Контроль ключевых производственных процессов на высоком уровне печатная плата доска

Высотная печатная плата обычно определяется как высотная многослойная печатная плата с 10-20 этажами или более, которую труднее обрабатывать, чем традиционную. многослойная печатная плата и имеет высокие требования к качеству и надежности. Он в основном используется в коммуникационном оборудовании, серверах высокого класса, медицинской электронике, авиации, промышленном управлении, военной и других областях. В последние годы рыночный спрос на высотные платы в области прикладных коммуникаций, базовых станций, авиации и военных все еще остается высоким. В связи с быстрым развитием рынка телекоммуникационного оборудования Китая перспективы рынка высотных плат являются многообещающими.

В настоящее время, Производитель печатных платТе, которые могут массово производить высотные печатные платы в Китае, в основном поступают от предприятий с иностранным финансированием или нескольких отечественных предприятий. Производство высотных печатных плат требует не только инвестиций в более высокие технологии и оборудование, но и накопления опыта техническими специалистами и производственным персоналом. В то же время процедуры сертификации клиентов для импорта высотных печатных плат являются строгими и громоздкими. Таким образом, порог для поступления высотных печатных плат на предприятие высок, а производственный цикл индустриализации – долгим. Среднее количество слоев печатных плат стало важным техническим показателем для измерения технического уровня и структуры продукции предприятий, производящих печатные платы. В этом документе кратко описаны основные технологические трудности, возникающие при производстве высотных печатных плат, и представлены ключевые точки управления ключевыми процессами производства высотных печатных плат для вашей справки.

1 、 Основные производственные трудности

По сравнению с характеристиками обычных печатных плат, высотная печатная плата имеет характеристики более толстых плат, большего количества слоев, более плотных линий и переходных отверстий, большего размера блока, более тонкого диэлектрического слоя и более строгих требований к внутреннему пространству, межслойному выравниванию, контролю импеданса. и надежность.

1.1 трудности при межслоевом совмещении

Из-за большого количества слоев высотных плат со стороны заказчика предъявляются все более строгие требования к выравниванию слоев печатной платы, а допуск на выравнивание между слоями обычно составляет ± 75 мкм. Учитывая большой размер блока высотной платы, температуру и влажность окружающей среды в цехе переноса графики, режим наложения дислокаций и межслойного позиционирования, вызванный непостоянным расширением и сжатием различных слоев основной платы, управлять промежуточным слоем труднее. выравнивание высотного борта.

1.2 трудности в создании внутреннего контура

Высотная плата использует специальные материалы, такие как высокая Tg, высокая скорость, высокая частота, толстая медь и тонкий диэлектрический слой, что выдвигает высокие требования к изготовлению и контролю размера изображения внутренней схемы, например целостности сигнала импеданса. трансмиссия, что увеличивает сложность изготовления внутренней схемы. Ширина линии и межстрочный интервал малы, количество обрывов и коротких замыканий увеличивается, микрокороткое замыкание увеличивается, а уровень квалификации низкий; Есть много сигнальных слоев с тонкими линиями, и вероятность пропуска обнаружения AOI во внутреннем слое увеличивается; Внутренняя пластина сердечника тонкая, легко складывается, что приводит к плохой экспозиции, и ее легко свернуть после травления; Большинство высотных плат – это системные платы с большим размером блока, и стоимость утилизации готовой продукции относительно высока.

1.3 трудности изготовления прессования

Когда несколько пластин с внутренним сердечником и полуотвержденные листы накладываются друг на друга, при производстве обжима легко возникают такие дефекты, как скользящая пластина, расслоение, полость из смолы и пузырьки. При проектировании многослойной конструкции необходимо полностью учитывать термостойкость, сопротивление напряжению, количество клея и среднюю толщину материала, а также установить разумную программу прессования высотных плит. Есть много слоев, и контроль расширения и сжатия и компенсация коэффициента размера не могут быть последовательными; Межслойный изоляционный слой тонкий, что легко может привести к сбою теста межслойной надежности. На рис. 1 представлена ​​диаграмма дефекта отслоения разрывной пластины после испытания на термическую нагрузку.

Fig.1

1.4 трудности бурения

Использование специальных пластин из меди с высокой Tg, высокой скоростью, высокой частотой и большой толщиной увеличивает сложность обработки шероховатости сверления, удаления заусенцев и грязи при сверлении. Имеется много слоев, общая толщина меди и толщина пластин накапливаются, а сверлильный инструмент легко ломается; Отказ Caf из-за плотного BGA и узкого расстояния между стенками отверстий; Из-за толщины пластины легко вызвать проблему наклонного сверления.

2 、 Контроль ключевого производственного процесса

2.1 выбор материала

С развитием электронных компонентов в направлении высокопроизводительных и многофункциональных, он также обеспечивает высокочастотную и высокоскоростную передачу сигналов. Следовательно, требуется, чтобы диэлектрическая постоянная и диэлектрические потери материалов электронных схем были относительно низкими, а также имели низкий КТР, низкое водопоглощение и лучшие высокопроизводительные слоистые материалы, плакированные медью, чтобы соответствовать требованиям обработки и надежности высоких -подъемные доски. Обычные поставщики пластин в основном включают серию, серию B, серию C и серию D. См. Таблицу 1 для сравнения основных характеристик этих четырех внутренних подложек. Для высотной печатной платы из толстой меди выбран полуотвержденный лист с высоким содержанием смолы. Количество потока клея межслойного полуотвержденного листа достаточно, чтобы заполнить графику внутреннего слоя. Если слой изоляционной среды слишком толстый, готовая плита легко может оказаться слишком толстой. Напротив, если слой изолирующей среды слишком тонкий, это легко может вызвать проблемы качества, такие как среднее расслоение и отказ при испытании под высоким напряжением. Поэтому выбор материалов изоляционной среды очень важен.

2.2 конструкция ламинированной конструкции

Основными факторами, принимаемыми во внимание при проектировании ламинированной структуры, являются термостойкость, сопротивление напряжению, количество клея и толщина диэлектрического слоя материала, и необходимо соблюдать следующие основные принципы.

(1) Производитель полуотвержденного листа и основной плиты должен быть последовательным. Чтобы гарантировать надежность печатной платы, нельзя использовать один полуотвержденный лист 1080 или 106 для всех слоев полуотвержденного листа (если заказчик не предъявляет особых требований). Если заказчик не предъявляет требований к средней толщине, средняя толщина между слоями должна быть ≥ 0.09 мм в соответствии с ipc-a-600g.

(2) Если покупателям требуется плита с высокой Tg, в основном картоне и полуотвержденном листе должны использоваться соответствующие материалы с высокой Tg.

(3) Для внутренней подложки 3 унции или выше выберите полуотвержденный лист с высоким содержанием смолы, например 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Однако следует избегать структурной конструкции всех 106 полуотвержденных листов с высоким содержанием клея, насколько это возможно, чтобы предотвратить наложение нескольких 106 полуотвержденных листов. Поскольку пряжа из стекловолокна слишком тонкая, пряжа из стекловолокна сжимается на большой площади подложки, что влияет на стабильность размеров и взрывное расслоение пластины.

(4) Если у заказчика нет особых требований, допуск по толщине межслойного диэлектрического слоя обычно контролируется в пределах + / – 10%. Для импедансной пластины допуск по толщине диэлектрика контролируется допуском ipc-4101 C / M. Если фактор, влияющий на импеданс, связан с толщиной подложки, допуск пластины также должен контролироваться допуском ipc-4101 C / M.

2.3 контроль межслоевого выравнивания

Для обеспечения точности компенсации размера внутренней основной платы и контроля производственных размеров необходимо точно компенсировать графический размер каждого слоя высотной платы на основе данных и исторических данных, собранных в процессе производства за определенное время, чтобы обеспечить согласованность расширение и сжатие каждого слоя основной плиты. Перед прессованием выберите высокоточный и надежный режим межслойного позиционирования, такой как комбинация штифта лам, термоклея и заклепки. Настройка соответствующих процедур процесса прессования и ежедневное обслуживание пресса являются ключом к обеспечению качества прессования, контролю прессующего клея и охлаждающего эффекта, а также уменьшению проблемы межслойной дислокации. Контроль межслойного выравнивания необходимо всесторонне рассматривать с учетом таких факторов, как значение компенсации внутреннего слоя, режим позиционирования прессования, параметры процесса прессования, характеристики материала и так далее.

2.4 процесс внутренней линии

Поскольку аналитическая способность традиционного экспонирующего аппарата составляет менее 50 мкм для производства высотных пластин, может быть введен лазерный сканер прямого изображения (LDI) для улучшения способности графического анализа, которая может достигать 20 мкм или около того. Точность юстировки традиционного экспонирующего аппарата составляет ± 25 мкм. Точность межслойного выравнивания превышает 50 мкм。 Используя высокоточную установку экспонирования для выравнивания, точность выравнивания графики может быть повышена до 15 мкм, контроль точности межслойного выравнивания 30 мкм, что снижает отклонение выравнивания традиционного оборудования и улучшает точность межслоевого выравнивания высотной плиты.

Чтобы улучшить способность травления линии, необходимо предусмотреть соответствующую компенсацию ширины линии и контактной площадки (или сварочного кольца) в техническом проекте, а также более детальное рассмотрение проекта компенсации суммы специального графика, такая как обратная линия и независимая линия. Убедитесь, что расчетная компенсация ширины внутренней линии, расстояния между линиями, размера изоляционного кольца, независимой линии и расстояния между отверстиями и линией является разумной, в противном случае измените инженерный проект. Существуют проектные требования к импедансу и индуктивному реактивному сопротивлению. Обратите внимание на достаточность проектной компенсации независимой линии и линии полного сопротивления. Контролировать параметры при травлении. Серийное производство может быть осуществлено только после подтверждения квалификации первого экземпляра. Чтобы уменьшить коррозию на стороне травления, необходимо контролировать химический состав каждой группы травильных растворов в наилучшем диапазоне. Оборудование традиционной линии травления имеет недостаточную мощность травления. Оборудование может быть технически преобразовано или импортировано в оборудование линии высокоточного травления для улучшения однородности травления и уменьшения таких проблем, как шероховатость кромок и нечистота травления.

2.5 процесс прессования

В настоящее время методы межслойного позиционирования перед прессованием в основном включают: штифт Лам, термоклей, заклепку и комбинацию термоклея и заклепки. Для разных структур продукта применяются разные методы позиционирования. Для высотной плиты следует использовать метод позиционирования с четырьмя пазами (штифт Лам) или метод сплавления + клепки. Операционная пробивная машина должна пробивать установочное отверстие, а точность пробивки должна контролироваться в пределах ± 25 мкм。 Во время плавления необходимо использовать рентгеновское излучение для проверки отклонения слоя первой пластины, изготовленной установочной машиной, и партии может быть произведено только после того, как будет квалифицировано отклонение слоя. Во время серийного производства необходимо проверять, вплавляется ли каждая пластина в установку, чтобы предотвратить последующее расслоение. В прессовом оборудовании используется высокопроизводительный поддерживающий пресс, обеспечивающий точность выравнивания слоев и надежность высотных плит.

В соответствии с многослойной структурой высотной платы и используемыми материалами, изучите соответствующую процедуру прессования, установите наилучшую скорость и кривую повышения температуры, соответствующим образом уменьшите скорость повышения температуры прессованной платы в традиционной процедуре прессования многослойной печатной платы, продлевает время высокотемпературного отверждения, обеспечивает полную текучесть и затвердевание смолы и позволяет избежать таких проблем, как скольжение пластины и межслойное смещение в процессе прессования. Плиты с разными значениями TG не могут быть такими же, как плиты колосниковой решетки; Тарелки с обычными параметрами нельзя смешивать с тарелками со специальными параметрами; Чтобы обеспечить рациональность данного коэффициента расширения и сжатия, свойства различных пластин и полуотвержденных листов различаются, поэтому соответствующие параметры полуотвержденного листа должны быть отжаты, а параметры процесса должны быть проверены для специальных материалов, которые имеют никогда не использовался.

2.6 процесс бурения

Из-за чрезмерной толщины пластины и слоя меди, вызванной наложением каждого слоя, сверло серьезно изнашивается, и сверло легко сломать. Количество отверстий, скорость падения и скорость вращения должны быть соответственно уменьшены. Точно измерьте расширение и сжатие пластины, чтобы получить точный коэффициент; Если количество слоев ≥ 14, диаметр отверстия ≤ 0.2 мм или расстояние от отверстия до линии ≤ 0.175 мм, для производства должна использоваться буровая установка с точностью положения отверстия ≤ 0.025 мм; диаметр φ Диаметр отверстия выше 4.0 мм требует поэтапного сверления, а соотношение диаметров толщины составляет 12: 1. Производится поэтапным сверлением и сверлением с положительным и отрицательным углом; Контролируйте заусенцы и толщину отверстия при сверлении. Высотная плита должна быть просверлена новым ножом для сверления или ножом для шлифовального сверла, насколько это возможно, а толщина отверстия должна контролироваться в пределах 25 мкм. Чтобы решить проблему заусенцев при сверлении высотных толстых медных пластин, путем проверки партии, использования опорной пластины высокой плотности, количество ламинированных пластин равно единице, а время шлифования сверла контролируется в пределах 3 раз, который может эффективно улучшить сверлильный заусенец

Для высотной доски, используемой для высокая частота, высокоскоростная и массовая передача данных, технология обратного бурения является эффективным методом улучшения целостности сигнала. Обратное бурение в основном контролирует остаточную длину шлейфа, согласованность расположения двух отверстий и медной проволоки в отверстии. Не все буровое оборудование имеет функцию обратного сверления, поэтому необходимо модернизировать оборудование сверлильного станка (с функцией обратного сверления) или приобрести сверлильный станок с функцией обратного сверления. Технология обратного сверления, применяемая из отраслевой литературы и зрелого массового производства, в основном включает в себя: традиционный метод обратного сверления с контролем глубины, обратное бурение со слоем обратной связи сигнала во внутреннем слое и расчет глубины обратного сверления в соответствии с долей толщины листа. Здесь это повторяться не будет.

3 、 Тест надежности

Высотная плита, как правило, представляет собой системную плиту, которая толще и тяжелее, чем обычная многослойная плита, имеет больший размер блока, и соответствующая теплоемкость также больше. Во время сварки требуется больше тепла, а время высокотемпературной сварки длится дольше. При 217 ℃ (точка плавления оловянно-серебряного медного припоя) требуется от 50 до 90 секунд. В то же время скорость охлаждения высотной плиты относительно мала, поэтому время испытания оплавлением увеличивается. В сочетании со стандартами ipc-6012c, IPC-TM-650 и промышленными требованиями проводится основное испытание надежности высотных плат.