Pagrindinio aukšto lygio gamybos proceso valdymas PCB lenta

Daugiaaukštė plokštė paprastai apibrėžiama kaip daugiaaukštė daugiasluoksnė plokštė, turinti 10-20 ar daugiau aukštų, o tai yra sunkiau apdorojama nei tradicinė daugiasluoksnė plokštė ir turi aukštus kokybės ir patikimumo reikalavimus. Jis daugiausia naudojamas ryšių įrangoje, aukščiausios klasės serveriuose, medicinos elektronikoje, aviacijoje, pramoninėje kontrolėje, karinėje ir kitose srityse. Pastaraisiais metais daugiaaukščių plokščių paklausa taikomojo ryšio, bazinės stoties, aviacijos ir kariuomenės srityse vis dar yra didelė. Sparčiai vystantis Kinijos telekomunikacijų įrangos rinkai, daugiaaukščių plokščių rinkos perspektyva yra perspektyvi.

Dabar, PCB gamintojasS, kurie gali masiškai gaminti daugiaaukščius PCB Kinijoje, daugiausia gaunami iš užsienio finansuojamų įmonių arba kelių vidaus įmonių. Daugiaaukščių PCB gamybai reikalingos ne tik didesnės investicijos į technologijas ir įrangą, bet ir technikų bei gamybos personalo patirties kaupimas. Tuo pačiu metu klientų sertifikavimo procedūros, skirtos importuoti daugiaaukščius PCB, yra griežtos ir sudėtingos. Todėl daugiaaukščių PCB patekimo į įmonę riba yra didelė, o industrializacijos gamybos ciklas yra ilgas. Vidutinis PCB sluoksnių skaičius tapo svarbiu techniniu rodikliu, skirtu PCB įmonių techniniam lygiui ir produkto struktūrai matuoti. Šiame dokumente trumpai aprašomi pagrindiniai perdirbimo sunkumai, su kuriais susiduriama gaminant daugiaaukščius PCB, ir pateikiami pagrindiniai daugiaaukščių PCB gamybos procesų valdymo taškai.

1, Pagrindiniai gamybos sunkumai

Palyginti su įprastų plokščių gaminių charakteristikomis, daugiaaukščių plokščių charakteristikos yra storesnės plokštės, daugiau sluoksnių, tankesnės linijos ir įstrižainės, didesnis vieneto dydis, plonesnis dielektrinis sluoksnis ir griežtesni vidinės erdvės, tarpsluoksnio išlyginimo, varžos valdymo reikalavimai. ir patikimumą.

1.1 sunkumai derinant tarpsluoksnius

Dėl didelio daugiaaukščių plokščių sluoksnių skaičiaus kliento projektavimo gale keliami vis griežtesni PCB sluoksnių išlyginimo reikalavimai, o derinimo tolerancija tarp sluoksnių paprastai yra kontroliuojama iki ± 75 μm. Atsižvelgiant į didelio aukščio plokštės konstrukciją, grafikos perdavimo cecho aplinkos temperatūrą ir drėgmę, dislokacijos superpoziciją ir tarpsluoksnio padėties nustatymo režimą, kurį sukelia nenuoseklus skirtingų šerdies plokštės sluoksnių išsiplėtimas ir susitraukimas, sunkiau valdyti tarpsluoksnį. daugiaaukščių plokščių derinimas.

1.2 sunkumai kuriant vidinę grandinę

Daugiaaukštėje plokštėje naudojamos specialios medžiagos, tokios kaip didelis Tg, didelis greitis, aukštas dažnis, storas varis ir plonas dielektrinis sluoksnis, kuris kelia aukštus vidinės grandinės gamybos ir grafinio dydžio valdymo reikalavimus, tokius kaip impedanso signalo vientisumas perdavimas, o tai padidina vidinės grandinės pagaminimo sunkumus. Eilučių plotis ir tarpai tarp eilučių yra nedideli, padidėja atviras ir trumpasis jungimas, padidėja mikro trumpasis, o kvalifikacijos lygis yra žemas; Yra daug smulkių linijų signalinių sluoksnių, o vidiniame sluoksnyje padidėja tikimybė, kad trūks AOI; Vidinė šerdies plokštė yra plona, ​​lengvai sulankstoma, todėl bloga ekspozicija ir lengvai išvyniota po ėsdinimo; Dauguma daugiaaukščių plokščių yra sisteminės plokštės, turinčios didelį vienetą, o gatavų gaminių laužo kaina yra gana didelė.

1.3 neatidėliotini gamybos sunkumai

Kai dedamos kelios vidinės šerdies plokštės ir pusiau sukietėję lakštai, gofravimo metu lengvai atsiranda defektų, tokių kaip slankiojanti plokštė, sluoksniavimasis, dervos ertmė ir burbuliukų likučiai. Projektuojant laminuotą konstrukciją, būtina visiškai atsižvelgti į atsparumą karščiui, atsparumą įtampai, klijų užpildymo kiekį ir vidutinį medžiagos storį bei nustatyti pagrįstą daugiaaukščio plokštės presavimo programą. Yra daug sluoksnių, o plėtimosi ir susitraukimo kontrolė bei dydžio koeficiento kompensavimas negali būti nuoseklūs; Tarpsluoksnio izoliacinis sluoksnis yra plonas, todėl lengva sugadinti tarpsluoksnio patikimumo testą. 1 pav. Yra plyšusios plokštės deformacijos defekto diagrama po terminio įtempio bandymo.

Fig.1

1.4 gręžimo sunkumai

Naudojant aukštos Tg, didelės spartos, aukšto dažnio ir storas varines specialias plokštes, padidėja gręžimo šiurkštumo, gręžimo šerdies ir gręžimo nešvarumų pašalinimo sunkumai. Yra daug sluoksnių, bendras vario storis ir plokštės storis yra sukauptas, o gręžimo įrankį lengva sulaužyti; Kavinės gedimas, kurį sukelia tankus BGA ir siauras skyles tarp sienų; Dėl plokštės storio lengva sukelti įstrižo gręžimo problemą.

2, raktų gamybos proceso valdymas

2.1 medžiagos pasirinkimas

Tobulinant elektroninius komponentus didelio našumo ir daugiafunkcinių funkcijų kryptimi, jis taip pat suteikia aukšto dažnio ir didelio greičio signalų perdavimą. Todėl reikalaujama, kad elektroninių grandinių medžiagų dielektrinė konstanta ir dielektriniai nuostoliai būtų santykinai maži, taip pat maža CTE, maža vandens absorbcija ir geresnės našumo variu dengtos laminato medžiagos, kad būtų patenkinti aukštų apdorojimo ir patikimumo reikalavimai. -kilimo lentos. Įprasti plokščių tiekėjai daugiausia yra serija, B serija, C serija ir D serija. Šių keturių vidinių substratų pagrindinių charakteristikų palyginimą žr. 1 lentelėje. Daugiaaukštės storos varinės plokštės atveju yra pasirinktas pusiau sukietėjęs lakštas, kuriame yra daug dervos. Tarpusluoksnio pusiau sukietėjusio lakšto klijų srauto pakanka vidinio sluoksnio grafikai užpildyti. Jei izoliacinės terpės sluoksnis yra per storas, gatava plokštė gali būti per stora. Priešingai, jei izoliacinės terpės sluoksnis yra per plonas, nesunku sukelti kokybės problemų, tokių kaip terpės stratifikacija ir aukštos įtampos bandymo gedimas. Todėl labai svarbu pasirinkti izoliacines medžiagas.

2.2 laminuotos konstrukcijos dizainas

Pagrindiniai veiksniai, į kuriuos atsižvelgiama projektuojant laminuotą konstrukciją, yra atsparumas karščiui, atsparumas įtampai, klijų užpildymo kiekis ir medžiagos dielektrinio sluoksnio storis, ir turi būti laikomasi šių pagrindinių principų.

(1) Pusiau sukietėjusių lakštų ir šerdies plokščių gamintojas turi būti nuoseklus. Siekiant užtikrinti PCB patikimumą, vienkartinis 1080 arba 106 pusiau sukietėjęs lakštas neturi būti naudojamas visiems pusiau sukietėjusio lakšto sluoksniams (nebent klientas turi specialių reikalavimų). Kai klientas neturi vidutinio storio reikalavimų, turi būti užtikrinta, kad terpės storis tarp sluoksnių yra ≥ 0.09 mm pagal „ipc-a-600g“.

(2) Kai klientai reikalauja didelio Tg plokštės, šerdies plokštės ir pusiau sukietėjusios lakšto turi būti naudojamos atitinkamos didelės Tg medžiagos.

(3) Jei vidinis substratas yra 3 oz arba didesnis, pasirinkite pusiau sukietėjusį lakštą, kuriame yra daug dervos, pavyzdžiui, 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Tačiau, kiek įmanoma, reikia vengti visų 106 labai klijų pusiau kietų lakštų konstrukcijos, kad būtų išvengta kelių 106 pusiau sukietėjusių lakštų sutapimo. Kadangi stiklo pluošto verpalai yra per ploni, stiklo pluošto siūlai sugriūna dideliame substrato plote, o tai daro įtaką matmenų stabilumui ir plokštės sprogimo sluoksniui.

(4) Jei klientas neturi specialių reikalavimų, tarpsluoksnio dielektrinio sluoksnio storio tolerancija paprastai kontroliuojama + / – 10%. Impedanso plokštės dielektrinio storio tolerancija kontroliuojama pagal ipc-4101 C / M toleranciją. Jei impedanso įtakos veiksnys yra susijęs su pagrindo storiu, plokštės toleranciją taip pat reikia kontroliuoti pagal ipc-4101 C / M toleranciją.

2.3 tarpsluoksnių derinimo valdymas

Siekiant užtikrinti vidinės šerdies plokštės dydžio kompensavimo tikslumą ir gamybos dydžio kontrolę, būtina tiksliai kompensuoti kiekvieno daugiaaukščio plokštės sluoksnio grafinį dydį, naudojant tam tikrą laiką surinktus duomenis ir istorinę duomenų patirtį, kad būtų užtikrintas nuoseklumas. kiekvieno pagrindinės plokštės sluoksnio išsiplėtimas ir susitraukimas. Prieš paspausdami pasirinkite didelio tikslumo ir patikimą tarpsluoksnio padėties nustatymo režimą, pvz., Kaištį Lam, karšto lydalo ir kniedžių derinį. Tinkamų presavimo procedūrų nustatymas ir kasdienė preso priežiūra yra raktas, užtikrinantis spaudimo kokybę, kontroliuojantis presavimo klijus ir aušinimo efektą bei sumažinantis tarpsluoksnio dislokacijos problemą. Tarpsluoksnių derinimo valdymą reikia išsamiai apsvarstyti atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip vidinio sluoksnio kompensavimo vertė, presavimo padėties nustatymo režimas, presavimo proceso parametrai, medžiagos charakteristikos ir pan.

2.4 vidinės linijos procesas

Kadangi tradicinio ekspozicijos aparato analizės galimybės yra mažesnės nei 50 μ M. daugiaaukščių plokščių gamybai, norint pagerinti grafikos analizės galimybes, kuri gali siekti 20 μM, galima įdiegti tiesioginį lazerinį vaizdą (LDI). Tradicinės ekspozicijos mašinos išlyginimo tikslumas yra ± 25 μm. Tarpusluoksnių derinimo tikslumas yra didesnis nei 50 μm。 Naudojant didelio tikslumo derinimo ekspozicijos mašiną, grafikos išlyginimo tikslumą galima pagerinti iki 15 μM, tarpsluoksnių derinimo tikslumo kontrolę-30 μM, o tai sumažina tradicinės įrangos derinimo nuokrypį ir pagerina daugiaaukščių plokščių tarpsluoksnio išlyginimo tikslumas.

Siekiant pagerinti linijos ėsdinimo pajėgumą, inžineriniame projekte būtina tinkamai kompensuoti linijos ir pagalvėlės (arba suvirinimo žiedo) plotį, taip pat išsamiau apsvarstyti konstrukcijos kompensacijos sumą grafika, pvz., grįžimo linija ir nepriklausoma linija. Patvirtinkite, ar vidinė linijos pločio, linijos atstumo, izoliacinio žiedo dydžio, nepriklausomos linijos ir skylės iki linijos konstrukcinė kompensacija yra pagrįsta, kitaip pakeiskite inžinerinį projektą. Yra varžos ir indukcinio reaktyvumo projektavimo reikalavimai. Atkreipkite dėmesį, ar pakanka nepriklausomos linijos ir varžos linijos kompensacijos. Ėsdinimo metu valdykite parametrus. Serijinė gamyba gali būti atliekama tik patvirtinus, kad pirmasis gabalas yra kvalifikuotas. Siekiant sumažinti ėsdinimo pusės koroziją, būtina kontroliuoti kiekvienos ėsdinimo tirpalo grupės cheminę sudėtį geriausiu diapazonu. Tradicinė ėsdinimo linijos įranga neturi pakankamai ėsdinimo pajėgumų. Įranga gali būti techniškai transformuojama arba importuojama į didelio tikslumo ėsdinimo linijos įrangą, siekiant pagerinti ėsdinimo vienodumą ir sumažinti tokias problemas kaip šiurkštus kraštas ir nešvarus ėsdinimas.

2.5 presavimo procesas

Šiuo metu tarpsluoksnio padėties nustatymo metodai prieš spaudimą daugiausia apima: kaištį Lam, karštą lydinį, kniedę ir karšto lydalo bei kniedės derinį. Skirtingoms produktų struktūroms taikomi skirtingi padėties nustatymo metodai. Daugiaaukščiai plokštei naudojamas keturių plyšių padėties nustatymo metodas (kaištis Lam) arba suliejimas + kniedijimo metodas. Operacinė štampavimo mašina turi išmušti padėties nustatymo angą, o perforavimo tikslumas turi būti kontroliuojamas ± 25 μm. tai galima padaryti tik po to, kai nustatomas sluoksnio nuokrypis. Gaminant partiją, būtina patikrinti, ar kiekviena plokštelė nėra ištirpusi vienete, kad būtų išvengta tolesnio delaminacijos. Presavimo įranga naudoja didelio našumo atraminį presą, kad atitiktų daugiaaukščių plokščių derinimo tikslumą ir patikimumą.

Pagal daugiaaukštės plokštės laminuotą struktūrą ir naudojamas medžiagas, išstudijuokite tinkamą presavimo procedūrą, nustatykite geriausią temperatūros kilimo greitį ir kreivę, atitinkamai sumažinkite presuotos plokštės temperatūros kilimo greitį įprastoje daugiasluoksnės plokštės presavimo procedūroje, pailginkite kietėjimo laiką aukštoje temperatūroje, kad derva visiškai tekėtų ir sukietėtų, ir išvengtumėte tokių problemų kaip slydimo plokštė ir tarpsluoksnio išnirimas spaudimo metu. Plokštės su skirtingomis TG reikšmėmis negali būti tokios pačios kaip grotelių plokštės; Plokštės su įprastais parametrais negali būti maišomos su plokštėmis su specialiais parametrais; Siekiant užtikrinti nurodyto plėtimosi ir susitraukimo koeficiento racionalumą, skirtingų plokščių ir pusiau kietų lakštų savybės yra skirtingos, todėl reikia spausti atitinkamus plokštės pusiau sukietėjusio lakšto parametrus, o proceso parametrus reikia patikrinti specialioms medžiagoms, kurios turi niekada nebuvo naudotas.

2.6 gręžimo procesas

Dėl per didelio plokštės ir vario sluoksnio storio, atsirandančio dėl kiekvieno sluoksnio sudėjimo, grąžtas yra labai susidėvėjęs ir grąžtą lengva sulaužyti. Skylių skaičius, kritimo greitis ir sukimosi greitis turi būti atitinkamai sumažintas. Tiksliai išmatuokite plokštės išsiplėtimą ir susitraukimą, kad gautumėte tikslų koeficientą; Jei sluoksnių skaičius ≥ 14, skylės skersmuo ≤ 0.2 mm arba atstumas nuo skylės iki linijos ≤ 0.175 mm, gamybai naudojamas gręžimo įrenginys, kurio skylės padėties tikslumas ≤ 0.025 mm; skersmuo φ Skylės skersmuo virš 4.0 mm yra gręžiamas žingsnis po žingsnio, o storio skersmens santykis yra 12: 1. Jis gaminamas gręžiant žingsnis po žingsnio ir gręžiant teigiamą ir neigiamą; Kontroliuokite gręžimo šerdį ir skylių storį. Daugiaaukštė plokštė turi būti gręžta nauju gręžimo peiliu arba šlifavimo gręžimo peiliu, kiek įmanoma, o skylės storis turi būti kontroliuojamas 25um ribose. Siekiant pagerinti daugiaaukščio storo vario plokštės gręžimo problemą, atliekant partijos patikrinimą, naudojant didelio tankio pagrindo plokštę, laminuotų plokščių skaičius yra vienas, o grąžto šlifavimo laikas kontroliuojamas 3 kartus, kuris gali efektyviai pagerinti gręžimo šerdį

Daugiaaukščiai lentai, naudojamai aukštojo dažnio, greitas ir masinis duomenų perdavimas, gręžimo atgal technologija yra veiksmingas būdas pagerinti signalo vientisumą. Atgalinis gręžimas daugiausia kontroliuoja likusį stuburo ilgį, dviejų gręžinių skylės padėties nuoseklumą ir varinę vielą skylėje. Ne visa gręžimo mašinų įranga turi atgalinio gręžimo funkciją, todėl būtina atnaujinti gręžimo mašinos įrangą (su atgalinio gręžimo funkcija) arba įsigyti gręžimo mašiną su atgalinio gręžimo funkcija. Atgalinio gręžimo technologija, taikoma iš pramonės srities literatūros ir brandžios masinės gamybos, daugiausia apima: tradicinį atgalinio gręžimo gylio valdymo metodą, atgalinį gręžimą su grįžtamojo signalo sluoksniu vidiniame sluoksnyje ir gręžimo gylio apskaičiavimą pagal plokštės storio proporciją. Čia tai nepasikartos.

3, patikimumo testas

Daugiaaukštė plokštė paprastai yra sistemos plokštė, kuri yra storesnė ir sunkesnė už įprastą daugiasluoksnę plokštę, turi didesnį vienetą ir atitinkama šilumos talpa. Suvirinimo metu reikia daugiau šilumos, o suvirinimo aukštos temperatūros laikas yra ilgas. 217 ℃ (alavo sidabro vario lydmetalio lydymosi temperatūra) trunka nuo 50 iki 90 sekundžių. Tuo pačiu metu daugiaaukščių plokščių aušinimo greitis yra palyginti lėtas, todėl pakartotinio srauto bandymo laikas pailgėja. Kartu su „ipc-6012c“, IPC-TM-650 standartais ir pramonės reikalavimais atliekamas pagrindinis daugiaaukščių plokščių patikimumo bandymas.