Sentralt produksjonsprosesskontroll for høyt nivå PCB borde

Høyde kretskortet er generelt definert som et høyhus flerlags kretskort med 10-20 etasjer eller mer, noe som er vanskeligere å behandle enn det tradisjonelle flerlags kretskort og har høye krav til kvalitet og pålitelighet. Det brukes hovedsakelig i kommunikasjonsutstyr, high-end server, medisinsk elektronikk, luftfart, industriell kontroll, militær og andre felt. I de siste årene er markedets etterspørsel etter høydeplater innen applikasjonskommunikasjon, basestasjon, luftfart og militær fortsatt sterk. Med den raske utviklingen av Kinas marked for telekommunikasjonsutstyr, er prospektet for høye brett lovende.

I dag, PCB -produsents som kan masseprodusere høyhus PCB i Kina kommer hovedsakelig fra utenlandsk finansierte foretak eller noen få innenlandske foretak. Produksjonen av høye PCB krever ikke bare høyere teknologi og utstyrsinvesteringer, men også erfaringens akkumulering av teknikere og produksjonspersonell. Samtidig er kundesertifiseringsprosedyrene for import av høye PCB strenge og tungvint. Derfor er terskelen for høye PCB-er for å komme inn i virksomheten høy og industrialiseringsproduksjonssyklusen er lang. Gjennomsnittlig antall PCB -lag har blitt en viktig teknisk indeks for å måle det tekniske nivået og produktstrukturen til PCB -foretak. Denne artikkelen beskriver kort de viktigste behandlingsproblemene som oppstår ved produksjon av høye PCB, og introduserer de viktigste kontrollpunktene for viktige produksjonsprosesser for høy PCB for din referanse.

1, Hovedproduksjonsvansker

Sammenlignet med egenskapene til konvensjonelle kretskortprodukter, har høye kretskort egenskapene til tykkere kort, flere lag, tettere linjer og vias, større enhetsstørrelse, tynnere dielektrisk lag og strengere krav til indre rom, justering av mellomlag, impedanskontroll og pålitelighet.

1.1 vanskeligheter med justering mellom lag

På grunn av det store antallet høye platelag har kundens designende stadig strengere krav til justering av PCB-lag, og justeringstoleransen mellom lagene blir vanligvis kontrollert til ± 75 μ m. Tatt i betraktning den store enhetsstørrelsesdesignen til høydebrett, omgivelsestemperaturen og fuktigheten i grafikkoverføringsverkstedet, dislokasjonssuperposisjonen og posisjonsmodusen mellom lag forårsaket av inkonsekvent ekspansjon og sammentrekning av forskjellige kjernekortlag, er det vanskeligere å kontrollere mellomlaget justering av høyblokk.

1.2 vanskeligheter med å lage indre krets

Høyhusplaten vedtar spesielle materialer som høy Tg, høy hastighet, høy frekvens, tykt kobber og tynt dielektrisk lag, som stiller høye krav til fabrikasjon og grafisk størrelseskontroll av den indre kretsen, for eksempel integriteten til impedans signal overføring, noe som øker vanskeligheten ved fremstilling av den indre kretsen. Linjebredden og linjeavstanden er liten, de åpne og kortslutningene øker, mikrokortet øker og kvalifiseringshastigheten er lav; Det er mange signallag med fine linjer, og sannsynligheten for manglende AOI -deteksjon i det indre laget øker; Den indre kjerneplaten er tynn, lett å brette, noe som resulterer i dårlig eksponering, og den er lett å rulle etter etsning; De fleste høyhusplatene er systemkort med stor enhetsstørrelse, og kostnaden for å skrote de ferdige produktene er relativt høy.

1.3 presserende produksjonsvansker

Når flere indre kjerneplater og halvherdede ark legges over hverandre, er det lett å oppstå defekter som glideplate, delaminering, harpikshulrom og boblerester ved krympeproduksjon. Når du designer den laminerte strukturen, er det nødvendig å fullt ut vurdere varmebestandigheten, spenningsmotstanden, limfyllmengden og middels tykkelse på materialet, og sette et rimelig høydeplatepresseprogram. Det er mange lag, og kontrollen av ekspansjon og sammentrekning og kompensasjon av størrelseskoeffisient kan ikke være konsekvent; Mellomlagets isolasjonslag er tynt, noe som er lett å føre til feil i pålitelighetstesten mellom mellomlag. Fig. 1 er et diagram over defekten ved delaminering av sprengningsplater etter termisk belastningstest.

Fig.1

1.4 borevansker

Bruken av høye Tg, høye hastigheter, høyfrekvente og tykke kobber spesialplater øker vanskeligheten ved å bore grovhet, borehull og fjerne smuss. Det er mange lag, den totale kobbertykkelsen og platetykkelsen er akkumulert, og boreverktøyet er lett å bryte; Caf -feil forårsaket av tett BGA og smal hull mellom vegg; På grunn av platetykkelsen er det lett å forårsake problemet med skråboring.

2, Nøkkel produksjonskontroll

2.1 materialvalg

Med utviklingen av elektroniske komponenter i retning av høyytelse og multifunksjon, gir den også høyfrekvente og høyhastighets signaloverføringer. Derfor er det påkrevd at dielektrisk konstant og dielektrisk tap av elektroniske kretsmaterialer er relativt lave, samt lav CTE, lav vannabsorpsjon og bedre høyytende kobberkledde laminatmaterialer, for å oppfylle prosessering og pålitelighetskrav til høye -stige brett. Vanlige tallerkenleverandører inkluderer hovedsakelig en serie, B -serie, C -serie og D -serie. Se tabell 1 for sammenligning av hovedkarakteristikkene til disse fire indre substratene. For det høye tykke kobberplaten velges det halvherdede arket med høyt harpiksinnhold. Limstrømningsmengden på mellomlaget halvherdet ark er nok til å fylle det indre lagets grafikk. Hvis det isolerende mediumlaget er for tykt, er det ferdige brettet lett å være for tykt. Tvert imot, hvis det isolerende mediumlaget er for tynt, er det lett å forårsake kvalitetsproblemer som middels lagdeling og høyspenningstestfeil. Derfor er valg av isolerende medium materialer svært viktig.

2.2 utforming av laminert struktur

Hovedfaktorene som vurderes ved utformingen av den laminerte strukturen er varmebestandighet, spenningsmotstand, limfyllmengde og dielektrisk sjiktykkelse av materialet, og følgende hovedprinsipper skal følges.

(1) Produsenten av halvherdet ark og kjernekort må være konsekvent. For å sikre PCB -påliteligheten skal det ikke brukes enkelt 1080 eller 106 halvherdet ark for alle lag med halvherdet ark (med mindre kunden har spesielle krav). Når kunden ikke har krav til middels tykkelse, må middels tykkelse mellom lag garanteres å være ≥ 0.09 mm i henhold til ipc-a-600g.

(2) Når kunder krever høy Tg -plate, skal kjerneplate og halvherdet ark bruke tilsvarende materialer med høy Tg.

(3) For det indre substratet 3 oz eller høyere, velg det halvherdede arket med høyt harpiksinnhold, for eksempel 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Imidlertid skal den konstruktive utformingen av alle 106 halvherdede ark med høy lim unngås så langt som mulig for å forhindre overlagring av flere 106 halvherdede ark. Fordi glassfibergarnet er for tynt, kollapser glassfibergarnet i det store substratområdet, noe som påvirker dimensjonsstabiliteten og plateeksplosjonsdelaminering.

(4) Hvis kunden ikke har noen spesielle krav, blir tykkelsestoleransen til det dielektriske lag mellom lag generelt kontrollert med + / – 10%. For impedansplate styres den dielektriske tykkelsestoleransen av ipc-4101 C / M-toleranse. Hvis impedanspåvirkningsfaktoren er relatert til underlagets tykkelse, må platetoleransen også kontrolleres av ipc-4101 C / M-toleranse.

2.3 justeringskontroll mellom lag

For nøyaktigheten av innvendig kjernekortstørrelseskompensasjon og kontroll av produksjonsstørrelse, er det nødvendig å nøyaktig kompensere den grafiske størrelsen til hvert lag med høyblokk gjennom dataene og den historiske dataopplevelsen samlet i produksjonen i en viss tid for å sikre konsistensen av utvidelse og sammentrekning av hvert lag med kjerneplate. Velg posisjoneringsmodus med høy presisjon og pålitelig mellomlag før du trykker, for eksempel pin Lam, hot-melt og nagelkombinasjon. Innstilling av passende presseprosessprosedyrer og daglig vedlikehold av pressen er nøkkelen for å sikre pressekvaliteten, kontrollere presslimet og kjøleeffekten og redusere problemet med mellomlagsforflytning. Kontrollen av justeringen mellom lag må vurderes grundig ut fra faktorene som indre lagets kompensasjonsverdi, posisjoneringsmodus for trykk, pressingsprosessparametere, materialegenskaper og så videre.

2.4 indre linjeprosess

Fordi den analytiske evnen til den tradisjonelle eksponeringsmaskinen er mindre enn 50 μ M. for produksjon av høyhusplater, kan laser direct imager (LDI) introduseres for å forbedre grafikkanalyseevnen, som kan nå 20 μM eller så. Justeringsnøyaktigheten til tradisjonell eksponeringsmaskin er ± 25 μ m. Justeringsnøyaktigheten mellom lagene er større enn 50 μ m。 Ved hjelp av høy presisjonsjusteringseksponeringsmaskin kan grafikkjusteringsnøyaktigheten forbedres til 15 μ M, justering av nøyaktighetskontroll mellom lag 30 μ M, noe som reduserer justeringsavviket til tradisjonelt utstyr og forbedrer nøyaktigheten på mellomjusteringen av høye plater.

For å forbedre linjens etsningskapasitet, er det nødvendig å gi passende kompensasjon for bredden på linjen og puten (eller sveiseringen) i det tekniske designet, samt mer detaljert designhensyn for kompensasjonsbeløpet for spesial grafikk, for eksempel returlinje og uavhengig linje. Bekreft om designkompensasjonen for indre linjebredde, linjeavstand, isolasjonsringstørrelse, uavhengig linje og hull til linje -avstand er rimelig, ellers endre konstruksjonsdesignet. Det er krav til design av impedans og induktiv reaktans. Vær oppmerksom på om designkompensasjonen til uavhengig linje og impedanslinje er tilstrekkelig. Kontroller parameterne under etsing. Batchproduksjon kan bare utføres etter at det første stykket er bekreftet å være kvalifisert. For å redusere etsing av sidekorrosjon, er det nødvendig å kontrollere den kjemiske sammensetningen av hver gruppe av etsningsløsninger innenfor det beste området. Det tradisjonelle utstyret for etselinje har utilstrekkelig etsekapasitet. Utstyret kan teknisk transformeres eller importeres til utstyr med høy presisjon etselinje for å forbedre etsens ensartethet og redusere problemene som grov kant og uren etsing.

2.5 presseprosess

For tiden inkluderer posisjonsmetodene for mellomlag hovedsakelig før du trykker: pin Lam, hot melt, nit, og kombinasjonen av hot melt og nit. Ulike posisjonsmetoder brukes for forskjellige produktstrukturer. For høyplaten skal posisjoneringsmetoden med fire spor (pin Lam) eller fusjon + nitningsmetode brukes. Ope-stansemaskinen skal stanse posisjoneringshullet, og stansnøyaktigheten skal kontrolleres innen ± 25 μ m. Under fusjon skal røntgen brukes til å kontrollere lagavviket til den første platen av justeringsmaskinen og batchen kan bare gjøres etter at lagavviket er kvalifisert. Under batchproduksjon er det nødvendig å kontrollere om hver plate er smeltet inn i enheten for å forhindre senere delaminering. Presseutstyret vedtar høyytelsesstøttepresse for å imøtekomme nøyaktigheten og påliteligheten mellom høye plater i mellomlaget.

I henhold til den laminerte strukturen til høydeplater og materialene som brukes, studer den riktige presseprosedyren, sett den beste temperaturstigningshastigheten og kurven, reduser temperaturstigningshastigheten til presset brett i den konvensjonelle flerlags kretskortpressingsprosedyren, forlenge herdetiden ved høy temperatur, få harpiksen til å flyte og størkne fullt ut, og unngå problemer som glideplate og forskyvning mellom lag i presseprosessen. Plater med forskjellige TG -verdier kan ikke være det samme som ristplater; Plater med vanlige parametere kan ikke blandes med plater med spesielle parametere; For å sikre rasjonaliteten til den gitte ekspansjons- og sammentrekningskoeffisienten, er egenskapene til forskjellige plater og halvherdede ark forskjellige, så de tilsvarende platehaldeherdede arkparametrene må trykkes, og prosessparametrene må verifiseres for spesielle materialer som har aldri blitt brukt.

2.6 boreprosess

På grunn av overtykkelsen på plate og kobberlag forårsaket av overlagringen av hvert lag, er borekronen alvorlig slitt og det er lett å bryte borekronen. Antall hull, fallhastighet og rotasjonshastighet skal reduseres på passende måte. Mål ekspansjonen og sammentrekningen av platen nøyaktig for å gi nøyaktig koeffisient; Hvis antall lag ≥ 14, hulldiameteren ≤ 0.2 mm eller avstanden fra hull til linje ≤ 0.175 mm, skal boreriggen med hullposisjonsnøyaktighet ≤ 0.025 mm brukes til produksjon; diameter φ Hullets diameter over 4.0 mm vedtar trinnvis boring, og tykkelsesdiameterforholdet er 12: 1. Den produseres ved trinnvis boring og positiv og negativ boring; Kontroller borring og hulltykkelse på boringen. Høyplaten skal så langt som mulig bores med en ny borekniv eller en slipekniv, og hulltykkelsen skal kontrolleres innen 25um. For å forbedre boringsproblemet med høye tykke kobberplater, gjennom batchverifisering, bruk av høydensitets bakplate, er antallet laminerte plater en, og slipetidene til borekronen kontrolleres innen 3 ganger, som effektivt kan forbedre borrillen

For høyblokken som brukes til høy frekvens, høyhastighets og massiv dataoverføring, bakboringsteknologi er en effektiv metode for å forbedre signalintegriteten. Bakboringen styrer hovedsakelig gjenværende stubblengde, hullposisjonskonsistensen til de to borehullene og kobbertråden i hullet. Ikke alt boremaskinutstyr har bakboringsfunksjon, så det er nødvendig å oppgradere boremaskinutstyret (med bakboringsfunksjon) eller kjøpe en boremaskin med bakboringsfunksjon. Bakboreteknologien som brukes fra bransjerelatert litteratur og moden masseproduksjon inkluderer hovedsakelig: tradisjonell dybdekontroll bakboremetode, bakboring med signal tilbakemeldingslag i det indre laget, og beregning av dybdeboring i henhold til andelen platetykkelse. Det vil ikke gjentas her.

3, pålitelighetstest

Høyhusplaten er generelt en systemplate, som er tykkere og tyngre enn den konvensjonelle flerlagsplaten, har større enhetsstørrelse, og den tilsvarende varmekapasiteten er også større. Under sveising kreves mer varme og sveisingens høye temperatur er lang. Ved 217 ℃ (smeltepunkt for tinnsølv kobber loddetinn) tar det 50 sekunder til 90 sekunder. På samme tid er kjølehastigheten til høyplater relativt treg, så tiden for tilbakespylingstest forlenges. Kombinert med ipc-6012c, IPC-TM-650 standarder og industrielle krav, utføres den viktigste pålitelighetstesten av høye plater.