Control de procesos clave de produción para alto nivel PCB placa

A placa de circuíto de gran altura xeralmente defínese como unha placa de circuíto de gran altura de 10 a 20 pisos ou máis, que é máis difícil de procesar que a tradicional placa de circuíto multicapa e ten uns requisitos de alta calidade e fiabilidade. Úsase principalmente en equipos de comunicación, servidor de gama alta, electrónica médica, aviación, control industrial, militar e outros campos. Nos últimos anos, a demanda do mercado de placas de gran altura nos campos da comunicación de aplicacións, estación base, aviación e militar segue sendo forte. Co rápido desenvolvemento do mercado de equipos de telecomunicacións de China, a perspectiva de mercado de placas de gran altura é prometedora.

Na actualidade, Fabricante de PCBOs produtos que poden producir en masa PCB altos en China proceden principalmente de empresas con fondos estranxeiros ou dalgunhas empresas nacionais. A produción de PCB de gran altura require non só maior investimento en tecnoloxía e equipos, senón tamén a acumulación de experiencia de técnicos e persoal de produción. Ao mesmo tempo, os procedementos de certificación de clientes para a importación de PCB de gran altura son estritos e complicados. Polo tanto, o limiar para a entrada de PCB de gran altura na empresa é alto e o ciclo de produción da industrialización é longo. O número medio de capas de PCB converteuse nun importante índice técnico para medir o nivel técnico e a estrutura do produto das empresas de PCB. Este artigo describe brevemente as principais dificultades de procesamento atopadas na produción de PCB de gran altura e introduce os puntos clave de control dos procesos clave de produción de PCB de gran altura como referencia.

1 、 Principais dificultades de produción

En comparación coas características dos produtos de placas de circuíto convencionais, a placa de circuíto de gran altura ten as características de placas máis grosas, máis capas, liñas e vías máis densas, unidade maior, capa dieléctrica máis delgada e requisitos máis estritos de espazo interior, aliñamento entre capas, control de impedancia. e fiabilidade.

1.1 dificultades no aliñamento entre capas

Debido ao gran número de capas de placas de gran altura, o deseño do cliente ten requisitos cada vez máis estritos sobre o aliñamento das capas de PCB e a tolerancia de aliñamento entre capas adoita controlarse a ± 75 μ m. Tendo en conta o deseño de gran tamaño da unidade de placa elevada, a temperatura ambiente e a humidade do taller de transferencia de gráficos, a superposición de dislocación e o modo de posicionamento entre capas causado pola expansión e contracción inconsistentes de diferentes capas de tarxetas de núcleo, é máis difícil controlar a capa intermedia. aliñamento do taboleiro de gran altura.

1.2 dificultades para facer circuíto interior

O taboleiro de gran altura adopta materiais especiais como alta Tg, alta velocidade, alta frecuencia, cobre groso e capa dieléctrica fina, o que presenta altos requisitos para a fabricación e control de tamaño gráfico do circuíto interno, como a integridade do sinal de impedancia. transmisión, o que aumenta a dificultade da fabricación do circuíto interior. O ancho de liña e o espazo entre liñas son pequenos, os circuítos abertos e curtocircuítos aumentan, o micro curto aumenta e a taxa de cualificación é baixa; Hai moitas capas de sinal de liñas finas e a probabilidade de que falte a detección de AOI na capa interna aumenta; A placa interna do núcleo é delgada, fácil de dobrar, o que resulta nunha exposición deficiente e é fácil de rodar despois do gravado; A maioría das placas de gran altura son placas de sistemas cun tamaño unitario grande e o custo de desguace dos produtos acabados é relativamente alto.

1.3 dificultades de fabricación

Cando se superpoñen varias placas de núcleo interno e follas semi curadas, son fáciles de producir defectos como a placa deslizante, a delaminación, a cavidade da resina e os residuos de burbullas na produción de engarzado. Ao proxectar a estrutura laminada, é necesario considerar completamente a resistencia á calor, resistencia á tensión, cantidade de recheo de cola e espesor medio do material e establecer un programa razoable de prensado de placas de gran altura. Hai moitas capas e o control da expansión e contracción e a compensación do coeficiente de tamaño non poden ser consistentes; A capa de illamento entre capas é delgada, o que é fácil de provocar o fracaso da proba de fiabilidade entre capas. A Fig. 1 é un diagrama do defecto da delaminación da placa de estourido despois da proba de esforzo térmico.

Fig.1

1.4 dificultades de perforación

O uso de placas especiais de cobre de alta velocidade, alta velocidade, alta frecuencia e groso aumenta a dificultade de perforación de rugosidade, perforación de rebabas e eliminación de sucidade. Hai moitas capas, o espesor total do cobre e o espesor da placa acumúlanse e a ferramenta de perforación é fácil de romper; Fallo de CAF causado pola densidade de BGA e o espazamento estreito da parede; Debido ao grosor da placa, é fácil causar o problema da perforación oblicua.

2 control Control de procesos de produción clave

2.1 selección de material

Co desenvolvemento de compoñentes electrónicos na dirección de alto rendemento e multifunción, tamén trae transmisión de sinal de alta frecuencia e alta velocidade. Por iso, é necesario que a constante dieléctrica e a perda dieléctrica dos materiais dos circuítos electrónicos sexan relativamente baixos, así como unha baixa CTE, baixa absorción de auga e mellores materiais laminados revestidos de cobre de alto rendemento, para cumprir cos requisitos de procesamento e fiabilidade de alta -táboas de subida. Os provedores comúns de placas inclúen principalmente unha serie, serie B, serie C e serie D. Vexa a táboa 1 para comparar as principais características destes catro substratos internos. Para a placa de circuíto de cobre groso de gran altura, selecciónase a folla semi curada con alto contido de resina. A cantidade de fluxo de cola da folla semi curada entre capas é suficiente para encher os gráficos da capa interna. Se a capa media illante é demasiado grosa, é fácil que a tarxeta acabada sexa demasiado grosa. Pola contra, se a capa media illante é demasiado delgada, é fácil causar problemas de calidade como a estratificación media e a falla nas probas de alta tensión. Polo tanto, a selección de materiais illantes é moi importante.

2.2 deseño de estrutura laminada

Os principais factores considerados no deseño da estrutura laminada son a resistencia á calor, resistencia á tensión, cantidade de recheo de cola e espesor da capa dieléctrica do material, e seguiranse os seguintes principios principais.

(1) O fabricante de follas semi curadas e placas de núcleo debe ser consistente. Para garantir a fiabilidade do PCB, non se utilizarán follas semicuradas de 1080 ou 106 para todas as capas de follas semicuradas (a non ser que o cliente teña requisitos especiais). Cando o cliente non ten requisitos de espesor medio, o espesor medio entre as capas debe ser garantido ≥ 0.09 mm segundo ipc-a-600g.

(2) Cando os clientes requiran un taboleiro Tg alto, o taboleiro central e a folla semicurada deberán empregar os correspondentes materiais Tg altos.

(3) Para o substrato interior de 3 oz ou superior, seleccione a folla semi curada con alto contido de resina, como 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Non obstante, evitarase na medida do posible o deseño estrutural de todas as 106 follas semicuradas de alta cola para evitar a superposición de varias 106 follas semicuradas. Debido a que o fío de fibra de vidro é demasiado fino, o fío de fibra de vidro colapsa na gran superficie do substrato, o que afecta á estabilidade dimensional e á delaminación por explosión de placas.

(4) Se o cliente non ten requisitos especiais, a tolerancia ao espesor da capa dieléctrica entre capas é xeralmente controlada por + / – 10%. Para placas de impedancia, a tolerancia dieléctrica do grosor está controlada pola tolerancia ipc-4101 C / M. Se o factor de influencia da impedancia está relacionado co espesor do substrato, a tolerancia da placa tamén debe controlarse mediante tolerancia ipc-4101 C / M.

2.3 control de aliñamento entre capas

Para a precisión da compensación do tamaño do taboleiro interno e o control do tamaño da produción, é necesario compensar con precisión o tamaño gráfico de cada capa de taboleiro de gran altura a través dos datos e da experiencia histórica de datos recollidos na produción durante un tempo determinado para garantir a consistencia de expansión e contracción de cada capa de placa base. Seleccione o modo de posicionamento entre capas de alta precisión e fiable antes de premer, como a combinación de pin Lam, hot-melt e remache. Establecer procedementos adecuados de proceso de prensado e mantemento diario da prensa son a clave para garantir a calidade do prensado, controlar a cola de prensado e o efecto de refrixeración e reducir o problema da dislocación entre capas. O control do aliñamento entre capas debe considerarse de forma exhaustiva a partir de factores como o valor de compensación da capa interna, o modo de posicionamento premendo, os parámetros do proceso de prensado, as características do material, etc.

2.4 proceso de liña interior

Debido a que a capacidade analítica da máquina de exposición tradicional é inferior a 50 μ M. para a produción de placas de gran altura, pódese introducir un láser directo (LDI) para mellorar a capacidade de análise gráfica, que pode alcanzar os 20 μ M máis ou menos. A precisión de aliñamento da máquina de exposición tradicional é de ± 25 μ m. A precisión do aliñamento entre capas é superior a 50 μ m。 Usando a máquina de exposición de aliñamento de alta precisión, a precisión do aliñamento gráfico pódese mellorar ata 15 μ M, o control de precisión do aliñamento entre capas 30 μ M, o que reduce a desviación de aliñación dos equipos tradicionais e mellora a precisión de aliñamento entre capas da lousa de gran altura.

Para mellorar a capacidade de gravado da liña, é necesario dar unha compensación adecuada polo ancho da liña e da almofada (ou anel de soldadura) no deseño de enxeñaría, así como unha consideración máis detallada do deseño polo importe da compensación de gráficos, como liña de retorno e liña independente. Confirme se a compensación do deseño do ancho da liña interior, a distancia da liña, o tamaño do anel de illamento, a liña independente e a distancia entre orificios e liñas é razoable, se non, cambia o deseño de enxeñaría. Hai requisitos de deseño de impedancia e reactancia indutiva. Preste atención a se a compensación de deseño da liña independente e da liña de impedancia é suficiente. Controla os parámetros durante o gravado. A produción por lotes só pode realizarse despois de que se confirme que a primeira peza está cualificada. Para reducir a corrosión lateral de gravado, é necesario controlar a composición química de cada grupo de solución de gravado dentro do mellor rango. O equipo tradicional de liña de gravado ten unha capacidade de gravado insuficiente. O equipo pódese transformar técnicamente ou importar en equipos de liña de gravado de alta precisión para mellorar a uniformidade do gravado e reducir os problemas como o gravado e a gravura impura.

2.5 proceso de prensado

Na actualidade, os métodos de posicionamento entre capas antes de prensar inclúen principalmente: pin Lam, hot melt, remache e a combinación de hot melt e remache. Adoptanse diferentes métodos de posicionamento para diferentes estruturas de produto. Para a lousa de gran altura, empregarase o método de posicionamento de catro ranuras (pin Lam) ou o método de fusión + remachado. A punzonadora ope perforará o burato de posición e a precisión do punzonado controlarase dentro de ± 25 μ m。 Durante a fusión, empregarase raios X para comprobar a desviación da capa da primeira placa feita pola máquina de axuste e o lote só se pode facer despois de cualificar a desviación da capa. Durante a produción por lotes, é necesario comprobar se cada placa está fundida na unidade para evitar a posterior delaminación. O equipo de prensado adopta prensa de apoio de alto rendemento para cumprir a precisión de aliñamento entre capas e a fiabilidade das placas de gran altura.

Segundo a estrutura laminada do taboleiro de gran altura e os materiais empregados, estude o procedemento de prensado axeitado, estableza a mellor velocidade de aumento de temperatura e a curva, reduza adecuadamente a taxa de aumento de temperatura do taboleiro prensado no procedemento de prensado convencional de placas de circuítos de varias capas. prolongar o tempo de curado a alta temperatura, facer que a resina flúa e solidifique completamente e evite problemas como a placa deslizante e a dislocación entre capas no proceso de prensado. As placas con diferentes valores de TG non poden ser as mesmas que as placas de reixa; As placas con parámetros comúns non se poden mesturar con placas con parámetros especiais; Para garantir a racionalidade do coeficiente de expansión e contracción dado, as propiedades das diferentes placas e follas semicuradas son diferentes, polo que hai que premer os parámetros correspondentes das follas semi curadas e verificar os parámetros do proceso para materiais especiais que teñan nunca se usou.

2.6 proceso de perforación

Debido ao exceso de espesor da placa e da capa de cobre causada pola superposición de cada capa, a broca está gravemente desgastada e é fácil romper a broca. O número de buratos, a velocidade de caída e a velocidade de xiro reduciranse adecuadamente. Mide con precisión a expansión e contracción da placa para proporcionar un coeficiente preciso; Se o número de capas ≥ 14, o diámetro do burato ≤ 0.2 mm ou a distancia do burato á liña ≤ 0.175 mm, utilizarase para a produción a plataforma de perforación con precisión de posición do burato ≤ 0.025 mm; diámetro φ O diámetro do burato superior a 4.0 mm adopta a perforación paso a paso e a relación de diámetro de espesor é 12: 1. Prodúcese mediante perforacións paso a paso e perforacións positivas e negativas; Controle a rebaba e o grosor do burato da perforación. A lousa de gran altura perforarase cun coitelo de perforación novo ou cun coitelo de trituración na medida do posible e controlarase o grosor do burato dentro de 25um. Co fin de mellorar o problema da perforación da chapa grosa de cobre grosa, mediante a verificación por lotes, o uso de chapas de alta densidade, o número de chapas laminadas é un e os tempos de moenda da broca controlanse en 3 veces, o que pode mellorar efectivamente a rebaba de perforación

Para o taboleiro de gran altura utilizado para de alta frecuencia, a transmisión masiva de datos de alta velocidade, a tecnoloxía de perforación traseira é un método eficaz para mellorar a integridade do sinal. A perforación traseira controla principalmente a lonxitude residual do talón, a consistencia da posición dos buratos e os fíos de cobre no burato. Non todos os equipos de perforación teñen a función de perforación traseira, polo que é necesario actualizar o equipo de perforación (con función de perforación traseira) ou mercar unha máquina perforadora con función de perforación traseira. A tecnoloxía de perforación posterior aplicada a partir da literatura relacionada coa industria e a produción en masa madura inclúe principalmente: método de perforación tradicional de control de profundidade tradicional, perforación posterior con capa de retroalimentación do sinal na capa interna e cálculo da perforación posterior segundo a proporción do espesor da placa. Non se repetirá aquí.

3 test Proba de fiabilidade

O taboleiro de gran altura é xeralmente unha placa do sistema, que é máis grosa e pesada que a placa multicapa convencional, ten un tamaño unitario maior e a capacidade calorífica correspondente tamén é maior. Durante a soldadura, é necesaria máis calor e o tempo de soldadura a alta temperatura é longo. En 217 ℃ (punto de fusión da soldadura de cobre de estaño e prata), leva de 50 a 90 segundos. Ao mesmo tempo, a velocidade de arrefriamento da placa de gran altura é relativamente lenta, polo que se prolonga o tempo de proba de refluxo. Combinado cos estándares ipc-6012c, IPC-TM-650 e requisitos industriais, realízase a principal proba de fiabilidade da tarxeta de gran altura.