Üst Düzey için temel üretim süreci kontrolü PCB yazı tahtası

Yüksek katlı devre kartı genellikle, işlenmesi geleneksel olandan daha zor olan, 10-20 veya daha fazla katlı yüksek katlı çok katmanlı bir devre kartı olarak tanımlanır. çok katmanlı devre kartı ve yüksek kalite ve güvenilirlik gereksinimlerine sahiptir. Esas olarak iletişim ekipmanları, üst düzey sunucu, tıbbi elektronik, havacılık, endüstriyel kontrol, askeri ve diğer alanlarda kullanılmaktadır. Son yıllarda, uygulama iletişimi, baz istasyonu, havacılık ve askeri alanlarda yüksek katlı panolara yönelik pazar talebi hala güçlü. Çin’in telekom ekipmanı pazarının hızlı gelişimi ile yüksek katlı panoların pazar beklentisi umut vericidir.

Şu anda, PCB üreticisiÇin’de yüksek katlı PCB’yi toplu olarak üretebilenler, çoğunlukla yabancı sermayeli işletmelerden veya birkaç yerli işletmeden gelmektedir. Yüksek katlı PCB üretimi, sadece daha yüksek teknoloji ve ekipman yatırımı değil, aynı zamanda teknisyen ve üretim personelinin deneyim birikimini de gerektirir. Aynı zamanda, yüksek katlı PCB ithal etmek için müşteri sertifikasyon prosedürleri katı ve zahmetlidir. Bu nedenle, yüksek katlı PCB’nin işletmeye girme eşiği yüksektir ve sanayileşme üretim döngüsü uzundur. Ortalama PCB katman sayısı, PCB işletmelerinin teknik seviyesini ve ürün yapısını ölçmek için önemli bir teknik indeks haline gelmiştir. Bu makale, yüksek katlı PCB üretiminde karşılaşılan ana işleme zorluklarını kısaca açıklar ve referansınız için yüksek katlı PCB’nin temel üretim süreçlerinin kilit kontrol noktalarını tanıtır.

1、 Ana üretim zorlukları

Geleneksel devre kartı ürünlerinin özellikleriyle karşılaştırıldığında, yüksek katlı devre kartı, daha kalın panolar, daha fazla katman, daha yoğun hatlar ve yollar, daha büyük birim boyutu, daha ince dielektrik katman ve iç alan için daha katı gereksinimler, katmanlar arası hizalama, empedans kontrolü özelliklerine sahiptir. ve güvenilirlik.

1.1 katmanlar arası hizalamada zorluklar

Çok sayıda yüksek katlı levha katmanı nedeniyle, müşterinin tasarım tarafı, PCB katmanlarının hizalanması konusunda giderek daha katı gereksinimlere sahiptir ve katmanlar arasındaki hizalama toleransı genellikle ± 75 μm’ye kadar kontrol edilir. Yüksek katlı kartın büyük birim boyutu tasarımı, grafik transfer atölyesinin ortam sıcaklığı ve nemi, farklı çekirdek levha katmanlarının tutarsız genişlemesi ve büzülmesinden kaynaklanan çıkık süperpozisyonu ve ara katman konumlandırma modu göz önüne alındığında, ara katmanı kontrol etmek daha zordur. yüksek katlı tahtanın hizalanması.

1.2 iç devre yapımında zorluklar

Yüksek katlı kart, yüksek Tg, yüksek hız, yüksek frekans, kalın bakır ve ince dielektrik katman gibi özel malzemeleri benimser, bu da empedans sinyalinin bütünlüğü gibi iç devrenin üretimi ve grafik boyutu kontrolü için yüksek gereksinimleri ortaya koyar. iç devrenin imalatının zorluğunu artıran iletim. Hat genişliği ve satır aralığı küçüktür, açık ve kısa devreler artar, mikro kısa artar ve yeterlilik oranı düşüktür; İnce çizgilerden oluşan birçok sinyal katmanı vardır ve iç katmanda eksik AOI algılama olasılığı artar; İç çekirdek plakası incedir, katlanması kolaydır, bu da zayıf maruz kalmaya neden olur ve dağlamadan sonra yuvarlanması kolaydır; Yüksek katlı kartların çoğu, büyük birim boyutuna sahip sistem kartlarıdır ve bitmiş ürünleri hurdaya çıkarmanın maliyeti nispeten yüksektir.

1.3 presleme üretim zorlukları

Çoklu iç çekirdek plakaları ve yarı sertleştirilmiş plakalar üst üste bindirildiğinde, kıvırma üretiminde kayma plakası, delaminasyon, reçine boşluğu ve kabarcık kalıntısı gibi kusurların oluşması kolaydır. Lamine yapıyı tasarlarken, malzemenin ısı direncini, voltaj direncini, tutkal doldurma miktarını ve orta kalınlığını tam olarak dikkate almak ve makul bir yüksek katlı plaka presleme programı ayarlamak gerekir. Birçok katman vardır ve genişleme ve daralma kontrolü ve boyut katsayısının telafisi tutarlı olamaz; Ara katman yalıtım katmanı incedir, bu da katmanlar arası güvenilirlik testinin başarısız olmasına yol açması kolaydır. Şekil 1, termal stres testinden sonra patlama plakası delaminasyonu kusurunun bir diyagramıdır.

Fig.1

1.4 delme zorlukları

Yüksek Tg, yüksek hız, yüksek frekans ve kalın bakır özel plakaların kullanılması, sondaj pürüzlülüğü, sondaj çapakları ve sondaj kirlerinin çıkarılmasının zorluğunu arttırmaktadır. Birçok katman vardır, toplam bakır kalınlığı ve plaka kalınlığı toplanır ve delme aletinin kırılması kolaydır; Yoğun BGA ve dar delikli duvar aralığının neden olduğu kafe arızası; Plaka kalınlığı nedeniyle, eğik delme sorununa neden olmak kolaydır.

2、 Anahtar üretim süreci kontrolü

2.1 malzeme seçimi

Elektronik bileşenlerin yüksek performans ve çok işlevli yönde gelişmesiyle birlikte yüksek frekanslı ve yüksek hızlı sinyal iletimini de beraberinde getirmektedir. Bu nedenle, elektronik devre malzemelerinin dielektrik sabiti ve dielektrik kaybının, düşük CTE, düşük su emilimi ve daha iyi yüksek performanslı bakır kaplı laminat malzemelerinin yanı sıra, işleme ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılamak için nispeten düşük olması gerekir. -yükselme tahtaları. Ortak levha tedarikçileri ağırlıklı olarak bir seri, B serisi, C serisi ve D serisini içerir. Bu dört iç alt tabakanın ana özelliklerinin karşılaştırması için Tablo 1’e bakın. Yüksek katlı kalın bakır devre kartı için yüksek reçine içeriğine sahip yarı kürlenmiş levha seçilir. Ara katman yarı kürlenmiş sacın tutkal akış miktarı, iç katman grafiklerini doldurmaya yeterlidir. Yalıtım orta tabakası çok kalınsa, bitmiş levhanın çok kalın olması kolaydır. Aksine, yalıtkan ortam tabakası çok ince ise, orta tabakalaşma ve yüksek voltaj test hatası gibi kalite problemlerine neden olmak kolaydır. Bu nedenle, yalıtım ortamı malzemelerinin seçimi çok önemlidir.

2.2 lamine yapının tasarımı

Lamine yapının tasarımında dikkate alınan ana faktörler, malzemenin ısı direnci, voltaj direnci, tutkal doldurma miktarı ve dielektrik tabaka kalınlığı olup, aşağıdaki ana prensiplere uyulacaktır.

(1) Yarı kürlenmiş sac ve çekirdek levha üreticisi tutarlı olmalıdır. PCB’nin güvenilirliğini sağlamak için, yarı sertleştirilmiş levhanın tüm katmanları için tek 1080 veya 106 yarı kürlenmiş levha kullanılmamalıdır (müşterinin özel gereksinimleri olmadığı sürece). Müşterinin orta kalınlık gereksinimleri olmadığında, katmanlar arasındaki orta kalınlık ipc-a-0.09g’ye göre ≥ 600 mm olarak garanti edilmelidir.

(2) Müşteriler yüksek Tg levhaya ihtiyaç duyduğunda, çekirdek levha ve yarı kürlenmiş levha karşılık gelen yüksek Tg malzemeleri kullanacaktır.

(3) 3oz veya üzeri iç substrat için, 1080r / C %65, 1080hr / C %68, 106R / C %73, 106hr / C76 gibi yüksek reçine içeriğine sahip yarı kürlenmiş tabakayı seçin; Bununla birlikte, birden fazla 106 yarı kürlenmiş levhanın üst üste binmesini önlemek için, tüm 106 yüksek tutkallı yarı kürlenmiş levhanın yapısal tasarımından mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Cam elyaf ipliği çok ince olduğu için, cam elyaf ipliği geniş alt tabaka alanında çöker, bu da boyutsal stabiliteyi ve plaka patlama delaminasyonunu etkiler.

(4) Müşterinin özel gereksinimleri yoksa, ara katman dielektrik katmanının kalınlık toleransı genellikle + / – %10 oranında kontrol edilir. Empedans plakası için dielektrik kalınlık toleransı ipc-4101 C/M toleransı ile kontrol edilir. Empedans etkileyen faktör alt tabaka kalınlığı ile ilgili ise, plaka toleransı da ipc-4101 C/M toleransı ile kontrol edilmelidir.

2.3 ara katman hizalama kontrolü

İç çekirdek levha boyutu telafisinin ve üretim boyutu kontrolünün doğruluğu için, tutarlılığı sağlamak için belirli bir süre boyunca üretimde toplanan veriler ve tarihsel veri deneyimi aracılığıyla yüksek katlı levhanın her katmanının grafik boyutunu doğru bir şekilde telafi etmek gerekir. Çekirdek levhanın her katmanının genişlemesi ve daralması. Pim Lam, sıcak eriyik ve perçin kombinasyonu gibi preslemeden önce yüksek hassasiyetli ve güvenilir ara katman konumlandırma modunu seçin. Uygun presleme süreci prosedürlerinin ayarlanması ve presin günlük bakımı, presleme kalitesini sağlamak, presleme tutkalını ve soğutma etkisini kontrol etmek ve katmanlar arası çıkık problemini azaltmak için anahtardır. Katmanlar arası hizalamanın kontrolü, iç katman telafi değeri, presleme konumlandırma modu, presleme proses parametreleri, malzeme özellikleri vb. gibi faktörlerden kapsamlı bir şekilde ele alınmalıdır.

2.4 iç hat süreci

Yüksek katlı plakaların üretimi için geleneksel pozlama makinesinin analitik yeteneği 50 μ M’den az olduğundan, 20 μ M’ye ulaşabilen grafik analiz yeteneğini geliştirmek için lazer doğrudan görüntüleyici (LDI) kullanılabilir. Geleneksel pozlama makinesinin hizalama doğruluğu ± 25 μm’dir. Katmanlar arası hizalama doğruluğu 50 μm’den fazladır。 Yüksek hassasiyetli hizalama pozlama makinesi kullanılarak, grafik hizalama doğruluğu 15 μ M’ye, katmanlar arası hizalama doğruluğu kontrolü 30 μ M’ye yükseltilebilir, bu da geleneksel ekipmanın hizalama sapmasını azaltır ve geliştirir yüksek katlı levhanın katmanlar arası hizalama doğruluğu.

Hattın aşındırma kapasitesini arttırmak için, mühendislik tasarımında hattın genişliği ve ped (veya kaynak halkası) için uygun telafinin yanı sıra özel tazminat miktarı için daha ayrıntılı tasarım değerlendirmesinin verilmesi gerekir. dönüş hattı ve bağımsız hat gibi grafikler. İç hat genişliği, hat mesafesi, izolasyon halkası boyutu, bağımsız hat ve delikten hat mesafesine ilişkin tasarım telafisinin makul olup olmadığını onaylayın, aksi takdirde mühendislik tasarımını değiştirin. Empedans ve endüktif reaktans tasarım gereksinimleri vardır. Bağımsız hat ve empedans hattının tasarım kompanzasyonunun yeterli olup olmadığına dikkat ediniz. Aşındırma sırasında parametreleri kontrol edin. Parti üretimi ancak ilk parçanın kalifiye olduğu onaylandıktan sonra gerçekleştirilebilir. Aşındırma tarafı korozyonunu azaltmak için, her bir dağlama çözeltisi grubunun kimyasal bileşimini en iyi aralıkta kontrol etmek gerekir. Geleneksel aşındırma hattı ekipmanının aşındırma kapasitesi yetersizdir. Ekipman, aşındırma homojenliğini iyileştirmek ve pürüzlü kenar ve kirli aşındırma gibi sorunları azaltmak için teknik olarak dönüştürülebilir veya yüksek hassasiyetli aşındırma hattı ekipmanına aktarılabilir.

2.5 presleme işlemi

Şu anda, preslemeden önceki ara katman konumlandırma yöntemleri esas olarak şunları içerir: pim Lam, sıcak eriyik, perçin ve sıcak eriyik ve perçin kombinasyonu. Farklı ürün yapıları için farklı konumlandırma yöntemleri benimsenmiştir. Yüksek katlı döşeme için dört yuvalı konumlandırma yöntemi (pin Lam) veya füzyon + perçinleme yöntemi kullanılacaktır. Ope delme makinesi, konumlandırma deliğini delecek ve delme doğruluğu ± 25 μ m。 içinde kontrol edilecektir. Füzyon sırasında, ayarlama makinesi tarafından yapılan ilk plakanın katman sapmasını ve partiyi kontrol etmek için X-ışını kullanılacaktır. ancak katman sapması kalifiye olduktan sonra yapılabilir. Parti üretimi sırasında, sonraki delaminasyonu önlemek için her bir plakanın ünite içinde eritilip eritilmediğini kontrol etmek gerekir. Presleme ekipmanı, yüksek katlı plakaların katmanlar arası hizalama doğruluğunu ve güvenilirliğini karşılamak için yüksek performanslı destek presini benimser.

Yüksek katlı levhanın lamine yapısına ve kullanılan malzemelere göre, uygun presleme prosedürünü inceleyin, en iyi sıcaklık artış oranını ve eğrisini ayarlayın, geleneksel çok katmanlı devre kartı presleme prosedüründe preslenmiş kartın sıcaklık artış oranını uygun şekilde azaltın, yüksek sıcaklıkta kürleme süresini uzatın, reçinenin tamamen akmasını ve katılaşmasını sağlayın ve presleme işleminde kayan plaka ve ara katman çıkığı gibi sorunlardan kaçının. Farklı TG değerlerine sahip plakalar, ızgara plakaları ile aynı olamaz; Sıradan parametrelere sahip plakalar, özel parametrelere sahip plakalarla karıştırılamaz; Verilen genleşme ve büzülme katsayısının rasyonalitesini sağlamak için, farklı plakaların ve yarı kürlenmiş levhaların özellikleri farklıdır, bu nedenle ilgili levha yarı kürlenmiş levha parametrelerinin preslenmesi gerekir ve özel malzemeler için işlem parametrelerinin doğrulanması gerekir. hiç kullanılmadı.

2.6 delme işlemi

Her katmanın üst üste binmesinin neden olduğu plaka ve bakır tabakanın aşırı kalınlığı nedeniyle, matkap ucu ciddi şekilde aşınır ve matkap ucunun kırılması kolaydır. Delik sayısı, düşme hızı ve dönüş hızı uygun şekilde azaltılacaktır. Doğru katsayı sağlamak için plakanın genleşmesini ve büzülmesini doğru bir şekilde ölçün; Katman sayısı ≥ 14, delik çapı ≤ 0.2 mm veya delikten çizgiye olan mesafe ≤ 0.175 mm ise, üretim için delik konumu doğruluğu ≤ 0.025 mm olan sondaj kulesi kullanılacaktır; çap φ 4.0 mm’nin üzerindeki delik çapı adım adım delmeyi benimser ve kalınlık çapı oranı 12:1’dir. Adım adım delme ve pozitif ve negatif delme ile üretilir; Delmenin çapak ve delik kalınlığını kontrol edin. Yüksek katlı levha, mümkün olduğunca yeni bir matkap bıçağı veya taşlama matkap bıçağı ile delinecek ve delik kalınlığı 25um içinde kontrol edilecektir. Yüksek katlı kalın bakır plakanın delme çapak sorununu iyileştirmek için, toplu doğrulama, yüksek yoğunluklu destek plakası kullanımı, lamine plakaların sayısı birdir ve matkap ucunun öğütme süreleri 3 kez kontrol edilir, sondaj çapakını etkili bir şekilde iyileştirebilen

Kullanılan yüksek katlı tahta için yüksek frekans, yüksek hızlı ve büyük veri iletimi, geri sondaj teknolojisi, sinyal bütünlüğünü iyileştirmek için etkili bir yöntemdir. Arka delme, esas olarak artık saplama uzunluğunu, iki sondaj deliğinin delik konumu tutarlılığını ve delikteki bakır teli kontrol eder. Tüm delme makinesi ekipmanlarının arka delme işlevi yoktur, bu nedenle delme makinesi ekipmanını (arka delme işlevli) yükseltmeniz veya arka delme işlevli bir delme makinesi satın almanız gerekir. Endüstri ile ilgili literatürden ve olgun seri üretimden uygulanan arka delme teknolojisi temel olarak şunları içerir: geleneksel derinlik kontrollü geri delme yöntemi, iç katmanda sinyal geri besleme katmanı ile geri delme ve plaka kalınlığının oranına göre derinlik delme hesaplaması. Burada tekrarlanmayacaktır.

3, Güvenilirlik testi

Yüksek katlı levha genellikle geleneksel çok katmanlı levhadan daha kalın ve ağır olan, daha büyük birim boyutuna sahip olan ve karşılık gelen ısı kapasitesi de daha büyük olan bir sistem levhasıdır. Kaynak sırasında daha fazla ısı gerekir ve kaynak yüksek sıcaklık süresi uzundur. 217 ℃’de (kalay gümüş bakır lehimin erime noktası), 50 saniye ila 90 saniye sürer. Aynı zamanda, yüksek katlı plakanın soğutma hızı nispeten yavaştır, bu nedenle yeniden akış testi süresi uzar. ipc-6012c, IPC-TM-650 standartları ve endüstriyel gereklilikler ile birlikte yüksek katlı panoların ana güvenilirlik testi yapılır.