Ključna kontrola proizvodnog procesa za visoku razinu PCB odbor

Ploča s visokim zgradama općenito je definirana kao višeslojna višeslojna ploča s 10-20 katova ili više, što je teže obraditi od tradicionalnih višeslojna ploča te ima visoke zahtjeve kvalitete i pouzdanosti. Uglavnom se koristi u komunikacijskoj opremi, vrhunskom poslužitelju, medicinskoj elektronici, zrakoplovstvu, industrijskom upravljanju, vojnim i drugim poljima. Posljednjih godina potražnja na tržištu za visokogradne ploče u područjima komunikacijske primjene, baznih stanica, zrakoplovstva i vojske i dalje je velika. S brzim razvojem kineskog tržišta telekomunikacijske opreme, perspektiva na tržištu visokih ploča obećava.

U ovom trenutku, Proizvođač PCB -akoji mogu masovno proizvoditi visoke PCB-e u Kini uglavnom dolaze od stranih poduzeća ili nekoliko domaćih poduzeća. Proizvodnja visokih PCB-a ne zahtijeva samo veća ulaganja u tehnologiju i opremu, već i akumulaciju iskustva tehničara i proizvodnog osoblja. Istodobno, postupci certifikacije kupaca za uvoz visokih PCB-a strogi su i glomazni. Stoga je prag za ulazak visokih PCB-a u poduzeće visok, a proizvodni ciklus industrijalizacije dug. Prosječan broj slojeva PCB -a postao je važan tehnički indeks za mjerenje tehničke razine i strukture proizvoda u PCB poduzećima. Ovaj rad ukratko opisuje glavne poteškoće pri obradi koje se pojavljuju u proizvodnji visokih PCB-a, te za vašu referencu predstavlja ključne kontrolne točke ključnih proizvodnih procesa visokih PCB-a.

1 、 Glavne poteškoće u proizvodnji

U usporedbi s karakteristikama konvencionalnih proizvoda sa pločicama, ploča s visokim dizajnom ima karakteristike debljih ploča, više slojeva, gušće linije i vijaze, veće veličine jedinice, tanjeg dielektričnog sloja i strože zahtjeve za unutarnji prostor, poravnanje međusloja, kontrolu impedancije i pouzdanost.

1.1 poteškoće u poravnanju međusloja

Zbog velikog broja visokih ploča, dizajnerski kraj kupca postavlja sve strože zahtjeve za poravnavanje slojeva PCB-a, a tolerancija poravnanja između slojeva obično se kontrolira na ± 75 μ m. S obzirom na veliku veličinu jedinice visokogradnje, temperaturu okoline i vlažnost radionice za prijenos grafike, superpoziciju dislokacije i način pozicioniranja međusloja uzrokovane nedosljednim širenjem i skupljanjem različitih slojeva jezgrene ploče, teže je kontrolirati međusloj poravnanje visokogradnje.

1.2 poteškoće u izradi unutarnjeg kruga

Visoka ploča usvaja posebne materijale poput visokog Tg, velike brzine, visoke frekvencije, debelog bakra i tankog dielektričnog sloja, što postavlja visoke zahtjeve za izradu i grafičku kontrolu veličine unutarnjeg kruga, kao što je integritet signala impedanse prijenos, što povećava poteškoće izrade unutarnjeg kruga. Širina linije i razmak između redova su mali, povećavaju se otvoreni i kratki spojevi, povećava se mikro kratki spoj, a stopa kvalifikacije je niska; Postoji mnogo signalnih slojeva finih linija, a povećava se vjerojatnost da nedostaje otkrivanje AOI -a u unutarnjem sloju; Unutarnja jezgra je tanka, lako se presavija, što rezultira lošom ekspozicijom i lako se valja nakon graviranja; Većina visokih ploča su sistemske ploče s velikom jedinicom, a troškovi uklanjanja gotovih proizvoda relativno su visoki.

1.3 goruće poteškoće u proizvodnji

Kad se preklapa više ploča s unutarnjom jezgrom i polustvrdnutim listovima, lako se pojavljuju nedostaci poput klizne ploče, delaminacije, smolne šupljine i ostataka mjehurića u proizvodnji presovanja. Prilikom projektiranja laminirane konstrukcije potrebno je u potpunosti uzeti u obzir otpornost na toplinu, naponski otpor, količinu punjenja ljepila i srednju debljinu materijala te postaviti razuman program prešanja ploča s visokim pločama. Postoji mnogo slojeva, a kontrola širenja i skupljanja te kompenzacija koeficijenta veličine ne mogu biti dosljedni; Međuslojni izolacijski sloj je tanak, što je lako dovesti do neuspjeha ispitivanja pouzdanosti međusloja. Slika 1 je dijagram defekta raslojavanja rasprsnute ploče nakon testa toplinskog naprezanja.

Fig.1

1.4 poteškoće pri bušenju

Korištenje posebnih ploča visokog Tg, velike brzine, visoke frekvencije i debelog bakra povećava poteškoće pri bušenju hrapavosti, svrdlu i uklanjanju prljavštine. Postoji mnogo slojeva, ukupna debljina bakra i debljina ploče se akumuliraju, a alat za bušenje lako se lomi; Kvar u kafiću uzrokovan gustim BGA i uskim razmakom stijenki zidova; Zbog debljine ploče lako je izazvati problem kosog bušenja.

2, Ključna kontrola proizvodnog procesa

2.1 odabir materijala

Razvojem elektroničkih komponenti u smjeru visokih performansi i višenamjenskih funkcija, također donosi prijenos visokofrekventnih i brzih signala. Stoga je potrebno da su dielektrična konstanta i dielektrični gubici materijala elektroničkih krugova relativno niski, kao i niski CTE, niska apsorpcija vode i bolji materijali laminirani presvučeni bakrom, kako bi se ispunili zahtjevi obrade i pouzdanosti visokih -podizne ploče. Uobičajeni dobavljači ploča uglavnom uključuju seriju, seriju B, seriju C i seriju D. Pogledajte Tablicu 1 za usporedbu glavnih karakteristika ove četiri unutarnje podloge. Za ploču od debelog bakra visoke visine odabire se polustvrdnuti lim s visokim udjelom smole. Količina protoka ljepila međuslojnog polusušenog lima dovoljna je da ispuni grafiku unutarnjeg sloja. Ako je sloj izolacijskog medija previše debeo, gotova ploča lako može biti predebela. Naprotiv, ako je sloj izolacijskog medija pretanak, lako je uzrokovati probleme s kvalitetom, poput slojevitosti medija i neuspjeha ispitivanja visokog napona. Stoga je odabir izolacijskih materijala vrlo važan.

2.2 projektiranje lamelirane konstrukcije

Glavni čimbenici koji se uzimaju u obzir pri projektiranju laminirane konstrukcije su otpornost na toplinu, naponski otpor, količina punjenja ljepila i debljina sloja dielektričnog materijala, a slijede se sljedeća glavna načela.

(1) Proizvođač polusušenog lima i jezgrene ploče mora biti dosljedan. Kako bi se osigurala pouzdanost PCB -a, pojedinačni polu -stvrdnuti list od 1080 ili 106 ne smije se koristiti za sve slojeve polu -stvrdnutog lima (osim ako kupac ima posebne zahtjeve). Kada kupac nema zahtjeve za srednju debljinu, mora se jamčiti da debljina medija između slojeva bude ≥ 0.09 mm prema ipc-a-600g.

(2) Kad kupci zahtijevaju ploču visokog Tg, ploča jezgre i polustvrdnuta ploča moraju koristiti odgovarajuće materijale visoke Tg.

(3) Za unutarnju podlogu od 3 oz ili više, odaberite polustvrdnuti list s visokim udjelom smole, poput 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Međutim, konstrukcijski dizajn svih 106 poluljekovitih limova s ​​visokim ljepilom treba se izbjegavati koliko je god moguće kako bi se spriječilo nanošenje više 106 polusušenih limova. Budući da je pređa od staklenih vlakana previše tanka, pređa od staklenih vlakana se sruši na velikoj površini podloge, što utječe na stabilnost dimenzija i odlaganje eksplozije ploče.

(4) Ako kupac nema posebne zahtjeve, tolerancija debljine međuslojnog dielektričnog sloja općenito se kontrolira za + / – 10%. Za impedancijske ploče tolerancija dielektrične debljine kontrolirana je tolerancijom ipc-4101 C / M. Ako je faktor utjecaja impedanse povezan s debljinom podloge, toleranciju ploče također treba kontrolirati tolerancijom C / M ipc-4101.

2.3 kontrola poravnanja međusloja

Za točnost kompenzacije veličine unutarnje jezgre i kontrole veličine proizvodnje, potrebno je precizno kompenzirati grafičku veličinu svakog sloja visokogradnje kroz podatke i povijesno iskustvo prikupljeno u proizvodnji tijekom određenog vremena kako bi se osigurala dosljednost proširenje i skupljanje svakog sloja jezgrene ploče. Prije pritiskanja odaberite visoko precizan i pouzdan način pozicioniranja međusloja, kao što je pin Lam, kombinacija topljivog taljenja i zakovice. Postavljanje odgovarajućih postupaka procesa prešanja i svakodnevno održavanje preše ključni su za osiguravanje kvalitete prešanja, kontrolu ljepila za prešanje i učinak hlađenja te smanjenje problema dislokacije međusloja. Kontrolu poravnanja međusloja potrebno je sveobuhvatno razmotriti iz čimbenika kao što su vrijednost kompenzacije unutarnjeg sloja, način pozicioniranja prešanja, parametri procesa prešanja, karakteristike materijala itd.

2.4 proces unutarnje linije

Budući da je analitička sposobnost tradicionalnog stroja za izlaganje manja od 50 μ M. za proizvodnju visokih ploča, može se uvesti laserski izravni snimač (LDI) kako bi se poboljšala sposobnost grafičke analize koja može doseći 20 μM ili više. Točnost poravnanja tradicionalnih strojeva za izlaganje iznosi ± 25 μ m. Točnost poravnanja među slojevima veća je od 50 μm。 Korištenjem stroja za precizno izlaganje poravnanja, točnost poravnanja grafike može se povećati na 15 μ M, kontrola točnosti poravnanja slojeva 30 μ M, što smanjuje odstupanje poravnanja tradicionalne opreme i poboljšava točnost poravnanja međusloja visoke ploče.

Kako bi se poboljšao kapacitet jetkanja linije, potrebno je u inženjerskom projektu dati odgovarajuću nadoknadu za širinu crte i podloge (ili prstena za zavarivanje), kao i detaljnije razmatranje projekta za iznos kompenzacije posebnih grafike, poput povratne linije i neovisne linije. Provjerite je li projektna kompenzacija unutarnje širine vodova, udaljenosti vodova, veličine izolacijskog prstena, nezavisne linije i udaljenosti rupe do linije razumna, u protivnom promijenite inženjerski dizajn. Postoje zahtjevi za projektiranje impedancije i induktivne reaktancije. Obratite pozornost na to je li projektna kompenzacija nezavisne linije i linije impedancije dovoljna. Kontrolirajte parametre tijekom jetkanja. Serijska proizvodnja može se provesti tek nakon što se potvrdi da je prvi komad kvalificiran. Kako bi se smanjila korozija sa strane jetkanja, potrebno je kontrolirati kemijski sastav svake skupine otopine za jetkanje u najboljem rasponu. Tradicionalna oprema za graviranje nema dovoljno kapaciteta za jetkanje. Oprema se može tehnički transformirati ili uvesti u visokopreciznu opremu za jetkanje kako bi se poboljšala ujednačenost jetkanja i smanjili problemi poput grubog ruba i nečistog jetkanja.

2.5 postupak prešanja

Trenutno metode pozicioniranja međusloja prije prešanja uglavnom uključuju: pin Lam, vruće talinu, zakovicu i kombinaciju vrućeg taljenja i zakovice. Za različite strukture proizvoda usvojene su različite metode pozicioniranja. Za visoku ploču mora se koristiti metoda pozicioniranja s četiri utora (pin Lam) ili metoda fuzije + zakivanje. Stroj za probijanje otvora mora probušiti rupu za pozicioniranje, a točnost probijanja mora se kontrolirati unutar ± 25 μ m。 Tijekom fuzije rendgenskim snimkama mora se provjeriti odstupanje sloja prve ploče koju je napravio stroj za podešavanje i šaržu može se izvršiti tek nakon što se kvalificira odstupanje sloja. Tijekom serijske proizvodnje potrebno je provjeriti je li svaka ploča otopljena u jedinici kako bi se spriječilo naknadno odlaganje. Oprema za prešanje usvaja potporne preše visokih performansi kako bi se zadovoljila točnost poravnanja među slojevima i pouzdanost visokih ploča.

U skladu s laminiranom strukturom visoke ploče i upotrijebljenim materijalima, proučite odgovarajući postupak prešanja, postavite najbolju brzinu i krivulju porasta temperature, na odgovarajući način smanjite brzinu porasta temperature prešane ploče u konvencionalnom postupku prešanja višeslojne ploče, produljiti vrijeme stvrdnjavanja na visokoj temperaturi, učiniti smolu potpuno tečnom i očvrsnuti te izbjeći probleme poput klizne ploče i dislokacije međusloja u procesu prešanja. Ploče s različitim vrijednostima TG ne mogu biti iste kao ploče rešetki; Ploče s uobičajenim parametrima ne mogu se miješati s pločama s posebnim parametrima; Kako bi se osigurala racionalnost danog koeficijenta širenja i skupljanja, svojstva različitih ploča i polustvrdnutih limova su različita, pa je potrebno pritisnuti odgovarajuće parametre polusušenog lima, a parametre procesa treba provjeriti za posebne materijale koji imaju nikada nije korišten.

2.6 postupak bušenja

Zbog prevelike debljine ploče i bakrenog sloja uzrokovane superpozicijom svakog sloja, svrdlo je ozbiljno istrošeno i lako je slomiti svrdlo. Broj rupa, brzina pada i brzina okretanja moraju se na odgovarajući način smanjiti. Precizno izmjerite širenje i skupljanje ploče kako biste dobili točan koeficijent; Ako je broj slojeva ≥ 14, promjer rupe ≤ 0.2 mm ili udaljenost od rupe do linije ≤ 0.175 mm, za proizvodnju će se koristiti bušilica s točnošću položaja rupe ≤ 0.025 mm; promjer φ Promjer rupe iznad 4.0 mm prihvaća postupno bušenje, a omjer promjera debljine je 12: 1. Proizvodi se postupnim bušenjem te pozitivnim i negativnim bušenjem; Kontrolirajte bušenje i debljinu rupe bušenja. Visoka ploča će se izbušiti novim nožem za bušenje ili nožem za bušenje što je više moguće, a debljinu rupe kontrolirati unutar 25um. Kako bi se poboljšao problem svrdla za bušenje debele bakrene ploče visoke visine, provjerom serije, upotrebom podložne ploče velike gustoće, broj slojevitih ploča je jedan, a vrijeme brušenja svrdla kontrolirano je unutar 3 puta, što može učinkovito poboljšati bušilicu

Za visoku ploču koja se koristi za visoka frekvencija, brzi i masivni prijenos podataka, tehnologija stražnjeg bušenja učinkovita je metoda za poboljšanje integriteta signala. Stražnje bušenje uglavnom kontrolira preostalu duljinu čepa, dosljednost položaja rupe dviju bušotina i bakrenu žicu u rupi. Nema sva oprema strojeva za bušenje funkciju bušenja unatrag, pa je potrebno nadograditi opremu stroja za bušenje (s funkcijom stražnjeg bušenja) ili kupiti stroj za bušenje s funkcijom stražnjeg bušenja. Tehnologija stražnjeg bušenja primijenjena u literaturi vezanoj uz industriju i zrela masovna proizvodnja uglavnom uključuje: tradicionalnu metodu stražnjeg bušenja s kontrolom dubine, stražnje bušenje sa slojem povratne sprege signala u unutarnjem sloju i proračun dubinskog bušenja prema omjeru debljine ploče. Ovdje se neće ponoviti.

3, Test pouzdanosti

Visoka ploča općenito je ploča sustava, koja je deblja i teža od konvencionalne višeslojne ploče, ima veću veličinu jedinice, a odgovarajući toplinski kapacitet je također veći. Tijekom zavarivanja potrebno je više topline, a vrijeme visoke temperature zavarivanja je dugo. Na 217 ℃ (točka taljenja lemljenog bakrenog lemljenog lima) potrebno je 50 do 90 sekundi. Istodobno, brzina hlađenja visokogradnje relativno je spora, pa se vrijeme ispitivanja reflowa produljuje. U kombinaciji sa standardima ipc-6012c, IPC-TM-650 i industrijskim zahtjevima, provodi se glavni test pouzdanosti visokogradnje.