Ključni nadzor proizvodnega procesa za visoko raven PCB svet

Večnamensko vezje je na splošno opredeljeno kot stolpno večplastno vezje z 10-20 nadstropji ali več, ki ga je težje obdelati kot tradicionalno večslojno vezje ter ima visoke zahteve glede kakovosti in zanesljivosti. Uporablja se predvsem v komunikacijski opremi, vrhunskem strežniku, medicinski elektroniki, letalstvu, industrijskem nadzoru, vojaških in drugih področjih. V zadnjih letih je povpraševanje trga po stolpnicah na področjih komunikacijske uporabe, baznih postaj, letalstva in vojske še vedno močno. S hitrim razvojem kitajskega trga telekomunikacijske opreme je tržna možnost visokih plošč obetavna.

Trenutno Proizvajalec PCBs, ki lahko na Kitajskem množično proizvajajo visoke PCB, večinoma prihajajo iz tujih podjetij ali nekaj domačih podjetij. Proizvodnja visokih PCB ne zahteva le višjih naložb v tehnologijo in opremo, temveč tudi nabiranje izkušenj tehnikov in proizvodnega osebja. Hkrati so postopki certificiranja strank pri uvozu visokih PCB strogi in okorni. Zato je prag za vstop visokih PCB v podjetje visok in cikel industrializacije je dolg. Povprečno število plasti PCB je postalo pomemben tehnični indeks za merjenje tehnične ravni in strukture proizvodov PCB podjetij. Ta članek na kratko opisuje glavne težave pri obdelavi, ki se pojavljajo pri proizvodnji visokih PCB, in za vašo referenco predstavlja ključne kontrolne točke ključnih proizvodnih procesov visokih PCB.

1, Glavne težave pri proizvodnji

V primerjavi z značilnostmi običajnih izdelkov s tiskanimi vezji ima visokogradno vezje značilnosti debelejših plošč, več plasti, gostejših linij in prehodov, večjo velikost enote, tanjšo dielektrično plast in strožje zahteve za notranji prostor, poravnavo medplastnih slojev, nadzor impedance in zanesljivost.

1.1 težave pri poravnavi vmesnih slojev

Zaradi velikega števila slojev visokih plošč ima naročnik pri načrtovanju vse strožje zahteve glede poravnave plasti PCB, toleranca poravnave med sloji pa je običajno nadzorovana na ± 75 μm. Glede na obliko velike plošče, temperaturo okolja in vlažnost delavnice za prenos grafike, dispozicijsko superpozicijo in način pozicioniranja vmesnih slojev, ki nastanejo zaradi nedoslednega širjenja in krčenja različnih plasti jedrne plošče, je vmesnik težje nadzorovati poravnava stolpnice.

1.2 težave pri izdelavi notranjega vezja

Visoka plošča sprejema posebne materiale, kot so visoki Tg, visoke hitrosti, visoke frekvence, debel baker in tanka dielektrična plast, kar postavlja visoke zahteve za izdelavo in grafično kontrolo velikosti notranjega vezja, kot je celovitost impedančnega signala prenos, kar povečuje težave pri izdelavi notranjega tokokroga. Širina črte in razmik med vrsticami sta majhna, odprti in kratki stiki se povečajo, mikro kratki se povečajo, stopnja usposobljenosti pa je nizka; Signalnih plasti tankih linij je veliko, verjetnost manjkajočega zaznavanja AOI v notranji plasti pa se poveča; Notranja jedrna plošča je tanka, enostavna za zlaganje, zaradi česar je slaba izpostavljenost, po jedkanju pa jo je enostavno valjati; Večina stolpnic je sistemskih plošč z veliko velikostjo enote, stroški razreza končnih izdelkov pa so relativno visoki.

1.3 nujne težave pri proizvodnji

Ko se prekriva več notranjih jedrnih plošč in polsušenih listov, se lahko pri proizvodnji stiskanja zlahka pojavijo napake, kot so drsna plošča, delaminacija, smolna votlina in ostanki mehurčkov. Pri načrtovanju laminirane konstrukcije je treba v celoti upoštevati toplotno odpornost, napetostno odpornost, količino polnjenja lepila in srednjo debelino materiala ter določiti primeren program stiskanja ploščic. Obstaja veliko plasti in nadzor širjenja in krčenja ter kompenzacija koeficienta velikosti ne moreta biti dosledna; Vmesna izolacijska plast je tanka, kar lahko povzroči neuspeh preskusa zanesljivosti vmesnega sloja. Slika 1 je diagram okvare delaminacije razpočne plošče po preskusu toplotne obremenitve.

Fig.1

1.4 težave pri vrtanju

Uporaba posebnih plošč z visokim Tg, visoko hitrostjo, visoko frekvenco in debelim bakrom povečuje težave pri vrtanju hrapavosti, vrtanju in odstranjevanju vrtalne umazanije. Obstaja veliko plasti, skupna debelina bakra in debelina plošče se nabereta, vrtalno orodje pa je enostavno zlomiti; Odpoved kavarne zaradi gostega BGA in ozkih razmikov med stenami lukenj; Zaradi debeline plošče je enostavno povzročiti problem poševnega vrtanja.

2, Ključni nadzor proizvodnega procesa

2.1 izbira materiala

Z razvojem elektronskih komponent v smeri visokozmogljivih in večfunkcijskih funkcij prinaša tudi visokofrekvenčni in hitri prenos signala. Zato je potrebno, da sta dielektrična konstanta in dielektrična izguba materialov elektronskih vezij razmeroma nizka, pa tudi nizek CTE, nizka absorpcija vode in boljši visoko zmogljivi bakreno laminirani materiali, da bi zadostili zahtevam predelave in zanesljivosti visokih -dvižne deske. Pogosti dobavitelji plošč so predvsem serije, serije B, serije C in serije D. Glej tabelo 1 za primerjavo glavnih značilnosti teh štirih notranjih substratov. Za visoko debelo bakreno vezje je izbrana poltrdeča pločevina z visoko vsebnostjo smole. Količina lepila v medslojnem polsušenem listu zadostuje za polnjenje grafike notranje plasti. Če je plast izolacijskega medija predebela, je lahko gotova plošča preveč debela. Nasprotno, če je plast izolacijskega medija pretanka, lahko preprosto pride do težav s kakovostjo, kot sta srednja razslojenost in neuspeh visokonapetostnega testa. Zato je izbira izolacijskih materialov zelo pomembna.

2.2 načrtovanje laminirane konstrukcije

Glavni dejavniki, ki se upoštevajo pri načrtovanju laminirane konstrukcije, so toplotna odpornost, napetostna odpornost, količina polnjenja lepila in debelina dielektrične plasti materiala, pri čemer je treba upoštevati naslednja glavna načela.

(1) Proizvajalec poltrde pločevine in jedrne plošče mora biti dosleden. Da bi zagotovili zanesljivost PCB -ja, se za vse plasti poltrde pločevine ne sme uporabljati enojne 1080 ali 106 polsušene pločevine (razen če ima naročnik posebne zahteve). Če kupec nima zahtev po srednji debelini, mora biti debelina medija med sloji ≥ 0.09 mm v skladu z ipc-a-600g.

(2) Kadar odjemalci potrebujejo ploščo z visokim Tg, morajo jedrna plošča in poltrde pločevine uporabiti ustrezne materiale z visokim Tg.

(3) Za notranji substrat 3 oz ali več izberite polsušen list z visoko vsebnostjo smole, na primer 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Vendar se je treba čim bolj izogniti strukturni zasnovi vseh 106 polsušenih listov z visokim lepilom, da se prepreči prekrivanje več 106 polsušenih listov. Ker je preja iz steklenih vlaken pretanka, se preja iz steklenih vlaken zruši na velikem območju podlage, kar vpliva na dimenzijsko stabilnost in odmikanje eksplozije plošče.

(4) Če kupec nima posebnih zahtev, je toleranca debeline vmesne dielektrične plasti na splošno nadzorovana za + / – 10%. Za impedančno ploščo toleranco dielektrične debeline nadzira toleranca ipc-4101 C / M. Če je faktor vpliva na impedanco povezan z debelino podlage, je treba toleranco plošče nadzirati tudi z odstopanjem C / M ipc-4101.

2.3 Nadzor vmesnega poravnavanja

Za natančnost kompenzacije velikosti notranjega jedra in nadzora velikosti proizvodnje je potrebno natančno kompenzirati grafično velikost vsakega sloja stolpnice s podatki in zgodovinskimi podatki, zbranimi v proizvodnji za določen čas, da se zagotovi doslednost razširitev in krčenje vsake plasti jedrne plošče. Pred pritiskom pritisnite visoko natančen in zanesljiv način pozicioniranja vmesnega sloja, na primer pin Lam, kombinacijo vročega taljenja in zakovice. Določitev ustreznih postopkov stiskanja in vsakodnevno vzdrževanje stiskalnice sta ključna za zagotavljanje kakovosti stiskanja, nadzor stiskanja lepila in hladilnega učinka ter zmanjšanje problema vmesne dislokacije. Nadzor poravnave vmesnih slojev je treba celovito obravnavati iz dejavnikov, kot so vrednost kompenzacije notranje plasti, način pozicioniranja stiskanja, parametri procesa stiskanja, značilnosti materiala itd.

2.4 proces notranje linije

Ker je analitična sposobnost tradicionalnega stroja za osvetlitev manjša od 50 μ M. za proizvodnjo visokih plošč, je mogoče uvesti lasersko neposredno slikanje (LDI) za izboljšanje sposobnosti grafične analize, ki lahko doseže 20 μM ali več. Natančnost poravnave tradicionalnega stroja za osvetlitev je ± 25 μm. Natančnost poravnave med plastmi je večja od 50 μm。 Z visoko natančnim strojem za osvetlitev poravnave lahko natančnost poravnave grafike izboljšamo na 15 μ M, nadzor natančnosti poravnave med plastmi 30 μ M, kar zmanjša odstopanje poravnave tradicionalne opreme in izboljša natančnost poravnave vmesnih slojev visoke plošče.

Da bi izboljšali zmogljivost jedkanja proge, je treba v inženirskem načrtu dati ustrezno kompenzacijo za širino črte in blazinice (ali varilnega obroča), kot tudi podrobnejše načrtovanje za znesek kompenzacije posebnih grafike, kot sta povratna linija in neodvisna linija. Preverite, ali je projektna kompenzacija širine notranje črte, razdalje proge, velikosti izolacijskega obroča, neodvisne črte in razdalje od luknje do črte smiselna, sicer spremenite inženirsko zasnovo. Obstajajo zahteve glede načrtovanja impedance in induktivne upornosti. Bodite pozorni, ali zadostuje načrtovalna kompenzacija neodvisne in impedančne črte. Nadzirajte parametre med jedkanjem. Serijsko proizvodnjo je mogoče izvesti šele, ko je potrjeno, da je prvi kos kvalificiran. Da bi zmanjšali jedko stransko korozijo, je treba nadzorovati kemično sestavo vsake skupine raztopine za jedkanje v najboljšem območju. Tradicionalna oprema za jedkanje nima dovolj zmogljivosti za jedkanje. Oprema se lahko tehnično preoblikuje ali uvozi v visoko natančno opremo za jedkanje, da se izboljša enakomernost jedkanja in zmanjšajo težave, kot sta hrapav rob in nečisto jedkanje.

2.5 postopek stiskanja

Trenutno metode vmesnega pozicioniranja pred stiskanjem vključujejo predvsem: zatič Lam, vroče taljenje, zakovice in kombinacijo vročega taljenja in kovice. Za različne strukture izdelkov se uporabljajo različne metode pozicioniranja. Za višinsko ploščo se uporabi metoda pozicioniranja s štirimi režami (pin Lam) ali metoda fuzije + kovičenje. Stroj za odpiranje mora izluščiti luknjo za pozicioniranje, natančnost prebijanja pa je treba nadzorovati v okviru ± 25 μ m。 Med fuzijo je treba z rentgenskim pregledom preveriti odstopanje plasti prve plošče, ki jo je naredil nastavitveni stroj, in šaržo se lahko izvede šele po kvalifikaciji odstopanja plasti. Med serijsko proizvodnjo je treba preveriti, ali je vsaka plošča stopljena v enoto, da se prepreči kasnejše odlaganje. Oprema za stiskanje uporablja visoko zmogljivo podporno stiskalnico, ki ustreza natančnosti in zanesljivosti medplastne poravnave visokih plošč.

Glede na laminirano strukturo visokih plošč in uporabljene materiale preučite ustrezen postopek stiskanja, nastavite najboljšo hitrost in krivuljo dviga temperature, ustrezno zmanjšajte hitrost naraščanja temperature stisnjene plošče v običajnem postopku stiskanja večplastnih vezij, podaljša čas visokotemperaturnega strjevanja, omogoči, da smola popolnoma teče in se strdi ter se izogne ​​težavam, kot sta drsna plošča in vmesna dislokacija v postopku stiskanja. Plošče z različnimi vrednostmi TG ne morejo biti enake kot rešetkaste plošče; Plošč z običajnimi parametri ni mogoče mešati s ploščami s posebnimi parametri; Da bi zagotovili racionalnost danega koeficienta raztezanja in krčenja, so lastnosti različnih plošč in polsušenih listov različne, zato je treba pritisniti ustrezne parametre polsušene pločevine in preveriti parametre postopka za posebne materiale, ki imajo nikoli uporabljen.

2.6 postopek vrtanja

Zaradi prevelike debeline plošče in bakrene plasti, ki jo povzroča superpozicija vsake plasti, je sveder resno obrabljen in ga je enostavno zlomiti. Število lukenj, hitrost padanja in hitrost vrtenja se ustrezno zmanjšajo. Natančno izmerite širitev in krčenje plošče, da zagotovite natančen koeficient; Če je število slojev ≥ 14, premer luknje ≤ 0.2 mm ali razdalja od luknje do črte ≤ 0.175 mm, se za proizvodnjo uporabi vrtalna naprava z natančnostjo položaja luknje ≤ 0.025 mm; premer φ Premer luknje nad 4.0 mm sprejme postopno vrtanje, razmerje premera debeline pa 12: 1. Proizvaja se s postopnim vrtanjem ter pozitivnim in negativnim vrtanjem; Nadzirajte drgnjenje in debelino luknje pri vrtanju. Visoko ploščo je treba čim bolj izvrtati z novim vrtalnim nožem ali brusilnim nožem, debelino luknje pa nadzorovati v okviru 25um. Da bi izboljšali problem vrtanja z vrtalno ploščo iz debele bakrene plošče, s preverjanjem serije, uporabo podporne plošče z visoko gostoto, število laminiranih plošč je eno, časi brušenja svedra pa so nadzorovani v 3-krat, ki lahko učinkovito izboljša vrtalnik

Za stolpnico, ki se uporablja za visokofrekvenčno, hiter in masiven prenos podatkov, tehnologija vrtanja nazaj je učinkovita metoda za izboljšanje integritete signala. Zadnje vrtanje v glavnem nadzoruje preostalo dolžino škrbine, skladnost položaja lukenj obeh vrtin in bakreno žico v luknji. Vsa oprema za vrtalne stroje nima funkcije vrtanja nazaj, zato je potrebno nadgraditi opremo vrtalnega stroja (s funkcijo zadnjega vrtanja) ali kupiti vrtalni stroj s funkcijo zadnjega vrtanja. Tehnologija hrbtnega vrtanja, ki se uporablja v literaturi, povezani z industrijo, in zrela množična proizvodnja vključuje predvsem: tradicionalno metodo vrtanja z globinskim nadzorom, vrtanje nazaj s plastjo povratne zveze signala v notranji plasti in izračun globinskega vrtanja nazaj glede na delež debeline plošče. Tu se ne bo ponovilo.

3, Test zanesljivosti

Visoka plošča je na splošno sistemska plošča, ki je debelejša in težja od običajne večplastne plošče, ima večjo velikost enote, ustrezna toplotna zmogljivost pa je tudi večja. Med varjenjem je potrebno več toplote in dolgi čas varjenja pri visoki temperaturi. Pri 217 ℃ (tališče kositra spajkanja kositra in srebra) traja 50 do 90 sekund. Hkrati je hitrost hlajenja višinske plošče razmeroma počasna, zato se čas ponovnega testa podaljša. V kombinaciji s standardi ipc-6012c, IPC-TM-650 in industrijskimi zahtevami se izvede glavni preizkus zanesljivosti visokih plošč.