Varför är det så svårt att göra flerlagers kretskort?

Med utvecklingen av elektronisk informationsteknik använder fler och fler fält flerlagers PCB-kort. Traditionellt definierar vi PCB-kort med fler än 4 lager som "flerlagers PCB-kort", och mer än 10 lager som "höga flerlagers PCB-kort". Huruvida det kan producera flerskikts PCB-kort på hög nivå är en viktig indikator för att mäta styrkan hos en kretskortstillverkare. Den kan producera flerskiktsskivor på hög nivå med mer än 20 lager, vilket betraktas som ett PCB-företag med förstklassig teknisk styrka.

1. Huvudsakliga produktionssvårigheter

Jämfört med konventionella kretskort har högnivåkretskort tjockare komponenter, fler lager, tätare linjer och vias, större enhetsstorlek, tunnare dielektriska lager, etc., internt utrymme, mellanskiktsinriktning, impedanskontroll och tillförlitlighet. Sexuella krav är strängare.

(1) Svårigheter med inriktning mellan skikten

På grund av det stora antalet höga kartongskikt har kunddesignsidan mer och mer strikta krav på anpassningen av varje lager av PCB. Vanligtvis styrs inriktningstoleransen mellan skikten till ±75μm. Faktorer som dislokationsstapling och mellanskiktspositioneringsmetoder orsakade av inkonsekvensen av expansion och sammandragning av olika kärnskivor gör det svårare att kontrollera mellanskiktsinriktningen av höghusskivor.

(2) Svårigheter att göra inre lager

Höghuset använder speciella material som hög TG, hög hastighet, hög frekvens, tjock koppar och tunt dielektriskt lager, vilket ställer höga krav på produktion av inre lagerkretsar och grafisk storlekskontroll. Linjebredden och linjeavståndet är små, de öppna och kortslutningarna ökar, mikrokortslutningarna ökar och passhastigheten är låg; det finns många signallager med fina linjer, och sannolikheten för missad inspektion av det inre lagret AOI ökar; tjockleken på den inre kärnskivan är tunn, vilket är lätt att skrynkla, vilket resulterar i dålig exponering och etsning. Det är lätt att rulla brädan när maskinen är över; kostnaden för att skrota den färdiga produkten är relativt hög.

(3) Svårigheter att pressa

Flera inre brädor och prepregs är överlagrade, och defekter såsom glidplåtar, delaminering, hartshålrum och bubbelrester är benägna att uppstå under lamineringsproduktion. Vid utformningen av den laminerade strukturen är det nödvändigt att fullt ut överväga värmebeständigheten, motstå spänning, mängden limfyllning och dielektrisk tjocklek på materialet och ställa in ett rimligt tryckprogram på hög nivå.

(4) Svårigheter vid borrproduktion

Användningen av specialplåtar med hög TG, hög hastighet, hög frekvens och tjock koppar ökar svårigheten att borra grovhet, borra grader och dekontaminering. Antalet lager är stort, den kumulativa totala koppartjockleken och plåttjockleken, och borrverktyget är lätt att bryta; det finns många täta BGAer och CAF-felproblemet som orsakas av det smala hålväggavståndet; det lutande borrproblemet orsakas lätt av plåttjockleken.

2. Kontroll av viktiga produktionsprocesser

(1) Materialval

Elektroniska kretsmaterial måste ha relativt låg dielektricitetskonstant och dielektrisk förlust, såväl som låg CTE, låg vattenabsorption och bättre högpresterande kopparbeklädda laminatmaterial för att uppfylla bearbetnings- och tillförlitlighetskraven för högnivåskivor.

(2) Design av laminerad struktur

Huvudfaktorerna som beaktas vid utformningen av den laminerade strukturen är materialets värmebeständighet, motståndsspänningen, mängden limfyllning och tjockleken på det dielektriska skiktet etc. Följande huvudprinciper bör följas:

a. Prepreg och core board tillverkare måste vara konsekventa. För att säkerställa tillförlitligheten hos kretskortet bör alla lager av prepreg undvika att använda enkel 1080 eller 106 prepreg (förutom om kunden har särskilda krav).

b. När kunden kräver hög TG-plåt måste kärnskivan och prepregn använda motsvarande högt TG-material.

c. För inre substrat av 3OZ eller högre, använd prepregs med högt hartsinnehåll, men försök att undvika den strukturella designen med att använda alla 106 högresinprepregs.

d. Om kunden inte har några speciella krav styrs tjocklekstoleransen för det dielektriska mellanskiktet i allmänhet med plus /-10 procent. För impedansplattan styrs den dielektriska tjocklekstoleransen av IPC-4101 C/M-klasstoleransen, om impedanspåverkansfaktorn är relaterad till substratets tjocklek måste plattoleranserna också vara i enlighet med IPC{ {2}} C/M-klasstoleranser.

(3) Mellanskiktsinriktningskontroll

Noggrannheten av storlekskompensationen för det inre lagrets kärnbräda och kontrollen av produktionsstorleken måste kompenseras noggrant för den grafiska storleken för varje lager av höghuskortet genom de data som samlas in i produktionen och erfarenheten av historiska data för en viss tidsperiod för att säkerställa expansion och sammandragning av kärnskivan i varje lager. konsistens.

(4) Kretsprocess för inre skikt

Eftersom upplösningsförmågan hos den traditionella exponeringsmaskinen är cirka 50 μm, för produktion av högnivåkort, kan en laserdirektavbildningsmaskin (LDI) introduceras för att förbättra bildupplösningsförmågan, och upplösningsförmågan kan nå cirka 20 μm. Justeringsnoggrannheten för den traditionella exponeringsmaskinen är ±25μm, och mellanskiktsjusteringsnoggrannheten är större än 50μm; Med hjälp av en exponeringsmaskin för högprecisionsjustering kan mönsterjusteringsnoggrannheten ökas till cirka 15 μm och noggrannheten för justering av mellanskikten kontrolleras inom 30 μm.

(5) Pressprocess

För närvarande inkluderar mellanskiktspositioneringsmetoderna före laminering huvudsakligen: positionering med fyra spår (Pin LAM), smältlim, nit, smältlim och nitkombination. Olika produktstrukturer använder olika positioneringsmetoder. För höghusbrädor används positioneringsmetoden med fyra spår, eller metoden fusion plus nitning. OPE-stansmaskinen stansar ut positioneringshålen och stansnoggrannheten styrs till ±25μm.

Enligt den laminerade strukturen på höghusskivan och de använda materialen, studera lämplig lamineringsprocedure, ställ in den bästa uppvärmningshastigheten och kurvan, reducera på lämpligt sätt uppvärmningshastigheten för lamineringsarket, förläng härdningstiden vid hög temperatur, gör hartset flyta och härda helt och undvika pressning Problem som glidplatta och dislokation mellan skikten under kombinationsprocessen.

(6) Borrprocess

På grund av överlagringen av varje lager är plattan och kopparskiktet supertjocka, vilket kommer att slita på borrkronan och lätt bryta borrbladet. Antalet hål, fallhastighet och rotationshastighet bör justeras på lämpligt sätt. Mät kortets expansion och sammandragning noggrant och tillhandahåll korrekta koefficienter; antalet lager är större än eller lika med 14 lager, håldiametern är mindre än eller lika med 0.2 mm, eller avståndet hål till linje är mindre än eller lika med 0. 175 mm. Steg-för-steg-borrning, med ett tjocklek-till-diameterförhållande på 12:1, produceras genom steg-för-steg-borrning, positiva och negativa borrmetoder; kontrollera borrspetsen och håltjockleken, och använd en ny borr eller en slipborr för höghusbrädor så mycket som möjligt, och håltjockleken kontrolleras inom 25um.

3. Tillförlitlighetstest

Höghusskivor är tjockare, tyngre och har större enhetsstorlekar än konventionella flerskiktsskivor, och motsvarande värmekapacitet är också större. Under svetsning krävs mer värme och svetstiden vid höga temperaturer är längre. Det tar 50 sekunder till 90 sekunder vid 217 grader (smältpunkten för tenn-silver-kopparlod), och kylningshastigheten på högnivåkortet är relativt långsam, så tiden för återflödestestet förlängs.