Controle de processo de produção chave para alto nível PCB borda

A placa de circuito de arranha-céus é geralmente definida como uma placa de circuito de várias camadas de arranha-céus com 10-20 andares ou mais, que é mais difícil de processar do que o tradicional placa de circuito multicamada e tem requisitos de alta qualidade e confiabilidade. É usado principalmente em equipamentos de comunicação, servidores high-end, eletrônica médica, aviação, controle industrial, militar e outros campos. Nos últimos anos, a demanda do mercado por pranchas altas nas áreas de comunicação de aplicação, estação base, aviação e militar ainda é forte. Com o rápido desenvolvimento do mercado de equipamentos de telecomunicações da China, a perspectiva de mercado de pranchas de pranchas altas é promissora.

Actualmente, Fabricante de PCBS que podem produzir em massa PCBs de alto padrão na China vêm principalmente de empresas com financiamento estrangeiro ou de algumas empresas nacionais. A produção de placas de circuito impresso de alto padrão requer não apenas mais tecnologia e investimento em equipamentos, mas também o acúmulo de experiência de técnicos e pessoal de produção. Ao mesmo tempo, os procedimentos de certificação do cliente para a importação de PCBs de edifícios altos são rígidos e complicados. Portanto, o limite para a entrada de PCB em edifícios altos na empresa é alto e o ciclo de produção de industrialização é longo. O número médio de camadas de PCB tornou-se um índice técnico importante para medir o nível técnico e a estrutura do produto das empresas de PCB. Este documento descreve resumidamente as principais dificuldades de processamento encontradas na produção de PCB de edifícios altos e apresenta os principais pontos de controle dos principais processos de produção de PCB de edifícios para sua referência.

1 、 Principais dificuldades de produção

Compared with the characteristics of conventional circuit board products, high-rise circuit board has the characteristics of thicker boards, more layers, denser lines and vias, larger unit size, thinner dielectric layer, and stricter requirements for inner space, interlayer alignment, impedance control and reliability.

1.1 dificuldades no alinhamento intercamada

Devido ao grande número de camadas de placas altas, o projeto final do cliente tem requisitos cada vez mais rígidos no alinhamento das camadas de PCB, e a tolerância de alinhamento entre as camadas é geralmente controlada em ± 75 μm. Considerando o design de tamanho de unidade grande da placa de arranha-céus, a temperatura ambiente e a umidade da oficina de transferência de gráficos, a superposição de deslocamento e o modo de posicionamento da camada intermediária causados ​​pela expansão e contração inconsistentes de diferentes camadas da placa central, é mais difícil controlar a camada intermediária alinhamento da prancha de arranha-céus.

1.2 dificuldades em fazer o circuito interno

A placa alta adota materiais especiais, como alta Tg, alta velocidade, alta frequência, cobre espesso e camada dielétrica fina, que apresenta altos requisitos para a fabricação e controle de tamanho gráfico do circuito interno, como a integridade do sinal de impedância transmissão, o que aumenta a dificuldade de fabricação do circuito interno. A largura e o espaçamento entre linhas são pequenos, os circuitos abertos e curtos aumentam, os micro curtos aumentam e a taxa de qualificação é baixa; Existem muitas camadas de sinal de linhas finas e aumenta a probabilidade de perda de detecção de AOI na camada interna; A placa central interna é fina, fácil de dobrar, resultando em exposição insuficiente e é fácil de rolar após o ataque químico; A maioria das placas de arranha-céus são placas de sistema com grande tamanho de unidade e o custo de sucateamento dos produtos acabados é relativamente alto.

1.3 dificuldades de fabricação urgentes

Quando várias placas de núcleo interno e folhas semicuradas são sobrepostas, defeitos como placa deslizante, delaminação, cavidade de resina e resíduo de bolha são fáceis de ocorrer na produção de crimpagem. Ao projetar a estrutura laminada, é necessário considerar totalmente a resistência ao calor, a resistência à tensão, a quantidade de enchimento de cola e a espessura média do material, e definir um programa de prensagem de placa alta razoável. Existem muitas camadas, e o controle de expansão e contração e a compensação do coeficiente de tamanho não podem ser consistentes; A camada de isolamento intercamada é fina, o que é fácil de levar à falha do teste de confiabilidade intercamada. A Fig. 1 é um diagrama do defeito da delaminação da placa de ruptura após o teste de tensão térmica.

Fig.1

1.4 dificuldades de perfuração

O uso de placas especiais de cobre de alta Tg, alta velocidade, alta frequência e espessas aumentam a dificuldade de aspereza de perfuração, rebarbas de perfuração e remoção de sujeira de perfuração. Existem muitas camadas, a espessura total do cobre e a espessura da placa são acumuladas e a ferramenta de perfuração é fácil de quebrar; Falha de Caf causada por BGA denso e espaçamento estreito da parede do orifício; Devido à espessura da placa, é fácil causar o problema da perfuração oblíqua.

2、 Key production process control

2.1 material selection

Com o desenvolvimento de componentes eletrônicos na direção de alto desempenho e multifuncional, ele também traz transmissão de sinal de alta frequência e alta velocidade. Portanto, é necessário que a constante dielétrica e a perda dielétrica dos materiais do circuito eletrônico sejam relativamente baixas, bem como baixo CTE, baixa absorção de água e materiais laminados revestidos de cobre de melhor desempenho, de modo a atender aos requisitos de processamento e confiabilidade de alta -cabeça as placas. Os fornecedores de placas comuns incluem principalmente uma série, série B, série C e série D. Consulte a Tabela 1 para a comparação das principais características desses quatro substratos internos. Para a placa de circuito de cobre espesso e alto, a folha semicurável com alto teor de resina é selecionada. A quantidade de fluxo de cola da folha semicurada entre camadas é suficiente para preencher os gráficos da camada interna. Se a camada média de isolamento for muito espessa, a placa acabada é fácil de ser muito espessa. Pelo contrário, se a camada do meio isolante for muito fina, é fácil causar problemas de qualidade, como estratificação média e falha no teste de alta tensão. Portanto, a seleção de materiais de meio isolante é muito importante.

2.2 projeto de estrutura laminada

Os principais fatores considerados no projeto de estrutura laminada são a resistência ao calor, resistência à tensão, quantidade de enchimento de cola e espessura da camada dielétrica do material, e os seguintes princípios básicos devem ser seguidos.

(1) The manufacturer of semi cured sheet and core board must be consistent. In order to ensure the reliability of PCB, single 1080 or 106 semi cured sheet shall not be used for all layers of semi cured sheet (unless the customer has special requirements). When the customer has no medium thickness requirements, the medium thickness between layers must be guaranteed to be ≥ 0.09mm according to ipc-a-600g.

(2) Quando os clientes exigem placa de alta Tg, placa central e folha semi-curada devem usar os materiais de alta Tg correspondentes.

(3) Para o substrato interno 3 oz ou acima, selecione a folha semicura com alto teor de resina, como 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106h / C76%; No entanto, o projeto estrutural de todas as 106 folhas semi-curadas com alta cola deve ser evitado tanto quanto possível para evitar a sobreposição de várias 106 folhas semi-curadas. Como o fio de fibra de vidro é muito fino, o fio de fibra de vidro colapsa na grande área do substrato, o que afeta a estabilidade dimensional e a delaminação por explosão da placa.

(4) Se o cliente não tiver requisitos especiais, a tolerância de espessura da camada dielétrica intercamada é geralmente controlada em +/- 10%. Para a placa de impedância, a tolerância da espessura dielétrica é controlada pela tolerância C / M ipc-4101. Se o fator de influência da impedância estiver relacionado à espessura do substrato, a tolerância da placa também deve ser controlada pela tolerância C / M ipc-4101.

2.3 controle de alinhamento intercamada

Para a precisão da compensação do tamanho da placa do núcleo interno e controle do tamanho da produção, é necessário compensar com precisão o tamanho gráfico de cada camada da placa alta por meio dos dados e da experiência de dados históricos coletados na produção por um certo tempo para garantir a consistência de expansão e contração de cada camada da placa central. Selecione o modo de posicionamento intermediário confiável e de alta precisão antes de pressionar, como pino Lam, fusão a quente e combinação de rebite. A definição de procedimentos de processo de prensagem adequados e a manutenção diária da prensa são a chave para garantir a qualidade da prensagem, controlar a cola de prensagem e o efeito de resfriamento e reduzir o problema de deslocamento da camada intermediária. O controle do alinhamento entre camadas deve ser considerado de forma abrangente a partir de fatores como valor de compensação da camada interna, modo de posicionamento de prensagem, parâmetros de processo de prensagem, características do material e assim por diante.

2.4 processo de linha interna

Because the analytical ability of the traditional exposure machine is less than 50 μ M. for the production of high-rise plates, laser direct imager (LDI) can be introduced to improve the graphics analysis ability, which can reach 20 μ M or so. The alignment accuracy of traditional exposure machine is ± 25 μ m. The inter layer alignment accuracy is greater than 50 μ m。 Using high-precision alignment exposure machine, the graphics alignment accuracy can be improved to 15 μ M, interlayer alignment accuracy control 30 μ M, which reduces the alignment deviation of traditional equipment and improves the interlayer alignment accuracy of high-rise slab.

A fim de melhorar a capacidade de corrosão da linha, é necessário dar uma compensação adequada para a largura da linha e a almofada (ou anel de soldagem) no projeto de engenharia, bem como considerações de projeto mais detalhadas para o valor de compensação de especial gráficos, como linha de retorno e linha independente. Confirme se a compensação do projeto da largura da linha interna, distância da linha, tamanho do anel de isolamento, linha independente e distância furo a linha é razoável, caso contrário, altere o design de engenharia. Existem requisitos de projeto de impedância e reatância indutiva. Preste atenção se a compensação do projeto da linha independente e da linha de impedância é suficiente. Controle os parâmetros durante a gravação. A produção em lote só pode ser realizada após a confirmação da qualificação da primeira peça. A fim de reduzir a corrosão do lado do ataque ácido, é necessário controlar a composição química de cada grupo de solução de ataque químico dentro da melhor faixa. O equipamento da linha de gravação tradicional tem capacidade de gravação insuficiente. O equipamento pode ser tecnicamente transformado ou importado em equipamentos de linha de gravação de alta precisão para melhorar a uniformidade de gravação e reduzir problemas como bordas ásperas e gravação suja.

2.5 processo de prensagem

Atualmente, os métodos de posicionamento da camada intermediária antes da prensagem incluem principalmente: pino Lam, hot melt, rebite e a combinação de hot melt e rebite. Diferentes métodos de posicionamento são adotados para diferentes estruturas de produto. Para a laje de grande altura, o método de posicionamento de quatro ranhuras (pino Lam) ou método de fusão + rebitagem deve ser usado. A máquina de perfuração ope deve perfurar o orifício de posicionamento e a precisão da perfuração deve ser controlada dentro de ± 25 μ m。 Durante a fusão, o raio-X deve ser usado para verificar o desvio da camada da primeira placa feita pela máquina de ajuste, e o lote só pode ser feito após o desvio da camada ser qualificado. Durante a produção do lote, é necessário verificar se cada placa é derretida na unidade para evitar a posterior delaminação. O equipamento de prensagem adota prensa de suporte de alto desempenho para atender a precisão de alinhamento entre camadas e confiabilidade de placas de alto crescimento.

According to the laminated structure of high-rise board and the materials used, study the appropriate pressing procedure, set the best temperature rise rate and curve, appropriately reduce the temperature rise rate of pressed board in the conventional multi-layer circuit board pressing procedure, prolong the high-temperature curing time, make the resin fully flow and solidify, and avoid the problems such as sliding plate and interlayer dislocation in the pressing process. Plates with different TG values cannot be the same as grate plates; Plates with ordinary parameters cannot be mixed with plates with special parameters; To ensure the rationality of the given expansion and contraction coefficient, the properties of different plates and semi cured sheets are different, so the corresponding plate semi cured sheet parameters need to be pressed, and the process parameters need to be verified for special materials that have never been used.

2.6 processo de perfuração

Devido ao excesso de espessura da placa e da camada de cobre causado pela sobreposição de cada camada, a broca está seriamente gasta e é fácil quebrar a broca. O número de furos, velocidade de queda e velocidade de rotação devem ser reduzidos de forma adequada. Meça com precisão a expansão e contração da placa para fornecer coeficiente preciso; Se o número de camadas ≥ 14, o diâmetro do furo ≤ 0.2 mm ou a distância do furo à linha ≤ 0.175 mm, a sonda de perfuração com precisão de posição do furo ≤ 0.025 mm deve ser usada para a produção; diâmetro φ O diâmetro do furo acima de 4.0 mm adota a perfuração passo a passo e a proporção do diâmetro da espessura é de 12: 1. É produzido por furação passo a passo e furação positiva e negativa; Controle a rebarba e a espessura do furo da perfuração. A laje elevada deve ser perfurada com uma nova faca de perfuração ou uma faca de broca de esmeril, tanto quanto possível, e a espessura do furo deve ser controlada dentro de 25um. A fim de melhorar o problema de rebarba de perfuração de placa de cobre espessa de alta estrutura, por meio de verificação de lote, o uso de placa de suporte de alta densidade, o número de placas laminadas é um e os tempos de moagem da broca são controlados dentro de 3 vezes, que pode efetivamente melhorar a rebarba de perfuração

For the high-rise board used for alta frequência, high-speed and massive data transmission, back drilling technology is an effective method to improve signal integrity. The back drilling mainly controls the residual stub length, the hole position consistency of the two boreholes and the copper wire in the hole. Not all drilling machine equipment has back drilling function, so it is necessary to upgrade the drilling machine equipment (with back drilling function) or purchase a drilling machine with back drilling function. The back drilling technology applied from industry related literature and mature mass production mainly includes: traditional depth control back drilling method, back drilling with signal feedback layer in the inner layer, and calculating the depth back drilling according to the proportion of plate thickness. It will not be repeated here.

3 、 Teste de confiabilidade

A placa de arranha-céus é geralmente uma placa de sistema, que é mais espessa e mais pesada do que a placa multicamada convencional, tem tamanho de unidade maior e a capacidade de calor correspondente também é maior. Durante a soldagem, mais calor é necessário e o tempo de soldagem em alta temperatura é longo. A 217 ℃ (ponto de fusão da solda de cobre e estanho, prata), leva de 50 a 90 segundos. Ao mesmo tempo, a velocidade de resfriamento da placa alta é relativamente lenta, de modo que o tempo de teste de refluxo é prolongado. Combinado com os padrões e requisitos industriais ipc-6012c, IPC-TM-650, o principal teste de confiabilidade da placa alta é realizado.