Controlul cheie al procesului de producție pentru nivel înalt PCB bord

Placa de circuite înalte este, în general, definită ca o placă de circuite în mai multe straturi cu 10-20 de etaje sau mai mult, care este mai dificil de procesat decât tradiționala placa de circuite multi-strat și are cerințe ridicate de calitate și fiabilitate. Este utilizat în principal în echipamente de comunicații, server high-end, electronice medicale, aviație, control industrial, militar și alte domenii. În ultimii ani, cererea de piață pentru plăci înalte în domeniile comunicațiilor de aplicații, stației de bază, aviației și militare este încă puternică. Odată cu dezvoltarea rapidă a pieței echipamentelor de telecomunicații din China, perspectiva de piață a plăcilor mari este promițătoare.

În prezent, Producător de PCBS care pot produce în masă PCB înalte în China provin în principal de la întreprinderi finanțate din străinătate sau de la câteva întreprinderi interne. Producția de PCB înalte necesită nu numai investiții în tehnologie și echipamente mai mari, ci și acumularea de experiență a tehnicienilor și a personalului de producție. În același timp, procedurile de certificare a clienților pentru importul de PCB înalte sunt stricte și greoaie. Prin urmare, pragul pentru intrarea în întreprindere a PCB-urilor înalte este ridicat, iar ciclul de producție de industrializare este lung. Numărul mediu de straturi de PCB a devenit un indice tehnic important pentru a măsura nivelul tehnic și structura produselor întreprinderilor PCB. Această lucrare descrie pe scurt principalele dificultăți de procesare întâmpinate în producția de PCB de înaltă creștere și introduce punctele cheie de control ale proceselor cheie de producție de PCB de înaltă creștere pentru referință.

1 、 Principalele dificultăți de producție

În comparație cu caracteristicile produselor convenționale pentru circuite, placa cu circuite înalte are caracteristicile plăcilor mai groase, mai multor straturi, linii și viați mai dense, dimensiune mai mare a unității, strat dielectric mai subțire și cerințe mai stricte pentru spațiul interior, alinierea între straturi, controlul impedanței și fiabilitate.

1.1 dificultăți în alinierea între straturi

Datorită numărului mare de straturi de placă înalte, capătul de proiectare al clientului are cerințe din ce în ce mai stricte privind alinierea straturilor PCB, iar toleranța de aliniere între straturi este de obicei controlată la ± 75 μm. Având în vedere design-ul de dimensiuni mari al plăcilor mari, temperatura ambiantă și umiditatea atelierului de transfer grafic, suprapunerea dislocării și modul de poziționare interstrat cauzate de extinderea și contracția incoerente a diferitelor straturi de placă de bază, este mai dificil să controlați stratul intermediar alinierea plăcii înalte.

1.2 dificultăți în realizarea circuitului interior

Placa înaltă adoptă materiale speciale, cum ar fi Tg mare, viteză mare, frecvență înaltă, cupru gros și strat dielectric subțire, care prezintă cerințe ridicate pentru fabricarea și controlul dimensiunii grafice a circuitului interior, cum ar fi integritatea semnalului de impedanță transmisie, ceea ce crește dificultatea fabricării circuitului interior. Lățimea liniei și distanța dintre linii sunt mici, circuitele deschise și scurtcircuitele cresc, microcurtul crește și rata de calificare este scăzută; Există multe straturi de semnal de linii fine, iar probabilitatea lipsei detectării AOI în stratul interior crește; Placa de miez interioară este subțire, ușor de pliat, rezultând o expunere slabă și este ușor de rulat după gravare; Majoritatea plăcilor înalte sunt plăci de sistem cu dimensiuni mari ale unității, iar costul de casare a produselor finite este relativ ridicat.

1.3 dificultăți presante de fabricație

Când sunt suprapuse mai multe plăci de miez interior și foi semi-întărite, defecte precum placa glisantă, delaminarea, cavitatea rășinii și reziduurile cu bule sunt ușor de apărut în producția de sertizare. La proiectarea structurii laminate, este necesar să se ia în considerare pe deplin rezistența la căldură, rezistența la tensiune, cantitatea de umplere a adezivului și grosimea medie a materialului și să se stabilească un program rezonabil de presare a plăcilor. Există multe straturi, iar controlul expansiunii și contracției și compensarea coeficientului de dimensiune nu pot fi consecvente; Stratul de izolație între straturi este subțire, ceea ce este ușor de condus la eșecul testului de fiabilitate între straturi. Fig. 1 este o diagramă a defectului de delaminare a plăcii de rupere după testul de solicitare termică.

Fig.1

1.4 dificultăți de forare

Utilizarea plăcilor speciale de cupru Tg, de mare viteză, de înaltă frecvență și groase mărește dificultatea de ascuțire a forajului, forarea bavului și forarea îndepărtării murdăriei. Există multe straturi, grosimea totală a cuprului și grosimea plăcii sunt acumulate, iar instrumentul de găurit este ușor de rupt; Eșec cafenesc cauzat de densitatea BGA densă și distanțarea îngustă a peretelui; Datorită grosimii plăcii, este ușor să se cauzeze problema găuririi oblice.

2 control Controlul procesului de producție cheie

2.1 selectarea materialelor

Odată cu dezvoltarea componentelor electronice în direcția performanței și multifuncționalității, aduce și transmisia semnalului de înaltă frecvență și de mare viteză. Prin urmare, este necesar ca pierderea constantă dielectrică și dielectrică a materialelor circuitelor electronice să fie relativ reduse, precum și CTE scăzut, absorbție scăzută a apei și materiale laminate mai bine performante placate cu cupru, astfel încât să îndeplinească cerințele de procesare și fiabilitate ale -placi de rasarit. Furnizorii obișnuiți de plăci includ în principal o serie, seria B, seria C și seria D. Vezi Tabelul 1 pentru compararea principalelor caracteristici ale acestor patru substraturi interioare. Pentru placa de circuite groase din cupru, este selectată foaia semicurată cu conținut ridicat de rășină. Volumul de adeziv al foii semi-întărite între straturi este suficient pentru a umple grafica stratului interior. Dacă stratul mediu izolant este prea gros, placa finită este ușor să fie prea groasă. Dimpotrivă, dacă stratul mediu izolant este prea subțire, este ușor să provoace probleme de calitate, cum ar fi stratificarea medie și eșecul testului de înaltă tensiune. Prin urmare, selectarea materialelor izolante este foarte importantă.

2.2 proiectarea structurii laminate

Principalii factori luați în considerare în proiectarea structurii laminate sunt rezistența la căldură, rezistența la tensiune, cantitatea de umplere a adezivului și grosimea stratului dielectric al materialului și trebuie respectate următoarele principii principale.

(1) Producătorul de foi semi-întărite și plăci de miez trebuie să fie consecvent. Pentru a asigura fiabilitatea PCB-ului, o singură foaie semi-întărită de 1080 sau 106 nu trebuie utilizată pentru toate straturile de foaie semi-întărită (cu excepția cazului în care clientul are cerințe speciale). Atunci când clientul nu are cerințe de grosime medie, grosimea medie între straturi trebuie să fie garantată să fie ≥ 0.09 mm conform ipc-a-600g.

(2) Atunci când clienții au nevoie de placă Tg ridicată, placă miez și foaie semi-întărită trebuie să utilizeze materiale corespunzătoare Tg ridicate.

(3) Pentru substratul interior de 3 oz sau mai mult, selectați foaia semi-întărită cu conținut ridicat de rășină, cum ar fi 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Cu toate acestea, proiectarea structurală a tuturor celor 106 foi semi-întărite cu adeziv ridicat trebuie evitată pe cât posibil pentru a preveni suprapunerea mai multor 106 foi semi-întărite. Deoarece firul de fibră de sticlă este prea subțire, firul de fibră de sticlă se prăbușește în zona substratului mare, ceea ce afectează stabilitatea dimensională și delaminarea exploziei plăcilor.

(4) În cazul în care clientul nu are cerințe speciale, toleranța grosimii stratului dielectric între straturi este în general controlată cu + / – 10%. Pentru placa de impedanță, toleranța grosimii dielectrice este controlată de toleranța ipc-4101 C / M. Dacă factorul de influență a impedanței este legat de grosimea substratului, toleranța plăcii trebuie controlată și de toleranța ipc-4101 C / M.

2.3 controlul alinierii între straturi

Pentru acuratețea compensării dimensiunii plăcii miezului interior și a controlului dimensiunii producției, este necesar să se compenseze cu precizie dimensiunea grafică a fiecărui strat de placă înaltă prin experiența de date și date istorice colectate în producție pentru un anumit timp pentru a asigura coerența extinderea și contracția fiecărui strat de placă de bază. Selectați un mod de poziționare interstrat de înaltă precizie și fiabil înainte de apăsare, cum ar fi pin Lam, topire la cald și combinație de nituri. Stabilirea procedurilor adecvate de procesare a presării și întreținerea zilnică a presei sunt cheia pentru a asigura calitatea presării, pentru a controla efectul de lipire și de răcire și pentru a reduce problema dislocării straturilor. Controlul alinierii între straturi trebuie să fie luat în considerare în mod cuprinzător din factori precum valoarea de compensare a stratului interior, modul de poziționare prin presare, parametrii procesului de presare, caracteristicile materialului și așa mai departe.

2.4 Procesul liniei interioare

Deoarece capacitatea analitică a mașinii tradiționale de expunere este mai mică de 50 μ M. pentru producția de plăci înalte, se poate introduce imager direct cu laser (LDI) pentru a îmbunătăți capacitatea de analiză grafică, care poate ajunge la 20 μ M sau cam așa. Precizia de aliniere a mașinii tradiționale de expunere este de ± 25 μm. Precizia alinierii între straturi este mai mare de 50 μ m precizia alinierii între straturi a plăcilor înalte.

Pentru a îmbunătăți capacitatea de gravare a liniei, este necesar să se acorde o compensare adecvată pentru lățimea liniei și a tamponului (sau inelului de sudură) în proiectarea tehnică, precum și o considerație de proiectare mai detaliată pentru valoarea de compensare a grafică, cum ar fi linia de retur și linia independentă. Confirmați dacă compensarea de proiectare a lățimii liniei interioare, a distanței liniei, a dimensiunii inelului de izolare, a liniei independente și a distanței dintre gaură și linie este rezonabilă, altfel modificați proiectarea tehnică. Există cerințe de proiectare privind impedanța și reactanța inductivă. Acordați atenție dacă compensarea de proiectare a liniei independente și a liniei de impedanță este suficientă. Controlați parametrii în timpul gravării. Producția în lot poate fi efectuată numai după ce prima piesă este confirmată ca fiind calificată. Pentru a reduce coroziunea laterală de gravare, este necesar să se controleze compoziția chimică a fiecărui grup de soluție de gravare în cel mai bun interval. Echipamentul tradițional de linie de gravare are o capacitate insuficientă de gravare. Echipamentul poate fi transformat din punct de vedere tehnic sau importat în echipamente de linie de gravare de înaltă precizie pentru a îmbunătăți uniformitatea de gravare și pentru a reduce problemele, cum ar fi marginea aspră și gravarea necurată.

2.5 proces de presare

În prezent, metodele de poziționare a stratului intermediar înainte de apăsare includ în principal: pin Lam, topire la cald, nit și combinația de topire la cald și nit. Sunt adoptate diferite metode de poziționare pentru diferite structuri de produs. Pentru placa înaltă, se utilizează metoda de poziționare a patru fante (pin Lam) sau metoda fuziune + nituire. Mașina de perforat ope trebuie să perforeze orificiul de poziționare, iar precizia de perforare trebuie să fie controlată în ± 25 μ m。 În timpul fuziunii, se utilizează raze X pentru a verifica abaterea stratului primei plăci făcută de mașina de reglare și a lotului poate fi făcută numai după ce abaterea stratului este calificată. În timpul producției în serie, este necesar să verificați dacă fiecare placă este topită în unitate pentru a preveni delaminarea ulterioară. Echipamentul de presare adoptă presă de susținere de înaltă performanță pentru a îndeplini precizia alinierii între straturi și fiabilitatea plăcilor înalte.

În funcție de structura laminată a plăcii înalte și a materialelor utilizate, studiați procedura de presare corespunzătoare, setați cea mai bună rată de creștere a temperaturii și curba, reduceți în mod corespunzător rata de creștere a temperaturii plăcii presate în procedura convențională de presare a plăcilor de circuite cu mai multe straturi, prelungiți timpul de întărire la temperatură ridicată, faceți rășina să curgă complet și să se solidifice și evitați problemele, cum ar fi plăcuța de alunecare și luxarea interstraturii în procesul de presare. Plăcile cu valori TG diferite nu pot fi la fel ca plăcile de grătar; Plăcile cu parametri obișnuiți nu pot fi amestecate cu plăcile cu parametri speciali; Pentru a asigura raționalitatea coeficientului de dilatare și contracție dat, proprietățile diferitelor plăci și a foilor semi-întărite sunt diferite, astfel încât parametrii corespunzători ai foii semi-întărite trebuie să fie presați, iar parametrii procesului trebuie verificați pentru materialele speciale care au nu a fost niciodată folosit.

2.6 procesul de forare

Datorită grosimii excesive a plăcii și a stratului de cupru cauzată de suprapunerea fiecărui strat, burghiul este grav uzat și este ușor de rupt burghiul. Numărul de găuri, viteza de cădere și viteza de rotație trebuie reduse corespunzător. Măsurați cu precizie dilatarea și contracția plăcii pentru a oferi un coeficient precis; Dacă numărul de straturi ≥ 14, diametrul găurii ≤ 0.2 mm sau distanța de la gaură la linie ≤ 0.175 mm, instalația de foraj cu precizie a poziției găurii ≤ 0.025 mm va fi utilizată pentru producție; diametru diameter Diametrul găurii peste 4.0 mm adoptă găurirea pas cu pas, iar raportul diametru grosime este 12: 1. Este produs prin foraj pas cu pas și foraj pozitiv și negativ; Controlați bavura și grosimea găurii forajului. Placa înălțată trebuie să fie forată cu un cuțit de găurit nou sau cu un cuțit de găurit cât mai mult posibil, iar grosimea găurii trebuie controlată în termen de 25um. Pentru a îmbunătăți problema bavurii de forare a plăcilor groase de cupru, prin verificarea lotului, utilizarea plăcii de susținere de înaltă densitate, numărul de plăci laminate este unul, iar timpul de măcinare al burghiului este controlat în decurs de 3 ori, ceea ce poate îmbunătăți eficient bavura de foraj

Pentru placa înaltă folosită pentru frecventa inaltaTransmisia masivă de date de mare viteză, tehnologia de forare înapoi este o metodă eficientă de îmbunătățire a integrității semnalului. Forajul din spate controlează în principal lungimea reziduală a butucului, consistența poziției găurilor celor două găuri și firul de cupru din gaură. Nu toate echipamentele mașinii de găurit au funcția de găurire înapoi, deci este necesar să actualizați echipamentul mașinii de găurit (cu funcție de găurire înapoi) sau să cumpărați o mașină de găurit cu funcție de găurire înapoi. Tehnologia de găurire înapoi aplicată din literatura de specialitate din industrie și producția de masă matură include în principal: metoda tradițională de găurire a controlului adâncimii, găurirea înapoi cu stratul de feedback al semnalului în stratul interior și calcularea găuririi înapoi în funcție de proporția grosimii plăcii. Nu se va repeta aici.

3 test Test de fiabilitate

Placa înaltă este, în general, o placă de sistem, care este mai groasă și mai grea decât placa convențională cu mai multe straturi, are o dimensiune mai mare a unității și capacitatea de căldură corespunzătoare este, de asemenea, mai mare. În timpul sudării, este necesară mai multă căldură și timpul de sudare la temperatură ridicată este lung. La 217 ℃ (punctul de topire al lipirii de cupru de staniu-argint), durează între 50 și 90 de secunde. În același timp, viteza de răcire a plăcii înalte este relativ lentă, astfel încât timpul testului de reflow este prelungit. Combinat cu standardele ipc-6012c, IPC-TM-650 și cerințele industriale, se efectuează principalul test de fiabilitate al plăcilor mari.