Nyckelproduktionskontroll för hög nivå PCB ombord

Höghållarkortet definieras i allmänhet som ett höghögskiktskort med 10-20 golv eller mer, vilket är svårare att bearbeta än det traditionella kretskort med flera lager och har höga krav på kvalitet och tillförlitlighet. Det används främst i kommunikationsutrustning, avancerad server, medicinsk elektronik, luftfart, industriell kontroll, militär och andra områden. Under de senaste åren är efterfrågan på marknader för höghusskort inom applikationskommunikation, basstation, luftfart och militär fortfarande stark. Med den snabba utvecklingen av Kinas marknad för telekomutrustning är marknadsutsikterna för höghusskort lovande.

För närvarande PCB -tillverkares som kan massproducera höghastighets-PCB i Kina kommer främst från utlandsfinansierade företag eller några inhemska företag. Tillverkning av höghastighetskort kräver inte bara högre teknik och investeringar i utrustning, utan också erfarenhetsackumulering av tekniker och produktionspersonal. Samtidigt är förfarandena för kundcertifiering för import av höghastighetskort strikta och krångliga. Därför är tröskeln för höghastighetskort för att komma in i företaget hög och industrialiseringsproduktionscykeln är lång. Det genomsnittliga antalet PCB -lager har blivit ett viktigt tekniskt index för att mäta den tekniska nivån och produktstrukturen för PCB -företag. Det här dokumentet beskriver kort de huvudsakliga bearbetningssvårigheterna som uppstår vid tillverkning av PCB med höghus och introducerar de viktigaste kontrollpunkterna för viktiga produktionsprocesser för höghastighets-PCB som referens.

1, Huvudsakliga produktionssvårigheter

Jämfört med egenskaperna hos konventionella kretskortsprodukter, har höghusskortet egenskaper som tjockare brädor, fler lager, tätare linjer och vias, större enhetsstorlek, tunnare dielektriskt lager och strängare krav på inre utrymme, mellanlagersjustering, impedanskontroll och tillförlitlighet.

1.1 svårigheter att anpassa mellanlagren

På grund av det stora antalet höghusskivor har kundens konstruktionsände allt strängare krav på anpassning av PCB-lager, och anpassningstoleransen mellan skikten kontrolleras vanligtvis till ± 75 μm. Med tanke på den stora enhetsstorleken på höghusskort, omgivningstemperatur och luftfuktighet i grafiköverföringsverkstaden, dislokationssuperpositionen och positioneringsläget mellan lager som orsakas av inkonsekvent expansion och sammandragning av olika kärnskivlager, är det svårare att kontrollera mellanskiktet inriktning av höghusbräda.

1.2 svårigheter att skapa inre krets

Höghusskortet antar speciella material som hög Tg, hög hastighet, hög frekvens, tjockt koppar och tunt dielektriskt lager, vilket ställer höga krav på tillverkning och grafisk storlekskontroll av den inre kretsen, såsom integriteten hos impedanssignalen överföring, vilket ökar svårigheten att tillverka den inre kretsen. Linjebredden och linjeavståndet är litet, de öppna och kortslutningarna ökar, mikrokortet ökar och kvalifikationsgraden är låg; Det finns många signallager med fina linjer, och sannolikheten för att AOI -detektering saknas i det inre lagret ökar; Den inre kärnplattan är tunn, lätt att vika, vilket resulterar i dålig exponering, och det är lätt att rulla efter etsning; De flesta av höghusskivorna är systemkort med stor enhetsstorlek, och kostnaden för skrotning av de färdiga produkterna är relativt hög.

1.3 pressande tillverkningssvårigheter

När flera inre kärnplattor och halvhärdade ark överlagras är det lätt att uppstå defekter som glidplatta, delaminering, hartshålighet och bubbelrester vid pressningsproduktion. Vid utformningen av den laminerade strukturen är det nödvändigt att helt överväga värmebeständigheten, spänningsmotståndet, limfyllningsmängden och medeltjockleken på materialet och ställa in ett rimligt höghöjdspressprogram. Det finns många lager, och kontrollen av expansion och kontraktion och kompensationen av storlekskoefficienten kan inte vara konsekvent; Mellanskiktets isoleringsskikt är tunt, vilket är lätt att leda till misslyckandet av testet för tillförlitlighet mellan lager. Fig. 1 är ett diagram över defekten vid sprängplattans delaminering efter termiskt spänningstest.

Fig.1

1.4 borrningssvårigheter

Användningen av höga Tg, hög hastighet, högfrekventa och tjocka koppar specialplattor ökar svårigheten att borra grovhet, borrhål och borrning av smuts. Det finns många lager, den totala koppartjockleken och plåttjockleken ackumuleras och borrverktyget är lätt att bryta; Caf -fel orsakat av tätt BGA och smalt hålväggavstånd; På grund av plåttjockleken är det lätt att orsaka problemet med snedborrning.

2, Nyckelproduktionskontroll

2.1 materialval

Med utvecklingen av elektroniska komponenter i riktning mot högpresterande och multifunktionella, ger det också högfrekvent och höghastighets signalöverföring. Därför krävs det att den dielektriska konstanten och dielektriska förlusten av elektroniska kretsmaterial är relativt låg, liksom låg CTE, låg vattenabsorption och bättre högpresterande kopparklädda laminatmaterial, för att uppfylla bearbetnings- och tillförlitlighetskraven för höga -stiga brädor. Vanliga plattleverantörer inkluderar främst en serie, B -serie, C -serie och D -serie. Se tabell 1 för jämförelse av huvudkarakteristiken för dessa fyra inre substrat. För kretskortet i högt tjockt koppar väljs det halvhärdade arket med hög hartshalt. Limflödesmängden för mellanlagret halvhärdat ark är tillräckligt för att fylla grafiken i det inre lagret. Om det isolerande mediumskiktet är för tjockt är det färdiga skivan lätt att vara för tjock. Tvärtom, om det isolerande mediumskiktet är för tunt, är det lätt att orsaka kvalitetsproblem såsom medium stratifiering och högspänningstestfel. Därför är valet av isolerande medelmaterial mycket viktigt.

2.2 design av laminerad struktur

De viktigaste faktorerna som beaktas vid utformningen av den laminerade strukturen är värmebeständigheten, spänningsmotståndet, limfyllningsmängden och materialets dielektriska skikttjocklek, och följande huvudprinciper ska följas.

(1) Tillverkaren av halvhärdad plåt och kärnskiva måste vara konsekvent. För att säkerställa PCB: s tillförlitlighet, får enstaka 1080 eller 106 halvhärdade ark inte användas för alla lager av halvhärdat ark (om inte kunden har särskilda krav). När kunden inte har några medeltjocklekskrav måste medeltjockleken mellan skikten vara ≥ 0.09 mm enligt ipc-a-600g.

(2) När kunderna kräver höga Tg -skivor, ska kärna och halvhärdat ark använda motsvarande hög Tg -material.

(3) För det inre substratet 3oz eller högre, välj det halvhärdade arket med hög hartshalt, till exempel 1080r / C65%, 1080hr / C 68%, 106R / C 73%, 106hr / C76%; Den strukturella konstruktionen av alla 106 halvhärdade ark med hög lim ska dock så långt som möjligt undvikas för att förhindra överlagring av flera 106 halvhärdade ark. Eftersom glasfibergarnet är för tunt, kollapsar glasfibergarnet i det stora substratområdet, vilket påverkar dimensionsstabiliteten och plattexplosionsdelaminering.

(4) Om kunden inte har några speciella krav, kontrolleras i allmänhet tjocklekstoleransen för det dielektriska skiktet mellan lager med + / – 10%. För impedansplatta styrs den dielektriska tjocklekstoleransen av ipc-4101 C / M-tolerans. Om impedanspåverkansfaktorn är relaterad till substrattjockleken måste plattans tolerans också kontrolleras av ipc-4101 C / M-tolerans.

2.3 justeringskontroll mellan skikt

För noggrannheten hos den inre kärnkortets storlekskompensation och produktionsstorlekskontroll är det nödvändigt att exakt kompensera den grafiska storleken för varje lager av höghusskort genom data och historisk dataupplevelse som samlats in i produktionen under en viss tid för att säkerställa konsistensen av expansion och sammandragning av varje lager av kärnbräda. Välj högprecision och tillförlitligt positioneringsläge för mellanlager innan du trycker, till exempel stift Lam, smält- och nitkombination. Att ställa in lämpliga pressprocessprocedurer och dagligt underhåll av pressen är nyckeln för att säkerställa presskvaliteten, kontrollera presslimet och kylningseffekten och minska problemet med mellanlagers dislokation. Kontrollen av inriktning av mellanskikt måste övervägas fullständigt från faktorerna såsom inre skiktskompensationsvärde, pressningspositioneringsläge, pressningsprocessparametrar, materialegenskaper och så vidare.

2.4 process inom den inre linjen

Eftersom den analytiska förmågan hos den traditionella exponeringsmaskinen är mindre än 50 μ M. för tillverkning av höghusplattor, kan laser direct imager (LDI) införas för att förbättra grafikanalysförmågan, som kan nå 20 μM eller så. Justeringsnoggrannheten för den traditionella exponeringsmaskinen är ± 25 μ m. Mellanlagets inriktningsnoggrannhet är större än 50 μ m。 Med hjälp av högprecisionsjusteringsexponeringsmaskin kan grafikinriktningsnoggrannheten förbättras till 15 μM, justering av noggrannhet mellan skikt 30 μM, vilket minskar justeringsavvikelsen för traditionell utrustning och förbättrar mellanlagrets inriktningsnoggrannhet för höghusplatta.

För att förbättra linans etsningskapacitet är det nödvändigt att ge lämplig kompensation för bredden på linjen och dynan (eller svetsringen) i den tekniska konstruktionen, samt mer detaljerad konstruktionshänsyn för kompensationsbeloppet för special grafik, till exempel returlinje och oberoende linje. Bekräfta om designkompensationen för inre linjebredd, linjeavstånd, isoleringsringstorlek, oberoende linje och hål till linje -avstånd är rimlig, annars ändra den tekniska designen. Det finns impedans- och induktiva reaktansdesignkrav. Var uppmärksam på om designkompensationen för oberoende linje och impedansledning är tillräcklig. Kontrollera parametrarna under etsning. Partiproduktion kan utföras först efter att det första stycket har bekräftats vara kvalificerat. För att minska etsning av sidokorrosion är det nödvändigt att kontrollera den kemiska sammansättningen för varje grupp av etsningslösningar inom det bästa intervallet. Den traditionella etsningsutrustningen har otillräcklig etsningskapacitet. Utrustningen kan tekniskt omvandlas eller importeras till högprecisionsetsningsutrustning för att förbättra etsens enhetlighet och minska problemen som grov kant och oren etsning.

2.5 pressningsprocess

För närvarande innefattar mellanlagers positioneringsmetoder före pressning huvudsakligen: pin Lam, hot melt, nit och kombinationen av hot melt och nit. Olika positioneringsmetoder används för olika produktstrukturer. För höghuset ska placeringsmetoden med fyra spår (stift Lam) eller fusion + nitningsmetod användas. Ope-stansmaskinen ska stansa positioneringshålet, och stansnoggrannheten ska kontrolleras inom ± 25 μ m. kan göras först efter att lageravvikelsen är kvalificerad. Under batchproduktion är det nödvändigt att kontrollera om varje platta smälts in i enheten för att förhindra efterföljande delaminering. Pressutrustningen antar högpresterande stödpress för att möta precisionen och tillförlitligheten hos höghusskivor i mellanlagret.

Enligt den laminerade strukturen hos höghusskivor och de material som används, studera lämplig pressningsprocedur, ställ in den bästa temperaturhöjningshastigheten och kurvan, reducera temperaturhöjningen för pressad bräda på lämpligt sätt i det konventionella flerlagers kretskortets pressprocedur, förlänga härdningstiden vid hög temperatur, få hartset att flöda och stelna helt och undvika problem som glidplatta och förskjutning mellan lager i pressprocessen. Tallrikar med olika TG -värden kan inte vara desamma som gallerplattor; Tallrikar med vanliga parametrar kan inte blandas med plattor med speciella parametrar; För att säkerställa rationaliteten hos den angivna expansionen och kontraktionskoefficienten är egenskaperna hos olika plattor och halvhärdade ark olika, så motsvarande platta halvhärdade arkparametrar måste tryckas och processparametrarna måste verifieras för speciella material som har aldrig använts.

2.6 borrprocess

På grund av övertjockleken på plattan och kopparskiktet som orsakas av överlagringen av varje lager, är borrkronan allvarligt sliten och det är lätt att bryta borrkronan. Antalet hål, fallhastighet och rotationshastighet ska minskas på lämpligt sätt. Mät plattans expansion och sammandragning noggrant för att ge exakt koefficient; Om antalet lager ≥ 14, hålets diameter ≤ 0.2 mm eller avståndet från hål till linje ≤ 0.175 mm, ska borrriggen med hålpositionsnoggrannhet ≤ 0.025 mm användas för produktion. diameter φ Hålets diameter över 4.0 mm antar steg-för-steg-borrning och tjockleksdiameterförhållandet är 12: 1. Det produceras genom steg-för-steg-borrning och positiv och negativ borrning; Kontrollera borrning och håltjocklek på borrningen. Höghöjden ska så långt som möjligt borras med en ny borrkniv eller en borrkniv och håltjockleken ska kontrolleras inom 25um. För att förbättra borrningsproblemet med höga tjocka kopparplattor, genom batchverifiering, användningen av stödplatta med hög densitet, antalet laminerade plattor är en och sliptiden för borrkronan kontrolleras inom 3 gånger, som effektivt kan förbättra borrhålet

För höghusbrädan som används för högfrekvent, höghastighets och massiv dataöverföring, bakborrningsteknik är en effektiv metod för att förbättra signalintegriteten. Den bakre borrningen styr huvudsakligen den kvarvarande tapplängden, hålpositionens konsistens hos de två borrhålen och koppartråden i hålet. Inte all borrmaskinutrustning har bakborrningsfunktion, så det är nödvändigt att uppgradera borrmaskinutrustningen (med bakborrningsfunktion) eller köpa en borrmaskin med bakborrningsfunktion. Den bakborrningsteknik som tillämpas från branschrelaterad litteratur och mogen massproduktion omfattar huvudsakligen: traditionell djupkontroll bakborrningsmetod, bakborrning med signalåterkopplingsskikt i det inre skiktet och beräkning av djupborrning enligt plattans tjocklek. Det kommer inte att upprepas här.

3, Tillförlitlighetstest

Höghusskivan är i allmänhet en systemplatta, som är tjockare och tyngre än den konventionella flerskiktsplattan, har större enhetsstorlek och motsvarande värmekapacitet är också större. Under svetsning krävs mer värme och svetsningstemperaturen är lång. Vid 217 ℃ (smältpunkt för tenn -silver kopparlödning) tar det 50 sekunder till 90 sekunder. Samtidigt är kylhastigheten för höghusplattor relativt långsam, så tiden för återflödestest förlängs. Kombinerat med ipc-6012c, IPC-TM-650 standarder och industriella krav utförs det viktigaste tillförlitlighetsprovet för höghusskort.