High Level을 위한 핵심 생산 공정 관리 PCB 판

고층 회로 기판은 일반적으로 10-20 층 이상의 고층 다층 회로 기판으로 정의되며 기존보다 처리하기가 더 어렵습니다. 다층 회로 기판 고품질 및 신뢰성 요구 사항이 있습니다. 그것은 주로 통신 장비, 고급 서버, 의료 전자, 항공, 산업 제어, 군사 및 기타 분야에서 사용됩니다. 최근 몇 년 동안 응용 통신, 기지국, 항공 및 군사 분야의 고층 보드에 대한 시장 수요는 여전히 강력합니다. 중국 통신 장비 시장의 급속한 발전으로 고층 보드의 시장 전망은 유망합니다.

현재, PCB 제조업체중국에서 고층 PCB를 대량 생산할 수 있는 s는 주로 외자 기업 또는 소수의 국내 기업에서 나옵니다. 고층 PCB의 생산에는 더 높은 기술과 장비 투자뿐만 아니라 기술자와 생산 인력의 경험 축적이 필요합니다. 동시에 고층 PCB를 수입하기 위한 고객 인증 절차는 까다롭고 까다롭다. 따라서 고층 PCB가 기업에 진입하는 문턱이 높고 산업화 생산주기가 길다. PCB 레이어의 평균 수는 PCB 기업의 기술 수준과 제품 구조를 측정하는 중요한 기술 지표가 되었습니다. 이 논문은 고층 PCB의 생산에서 직면하는 주요 공정상의 어려움을 간략하게 설명하고 참고용으로 고층 PCB의 주요 생산 공정의 주요 제어 포인트를 소개합니다.

1, 주요 생산 어려움

기존 회로 기판 제품의 특성과 비교하여 고층 회로 기판은 더 두꺼운 기판, 더 많은 층, 더 조밀한 라인 및 비아, 더 큰 단위 크기, 더 얇은 유전체 층 및 내부 공간, 층간 정렬, 임피던스 제어에 대한 더 엄격한 요구 사항의 특성을 가지고 있습니다. 신뢰성.

1.1 층간 정렬의 어려움

많은 수의 고층 보드 레이어로 인해 고객의 설계 끝은 PCB 레이어 정렬에 대한 요구 사항이 점점 더 엄격해지고 레이어 간 정렬 허용 오차는 일반적으로 ± 75μm로 제어됩니다. 고층 보드의 대형 단위 크기 설계, 그래픽 전송 작업장의 주변 온도 및 습도, 서로 다른 코어 보드 레이어의 일관되지 않은 팽창 및 수축으로 인한 전위 중첩 및 층간 위치 지정 모드를 고려할 때 중간층 제어가 더 어렵습니다. 고층 보드의 정렬.

1.2 내부회로 제작의 어려움

고층 보드는 임피던스 신호의 무결성과 같은 내부 회로의 제조 및 그래픽 크기 제어에 대한 높은 요구 사항을 제시하는 높은 Tg, 고속, 고주파, 두꺼운 구리 및 얇은 유전체 층과 같은 특수 재료를 채택합니다. 내부 회로 제작의 어려움을 증가시키는 전송. 선 폭과 선 간격이 작고 개방 및 단락이 증가하고 마이크로 단락이 증가하고 자격 비율이 낮습니다. 가는 선의 신호 레이어가 많으며 내부 레이어에서 AOI 감지가 누락될 확률이 높아집니다. 내부 코어 플레이트는 얇고 접기 쉽기 때문에 노출이 좋지 않으며 에칭 후 롤링이 쉽습니다. 고층 보드의 대부분은 단위 크기가 큰 시스템 보드이며 완제품을 폐기하는 비용이 상대적으로 높습니다.

1.3 제조상의 어려움

여러 개의 내부 코어 플레이트와 반경화 시트를 중첩하면 압착 생산에서 슬라이딩 플레이트, 박리, 수지 캐비티 및 기포 잔류와 같은 결함이 발생하기 쉽습니다. 적층 구조를 설계 할 때 내열성, 내전압성, 접착제 충전량 및 재료의 중간 두께를 충분히 고려하고 합리적인 고층 판 압착 프로그램을 설정해야합니다. 많은 층이 있으며 팽창 및 수축 제어 및 크기 계수 보상이 일관되지 않습니다. 층간 절연층이 얇아 층간 신뢰성 테스트에 실패하기 쉽습니다. Fig. 1은 열응력 시험 후 파열판 박리 불량의 다이어그램이다.

FIG.1

1.4 드릴링의 어려움

높은 Tg, 고속, 고주파 및 두꺼운 구리 특수 판의 사용은 드릴링 거칠기, 드릴링 버 및 드릴링 먼지 제거의 어려움을 증가시킵니다. 많은 층이 있고 총 구리 두께와 판 두께가 누적되어 드릴링 도구가 부서지기 쉽습니다. 조밀한 BGA와 좁은 구멍 벽 간격으로 인한 Caf 파손; 판 두께로 인해 비스듬한 드릴링 문제가 발생하기 쉽습니다.

2, 주요 생산 공정 관리

2.1 재료 선택

고성능 및 다기능 방향으로 전자 부품의 개발과 함께 고주파 및 고속 신호 전송도 가져옵니다. 따라서 전자 회로 재료의 유전 상수 및 유전 손실이 상대적으로 낮을 뿐만 아니라 낮은 CTE, 낮은 흡수성 및 더 나은 고성능 동박 적층 재료가 요구되어 높은 공정 및 신뢰성 요구 사항을 충족합니다. -상승 보드. 일반적인 플레이트 공급 업체에는 주로 시리즈, B 시리즈, C 시리즈 및 D 시리즈가 포함됩니다. 이 네 가지 내부 기판의 주요 특성을 비교하려면 표 1을 참조하십시오. 고층의 두꺼운 구리 회로 기판의 경우 수지 함량이 높은 반경화 시트가 선택됩니다. 층간 반경화 시트의 접착제 흐름량은 내부 층 그래픽을 채우기에 충분합니다. 절연 매체 층이 너무 두꺼우면 완성된 보드가 너무 두꺼워지기 쉽습니다. 반대로, 절연 매체층이 너무 얇으면 매체 성층화 및 고전압 시험 불합격과 같은 품질 문제가 발생하기 쉽습니다. 따라서 절연 매체 재료의 선택은 매우 중요합니다.

2.2 적층 구조의 설계

적층 구조의 설계에서 고려되는 주요 요소는 내열성, 내전압성, 접착제 충전량 및 재료의 유전층 두께이며 다음과 같은 주요 원칙을 따라야 합니다.

(1) 반경화판과 심판의 제조사는 일치하여야 한다. PCB의 신뢰성을 보장하기 위해 단일 1080 또는 106 반 경화 시트는 반 경화 시트의 모든 레이어에 사용되지 않아야 합니다(고객이 특별한 요구 사항이 있는 경우 제외). 고객이 중간 두께 요구 사항이 없는 경우 레이어 사이의 중간 두께는 ipc-a-0.09g에 따라 ≥ 600mm로 보장되어야 합니다.

(2) 고객이 높은 Tg 보드를 요구하는 경우 코어 보드 및 반경화 시트는 해당하는 높은 Tg 재료를 사용해야 합니다.

(3) 내부 기판 3oz 이상의 경우 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%와 같이 수지 함량이 높은 반경화 시트를 선택하십시오. 그러나 모든 106개의 고접착 반경화 시트의 구조적 설계는 여러 106개의 반경화 시트의 중첩을 방지하기 위해 가능한 한 피해야 합니다. 유리 섬유 실이 너무 가늘기 때문에 유리 섬유 실이 넓은 기판 영역에서 붕괴되어 치수 안정성과 판 폭발 박리에 영향을 미칩니다.

(4) 고객이 특별한 요구 사항이 없는 경우 층간 절연층의 두께 허용 오차는 일반적으로 +/- 10%로 제어됩니다. 임피던스 플레이트의 경우 유전체 두께 허용 오차는 ipc-4101 C/M 허용 오차로 제어됩니다. 임피던스 영향 요인이 기판 두께와 관련된 경우 플레이트 허용 오차도 ipc-4101 C/M 허용 오차로 제어해야 합니다.

2.3 층간 정렬 제어

내부 코어 보드 크기 보정 및 생산 크기 제어의 정확성을 위해 일정 시간 동안 생산에서 수집된 데이터 및 이력 데이터 경험을 통해 고층 보드의 각 레이어의 그래픽 크기를 정확하게 보정하여 일관성을 보장할 필요가 있습니다. 코어 보드의 각 층의 확장 및 수축. 핀 램(pin Lam), 핫멜트(hot-melt) 및 리벳 조합과 같이 프레스 전에 고정밀 및 신뢰할 수 있는 층간 위치 지정 모드를 선택하십시오. 적절한 프레스 공정 절차를 설정하고 프레스를 매일 유지하는 것은 프레스 품질을 보장하고 프레스 접착제 및 냉각 효과를 제어하며 층간 전위 문제를 줄이는 열쇠입니다. 층간 정렬 제어는 내부 층 보상 값, 프레스 위치 지정 모드, 프레스 공정 매개변수, 재료 특성 등과 같은 요소에서 종합적으로 고려해야 합니다.

2.4 내부 라인 공정

기존 노광기의 분석 능력이 고층 판 생산을 위해 50μM 미만이기 때문에 레이저 직접 이미저(LDI)를 도입하여 그래픽 분석 능력을 향상시킬 수 있으며, 이는 20μM 정도에 도달할 수 있습니다. 기존 노광기의 정렬 정확도는 ± 25μm입니다. 층간 정렬 정확도는 50μm보다 큽니다. 고정밀 정렬 노광기를 사용하면 그래픽 정렬 정확도를 15μM, 층간 정렬 정확도 제어 30μM으로 향상시킬 수있어 기존 장비의 정렬 편차를 줄이고 개선합니다. 고층 슬래브의 층간 정렬 정확도.

Line의 식각능력을 향상시키기 위해서는 엔지니어링 설계에서 Line과 Pad(또는 Welding Ring)의 폭에 대한 적절한 보상이 필요하며, 특별한 보상량에 대한 보다 상세한 설계 고려가 필요하다. 리턴 라인 및 독립 라인과 같은 그래픽. 내부 라인 폭, 라인 거리, 절연 링 크기, 독립 라인 및 홀 대 라인 거리의 설계 보상이 합리적인지 확인하고 그렇지 않으면 엔지니어링 설계를 변경합니다. 임피던스 및 유도 리액턴스 설계 요구 사항이 있습니다. 독립 라인과 임피던스 라인의 설계 보상이 충분한지 주의하십시오. 에칭 중 매개변수를 제어합니다. 일괄 생산은 첫 번째 제품이 적격으로 확인된 후에만 수행할 수 있습니다. 식각측 부식을 줄이기 위해서는 식각액의 각 군의 화학적 조성을 최적의 범위 내에서 조절하는 것이 필요하다. 기존의 식각 라인 장비는 식각 능력이 부족하다. 장비는 기술적으로 고정밀 에칭 라인 장비로 변환되거나 수입되어 에칭 균일성을 개선하고 거친 가장자리 및 부정한 에칭과 같은 문제를 줄일 수 있습니다.

2.5 프레스 공정

현재 프레스 전 층간 위치 지정 방법에는 주로 핀 램, 핫멜트, 리벳 및 핫멜트와 리벳의 조합이 포함됩니다. 제품 구조에 따라 다른 위치 지정 방법이 채택됩니다. 고층 슬래브의 경우 25슬롯 위치결정법(pin Lam) 또는 fusion + riveting 방법을 사용한다. 개방형 펀칭기는 위치 구멍을 펀칭하고 펀칭 정확도는 ± XNUMX μm 이내로 제어해야합니다. 융합하는 동안 X- 레이를 사용하여 조정기에 의해 만들어진 첫 번째 판의 층 편차를 확인하고 배치 레이어 편차가 검증된 후에만 만들 수 있습니다. 배치 생산 중에 후속 박리를 방지하기 위해 각 플레이트가 장치에 녹아 있는지 확인해야 합니다. 프레스 장비는 고성능 지지 프레스를 채택하여 고층 플레이트의 층간 정렬 정확도와 신뢰성을 충족합니다.

고층 기판의 적층 구조와 사용 된 재료에 따라 적절한 압착 절차를 연구하고 최상의 온도 상승률과 곡선을 설정하고 기존의 다층 회로 기판 압착 절차에서 압착 기판의 온도 상승률을 적절하게 낮추고, 고온 경화 시간을 연장하고 수지를 완전히 흐르게하고 응고시키고 프레스 공정에서 슬라이딩 플레이트 및 층간 전위와 같은 문제를 피하십시오. TG 값이 다른 플레이트는 화격자 플레이트와 동일할 수 없습니다. 일반 매개변수가 있는 플레이트는 특수 매개변수가 있는 플레이트와 혼합할 수 없습니다. 주어진 팽창 및 수축 계수의 합리성을 보장하기 위해 다른 판과 반경화 시트의 특성이 다르기 때문에 해당 판 반경화 시트 매개변수를 눌러야 하고 공정 매개변수가 사용된 적이 없습니다.

2.6 드릴링 공정

각 층의 중첩으로 인한 판과 구리 층의 과도한 두께로 인해 드릴 비트가 심하게 마모되고 드릴 비트가 파손되기 쉽습니다. 구멍의 수, 낙하 속도 및 회전 속도를 적절하게 줄여야 합니다. 정확한 계수를 제공하기 위해 판의 팽창과 수축을 정확하게 측정합니다. 레이어 수 ≥ 14, 구멍 직경 ≤ 0.2mm 또는 구멍에서 선까지의 거리 ≤ 0.175mm인 경우 구멍 위치 정확도가 ≤ 0.025mm인 드릴링 장비를 생산에 사용해야 합니다. 직경 φ 4.0mm 이상의 구멍 직경은 단계별 드릴링을 채택하고 두께 직경 비율은 12:1입니다. 단계별 드릴링과 포지티브 및 네거티브 드릴링으로 생산됩니다. 드릴링의 버 및 구멍 두께를 제어합니다. 고층 슬래브는 새 드릴나이프로 가능한 한 연삭 드릴로 천공하고, 구멍 두께는 25um 이내로 조절한다. 고층 두꺼운 동판의 드릴링 버(Drilling Burr) 문제를 개선하기 위해 일괄 검증을 통해 고밀도 백킹 플레이트의 사용, 적층 판 수는 3이고 드릴 비트의 연삭 시간은 XNUMX배 이내로 제어되며, 드릴링 버를 효과적으로 개선할 수 있는

에 사용되는 고층 보드의 경우 고주파, 고속 및 대용량 데이터 전송, 백 드릴링 기술은 신호 무결성을 향상시키는 효과적인 방법입니다. 백 드릴링은 주로 잔여 스터브 길이, 두 시추공의 구멍 위치 일관성 및 구멍의 구리 와이어를 제어합니다. 모든 드릴링 머신 장비에 백 드릴 기능이 있는 것은 아니므로 드릴링 머신 장비(백 드릴 기능 포함)를 업그레이드하거나 백 드릴 기능이 있는 드릴 머신을 구입해야 합니다. 산업 관련 문헌 및 성숙한 대량 생산에서 적용된 백 드릴링 기술에는 주로 전통적인 깊이 제어 백 드릴링 방법, 내부 레이어에 신호 피드백 레이어가 있는 백 드릴링 및 플레이트 두께의 비율에 따라 깊이 백 드릴링 계산이 포함됩니다. 여기에서 반복되지 않습니다.

3, 신뢰성 테스트

고층 보드는 일반적으로 기존의 다층 플레이트보다 두껍고 무거운 시스템 플레이트이며 단위 크기가 더 크며 해당 열용량도 더 큽니다. 용접시 더 많은 열이 필요하고 용접 고온 시간이 길다. 217℃(주석 은동 땜납의 녹는점)에서는 50초에서 90초가 걸립니다. 동시에, 고층 플레이트의 냉각 속도가 상대적으로 느리므로 리플 로우 테스트 시간이 연장됩니다. ipc-6012c, IPC-TM-650 표준 및 산업 요구 사항과 결합하여 고층 보드의 주요 신뢰성 테스트가 수행됩니다.