche d’isolation intercalaire est mince, ce qui peut facilement conduire à l’échec du test de fiabilité intercalaire. La figure 1 est un diagramme du défaut de délaminage de la plaque d’éclatement après un test de contrainte thermique.

Fig.1

1.4 difficultés de forage

L’utilisation de plaques spéciales en cuivre à haute Tg, haute vitesse, haute fréquence et épaisse augmente la difficulté de percer la rugosité, les bavures de perçage et l’élimination de la saleté de perçage. Il existe de nombreuses couches, l’épaisseur totale du cuivre et l’épaisseur de la plaque sont accumulées et l’outil de forage est facile à casser; Défaillance du Caf causée par un BGA dense et un espacement étroit des parois des trous ; En raison de l’épaisseur de la plaque, il est facile de poser le problème du perçage oblique.

2、 Key production process control

2.1 material selection

Avec le développement de composants électroniques dans le sens de hautes performances et multifonctions, il apporte également une transmission de signaux à haute fréquence et à grande vitesse. Par conséquent, il est nécessaire que la constante diélectrique et la perte diélectrique des matériaux des circuits électroniques soient relativement faibles, ainsi qu’un faible CTE, une faible absorption d’eau et de meilleurs matériaux stratifiés plaqués de cuivre haute performance, afin de répondre aux exigences de traitement et de fiabilité de haute -monter les planches. Les fournisseurs de plaques communes comprennent principalement une série, une série B, une série C et une série D. Voir le tableau 1 pour la comparaison des principales caractéristiques de ces quatre substrats intérieurs. Pour le circuit imprimé en cuivre épais de grande hauteur, la feuille semi-durcie à haute teneur en résine est sélectionnée. La quantité d’écoulement de colle de la feuille semi-durcie intercouche est suffisante pour remplir les graphiques de la couche intérieure. Si la couche intermédiaire isolante est trop épaisse, le panneau fini est facilement trop épais. Au contraire, si la couche moyenne isolante est trop mince, il est facile de provoquer des problèmes de qualité tels que la stratification moyenne et l’échec du test haute tension. Par conséquent, le choix des matériaux isolants est très important.

2.2 conception de la structure stratifiée

Les principaux facteurs pris en compte dans la conception de la structure stratifiée sont la résistance à la chaleur, la résistance à la tension, la quantité de colle et l’épaisseur de la couche diélectrique du matériau, et les principes principaux suivants doivent être suivis.

(1) The manufacturer of semi cured sheet and core board must be consistent. In order to ensure the reliability of PCB, single 1080 or 106 semi cured sheet shall not be used for all layers of semi cured sheet (unless the customer has special requirements). When the customer has no medium thickness requirements, the medium thickness between layers must be guaranteed to be ≥ 0.09mm according to ipc-a-600g.

(2) Lorsque les clients ont besoin d’un panneau à haute Tg, le panneau central et la feuille semi-durcie doivent utiliser les matériaux correspondants à haute Tg.

(3) Pour le substrat intérieur de 3 oz ou plus, sélectionnez la feuille semi-durcie à haute teneur en résine, telle que 1080r/C65%, 1080hr/C 68%, 106R/C 73%, 106hr/C76% ; Cependant, la conception structurelle de toutes les 106 feuilles semi-durcies à haute teneur en colle doit être évitée autant que possible pour empêcher la superposition de plusieurs 106 feuilles semi-durcies. Du fait que le fil de fibre de verre est trop fin, le fil de fibre de verre s’affaisse dans la grande zone du substrat, ce qui affecte la stabilité dimensionnelle et le délaminage par explosion de la plaque.

(4) Si le client n’a pas d’exigences particulières, la tolérance d’épaisseur de la couche diélectrique intercalaire est généralement contrôlée de + / – 10%. Pour la plaque d’impédance, la tolérance d’épaisseur diélectrique est contrôlée par la tolérance ipc-4101 C / M. Si le facteur d’influence de l’impédance est lié à l’épaisseur du substrat, la tolérance de la plaque doit également être contrôlée par la tolérance ipc-4101 C / M.

2.3 contrôle d’alignement intercouche

Pour la précision de la compensation de la taille du panneau du noyau interne et du contrôle de la taille de la production, il est nécessaire de compenser avec précision la taille graphique de chaque couche de panneau de grande hauteur à travers les données et l’expérience des données historiques collectées en production pendant un certain temps pour assurer la cohérence de l’expansion et la contraction de chaque couche de panneau central. Sélectionnez le mode de positionnement intercalaire de haute précision et fiable avant de presser, tel que la combinaison de goupille Lam, hot-melt et rivet. La définition de procédures de processus de pressage appropriées et l’entretien quotidien de la presse sont la clé pour assurer la qualité du pressage, contrôler la colle de pressage et l’effet de refroidissement, et réduire le problème de dislocation intercouche. Le contrôle de l’alignement intercouche doit être pris en compte de manière exhaustive à partir de facteurs tels que la valeur de compensation de la couche interne, le mode de positionnement de pressage, les paramètres du processus de pressage, les caractéristiques du matériau, etc.

2.4 processus de ligne intérieure

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.

Afin d’améliorer la capacité de gravure de la ligne, il est nécessaire de donner une compensation appropriée pour la largeur de la ligne et de la pastille (ou de l’anneau de soudage) dans la conception technique, ainsi qu’une considération de conception plus détaillée pour la quantité de compensation de spécial graphiques, tels que la ligne de retour et la ligne indépendante. Confirmez si la compensation de conception de la largeur de ligne intérieure, de la distance de ligne, de la taille de la bague d’isolation, de la ligne indépendante et de la distance entre les trous est raisonnable, sinon modifiez la conception technique. Il existe des exigences de conception d’impédance et de réactance inductive. Faites attention à savoir si la compensation de conception de la ligne indépendante et de la ligne d’impédance est suffisante. Contrôler les paramètres pendant la gravure. La production par lots ne peut être effectuée qu’après confirmation de la qualification de la première pièce. Afin de réduire la corrosion côté gravure, il est nécessaire de contrôler la composition chimique de chaque groupe de solution de gravure dans la meilleure plage. L’équipement de la ligne de gravure traditionnelle a une capacité de gravure insuffisante. L’équipement peut être techniquement transformé ou importé dans un équipement de ligne de gravure de haute précision pour améliorer l’uniformité de la gravure et réduire les problèmes tels que les bords rugueux et la gravure sale.

2.5 processus de pressage

À l’heure actuelle, les méthodes de positionnement des intercalaires avant le pressage comprennent principalement : la lam à broches, le thermofusible, le rivet et la combinaison du thermofusible et du rivet. Différentes méthodes de positionnement sont adoptées pour différentes structures de produits. Pour la dalle de grande hauteur, la méthode de positionnement à quatre fentes (pin Lam) ou la méthode de fusion + rivetage doit être utilisée. La poinçonneuse ope doit poinçonner le trou de positionnement et la précision de poinçonnage doit être contrôlée à ± 25 m。 Pendant la fusion, les rayons X doivent être utilisés pour vérifier la déviation de couche de la première plaque réalisée par la machine de réglage, et le lot ne peut être effectué qu’après qualification de la déviation de couche. Lors de la production par lots, il est nécessaire de vérifier si chaque plaque est fondue dans l’unité pour éviter un délaminage ultérieur. L’équipement de pressage adopte une presse de support haute performance pour répondre à la précision et à la fiabilité de l’alignement intercouche des plaques de grande hauteur.

Selon la structure stratifiée du panneau de grande hauteur et les matériaux utilisés, étudiez la procédure de pressage appropriée, définissez le meilleur taux et la courbe d’élévation de température, réduisez de manière appropriée le taux d’élévation de température du panneau pressé dans la procédure de pressage de carte de circuit imprimé multicouche conventionnelle, prolonger le temps de durcissement à haute température, faire couler et solidifier complètement la résine et éviter les problèmes tels que la plaque coulissante et la dislocation intercouche dans le processus de pressage. Les plaques avec des valeurs TG différentes ne peuvent pas être identiques aux plaques de grille ; Les plaques avec des paramètres ordinaires ne peuvent pas être mélangées avec des plaques avec des paramètres spéciaux ; Pour assurer la rationalité du coefficient de dilatation et de contraction donné, les propriétés des différentes plaques et feuilles semi-durcies sont différentes, de sorte que les paramètres correspondants de la plaque semi-durcie doivent être pressés et les paramètres de processus doivent être vérifiés pour les matériaux spéciaux qui ont jamais été utilisé.

2.6 processus de forage

En raison de la surépaisseur de la plaque et de la couche de cuivre causée par la superposition de chaque couche, le foret est sérieusement usé et il est facile de casser le foret. Le nombre de trous, la vitesse de chute et la vitesse de rotation doivent être réduits de manière appropriée. Mesurez avec précision l’expansion et la contraction de la plaque pour fournir un coefficient précis; Si le nombre de couches 14, le diamètre du trou 0.2 mm ou la distance entre le trou et la ligne 0.175 mm, la plate-forme de forage avec une précision de position du trou 0.025 mm doit être utilisée pour la production ; diamètre φ Le diamètre du trou supérieur à 4.0 mm adopte un perçage étape par étape et le rapport de diamètre d’épaisseur est de 12:1. Il est produit par perçage pas à pas et perçage positif et négatif ; Contrôlez la bavure et l’épaisseur du trou du perçage. La dalle de grande hauteur doit être percée avec un nouveau couteau de forage ou un couteau de meulage dans la mesure du possible, et l’épaisseur du trou doit être contrôlée à moins de 25 um. Afin d’améliorer le problème de bavure de forage de la plaque de cuivre épaisse de grande hauteur, grâce à la vérification par lots, l’utilisation d’une plaque de support haute densité, le nombre de plaques laminées est un, et les temps de meulage du foret sont contrôlés dans les 3 fois, qui peut effectivement améliorer la bavure de forage

Pour la planche de grande hauteur utilisée pour haute fréquence, transmission de données à grande vitesse et massive, la technologie de forage arrière est une méthode efficace pour améliorer l’intégrité du signal. Le forage arrière contrôle principalement la longueur résiduelle du tronçon, la cohérence de la position du trou des deux trous de forage et le fil de cuivre dans le trou. Tous les équipements de la perceuse n’ont pas de fonction de perçage arrière, il est donc nécessaire de mettre à niveau l’équipement de la perceuse (avec fonction de perçage arrière) ou d’acheter une perceuse avec fonction de perçage arrière. La technologie de forage arrière appliquée à partir de la littérature liée à l’industrie et de la production de masse mature comprend principalement : la méthode traditionnelle de forage arrière avec contrôle de la profondeur, le forage arrière avec couche de retour de signal dans la couche interne et le calcul de la profondeur du forage arrière en fonction de la proportion d’épaisseur de la plaque. Il ne sera pas répété ici.

3、 Test de fiabilité

Le panneau de grande hauteur est généralement une plaque de système, qui est plus épaisse et plus lourde que la plaque multicouche conventionnelle, a une taille unitaire plus grande et la capacité thermique correspondante est également plus grande. Pendant le soudage, plus de chaleur est nécessaire et le temps de soudage à haute température est long. À 217 ℃ (point de fusion de la soudure étain argent cuivre), cela prend de 50 à 90 secondes. Dans le même temps, la vitesse de refroidissement de la plaque de grande hauteur est relativement lente, de sorte que le temps de test de refusion est prolongé. Combiné avec les normes ipc-6012c, IPC-TM-650 et les exigences industrielles, le principal test de fiabilité de la carte de grande hauteur est effectué.