PCB microporosa

Una placa de circuit imprès (PCB) fabricada amb tecnologia de gravat làser o plasma amb un diàmetre de forat inferior a 0,15 mm (la indústria normalment utilitza 0,1 mm com a estàndard), utilitzada per a la interconnexió d'alta densitat.

El diàmetre del forat és més d'un 50% més petit que el de les PCB ordinàries, l'amplada/espaiat de línia pot arribar als 30 μm/30 μm, la densitat de cablejat augmenta de 2 a 3 vegades i és adequat per a la transmissió de senyals d'alta freqüència i alta velocitat.

Segons el procés, es divideixen en vies cegues (conducció unilateral), vies enterrades (conducció interna) i vies passants (a través de tota la placa). El rang de diàmetre comú de les vies cegues és de 50-100 μm.

Àmpliament utilitzat en escenaris d'integració d'alta densitat com ara telèfons intel·ligents (que representen més del 60%), estacions base 5G, plaques base de servidors i encapsulats de xips d'IA.

Va sorgir després de la maduresa de la tecnologia de perforació làser a la dècada de 1990. El procés principal actual pot aconseguir un diàmetre de forat de 30 μm, i el registre mínim de diàmetre de forat és de 15 μm.

El diàmetre mínim del forat per a la producció industrial en massa pot arribar als 50 μm, i el límit de laboratori és de 15 μm, però el cost augmenta exponencialment amb la disminució del diàmetre del forat.

Generalment, la relació d'aspecte no supera l'1:1, i els processos especials poden arribar a l'1:0,8. Una relació d'aspecte massa alta probablement provocarà un mal farciment de galvanoplàstia.

L'espai mínim recomanat és ≥80 μm per garantir la integritat de la capa de coure electrolític i reduir el risc de curtcircuits.

Es recomana utilitzar un apilament alternat de plaques centrals i preimpregnats, amb el gruix dielèctric de la capa intermèdia controlat a 50-75 μm per garantir la qualitat de la transmissió del senyal.

Cal parar atenció a la capacitança paràsita del forat (valor típic

Per al fan-out BGA, es prefereix el disseny de via cega. Cada pad correspon a 1-2 microvies, i l'amplada de la línia de fan-out no és inferior a 40 μm.

Realitzar una connexió multipunt entre els plans d'alimentació/terra mitjançant microvies, amb una separació ≤5 mm, per reduir la impedància entre els plans.

Augmenteu la densitat de les vies de dissipació de calor (es recomana ≥10 vies/cm²), amb un diàmetre del forat ≥80 μm, per millorar l'eficiència de la conducció de calor.

L'obertura de la màscara de soldadura ha de ser de 20 a 30 μm més gran que el diàmetre del forat a cada costat per evitar que la tinta de la màscara de soldadura bloquegi el forat.

Adopteu un procés d'acumulació per augmentar el nombre de capes de cablejat i utilitzeu vies cegues i enterrades en lloc de vies passants, cosa que pot augmentar la densitat de cablejat en més d'un 30%.

Incloent-hi la perforació làser (CO₂, làser UV), el gravat amb plasma i la perforació mecànica (només adequada per a diàmetres de forats més grans), amb una perforació làser que representa més del 80%.

El làser de CO₂ és adequat per a diàmetres de forats de 0,075-0,15 mm amb un baix cost; el làser UV pot processar microvies

La velocitat de perforació del làser de CO₂ és d'uns 5.000-10.000 forats per minut, i la del làser UV és d'uns 2.000-5.000 forats per minut.

La precisió de posicionament de la perforació làser és de ±25 μm, la de la perforació mecànica és de ±50 μm i el làser UV pot aconseguir una alta precisió de ±15 μm.

La perforació làser assistida per nitrogen pot controlar l'alçada de la rebava amb un marge de 5 μm, o es pot utilitzar la desinfecció per plasma.

Es requereix un procés de galvanoplàstia per forats, amb el gruix de recobriment de coure controlat a 25-35 μm, i la uniformitat del gruix de coure al forat ≥85%.

Dipositeu una capa de coure de 0,3-0,5 μm a la paret del forat aïllant per proporcionar una base conductora. Cal controlar la concentració d'ions de pal·ladi a la solució d'activació a 2-5 ppm.

La temperatura de laminació és de 180-210 ℃, la pressió és de 300-500 psi i la velocitat d'escalfament és d'1-2 ℃/minut per garantir un curat uniforme de la capa dielèctrica.

El grau de buit ha de ser inferior a -95 kPa. Precurar el preimpregnat fins a la fase B abans de la laminació, i la taxa de defectes de bombolles es pot reduir a menys del 0,5%.

Els més comuns inclouen l'or d'immersió (gruix 0,05-0,1 μm), l'OSP (gruix de pel·lícula 0,2-0,5 μm) i la plata d'immersió (0,1-0,3 μm). L'or d'immersió té la fiabilitat més alta.

Cal controlar la viscositat de la tinta a 80-120 Pa・s i utilitzar un procés d'obturació al buit per evitar residus de tinta als forats, amb una taxa d'obturació de forats ≤1%.

El tall per làser s'utilitza quan el requisit de precisió de la forma és

Incloent-hi parets rugoses de forats (rugositat Ra > 1,5 μm), buits en forats (relació de buits > 5%), desviació del forat (> ± 30 μm), etc.

La neteja per plasma s'utilitza per eliminar els residus de perforació, de manera que la rugositat superficial Ra de la paret del forat sigui ≤1.0 μm.

El rendiment global en processos madurs és d'aproximadament el 85-92%. Com més petit sigui el diàmetre del forat, menor serà el rendiment. El rendiment de les microvies de 50 μm és d'aproximadament el 80%.

Incloent-hi FR-4 (constant dielèctrica 4,2-4,5), plaques d'alta velocitat (com ara Rogers 4350B, Dk=3,66), resina BT, etc.

Les plaques d'alta velocitat tenen una tangent de pèrdues més baixa (Df

S'utilitza per a la unió entre capes, amb el contingut de cola controlat al 40-50% i la fluïdesa al 20-30% per garantir la uniformitat del dielèctric després de la laminació.

Per a la capa interior, es recomana una làmina de coure de 18 μm o 35 μm. Per a la capa exterior, es pot utilitzar 18 μm per reduir la pèrdua de senyal. Les plaques HDI sovint utilitzen làmina de coure ultrafina de 9 μm.

Ha de complir la resistència a la temperatura (sense pelar a 260 ℃/10 s), la resistència a l'aïllament (> 10^12 Ω) i l'adhesió (nivell de prova de tall transversal 0).

Es recomana utilitzar làmina de coure RTF (tractament invers) amb una rugositat Ra

Preferiu materials amb baixa constant dielèctrica (Dk

Han de complir amb la directiva RoHS 2.0, amb un contingut d'halògens (clor + brom)

El material base FR-4 té el cost més baix. Les plaques d'alta velocitat costen entre 3 i 5 vegades més que les FR-4, i la resina BT es troba entremig.

El material base s'ha d'emmagatzemar a menys de 25 ℃ i amb una humitat

Inclou inspecció visual, mesura del diàmetre del forat, prova de gruix del coure del forat, prova d'impedància i anàlisi de secció transversal.

Utilitzeu un instrument de mesura d'imatges bidimensionals (precisió ±1 μm) o un microscopi electrònic de rastreig (SEM). La inspecció òptica automàtica (AOI) es pot utilitzar per a la detecció de lots.

Els estàndards IPC requereixen que el gruix del coure al forat sigui ≥20 μm, i que la relació entre el gruix mitjà del coure i el gruix mínim del coure sigui ≤1,5, detectat mitjançant el mètode de secció transversal metal·logràfica.

Utilitzeu un analitzador de xarxes amb un rang de freqüència de prova d'1-10 GHz i la desviació d'impedància s'ha de controlar dins del ±10%.

Pot observar visualment la qualitat de la paret del forat, el gruix de la capa de coure i la condició d'unió entre capes, amb una precisió de tall de ±5 μm.

Inclou la prova d'estrès tèrmic (260 ℃/10 vegades), la prova de tensió de resistència (500 V CC/1 minut) i la prova de cicle de temperatura-humitat (-40 ℃ ~ 85 ℃).

Observeu si la paret del forat s'esquerda després de la prova de xoc tèrmic (288 ℃/10 vegades) i si una longitud d'esquerda

Utilitzeu SEM per observar la microestructura, espectroscòpia de dispersió d'energia (EDS) per detectar la composició elemental i raigs X per detectar defectes interns.

Optimitzeu el procés de galvanoplàstia per reduir els buits als forats, enfortir l'adhesió de la capa de màscara de soldadura i evitar la migració electroquímica causada per factors ambientals.

En condicions d'ús normals, pot arribar als 5-10 anys, i en entorns durs (alta temperatura, alta humitat) l'escurçaran a 2-3 anys.

Incloent-hi l'enganxat SMT, la soldadura BGA i la inserció de components, amb un requisit de precisió d'enganxat SMT de ±50 μm.

Cal controlar la pressió d'enganxament a 0,5-1,0 kg/cm² per evitar que els components col·lapsin les microvies, i la temperatura màxima de la corba del forn de reflux és de 230-245 ℃.

Cal controlar amb precisió la coplanaritat de les boles de soldadura (

Optimitzeu el gruix d'impressió de la pasta de soldadura (100-120 μm), utilitzeu soldadura per reflux protegida amb nitrogen i el contingut d'oxigen és

La temperatura de reelaboració s'ha de controlar per sota de 260 ℃ i el temps ha de ser

Apte per a microvies amb un diàmetre de forat ≥0,3 mm, que requereixen soldadura de doble ona o soldadura d'ona selectiva, amb una alçada d'ona de soldadura de 25-35 mm.

Prioritzeu la pasta de soldar sense plom (aliatge SnAgCu) amb un punt de fusió de 217 ℃, un nivell d'activitat de flux RMA i una resistència d'aïllament residual > 10^10Ω.

Reduïu el contingut de metall de la pasta de soldadura al 90-92%, optimitzeu el disseny de l'obertura de la plantilla i la taxa de defectes del cordó de soldadura es pot reduir a menys del 0,1%.

Utilitzeu agents de neteja a base d'aigua a una temperatura de 50-60 ℃ durant 3-5 minuts per assegurar-vos que la concentració d'ions residuals sigui

Establiu la precisió de detecció a ±25 μm i el llindar de contrast al 30-50%, cosa que pot detectar més del 95% dels defectes de muntatge.

Els costos de materials representen el 40-50%, els costos de processament el 30-40% i els costos d'inspecció i embalatge el 10-20%.

Diàmetre del forat, nombre de capes, procés de tractament superficial, tipus de material. Cada reducció de 10 μm en el diàmetre mínim del forat augmenta els costos entre un 15 i un 20%.

Optimitzar el disseny per reduir el nombre de capes, utilitzar materials estandarditzats i augmentar els lots de producció, cosa que pot reduir els costos entre un 10 i un 30%.

El cicle de producció per als processos convencionals és de 7 a 10 dies, i les comandes urgents es poden comprimir a 3-5 dies, però el cost augmenta entre un 20 i un 30%.

Adoptar línies de producció automatitzades, optimitzar els fluxos de procés i augmentar la taxa d'utilització dels equips de perforació làser a més del 80%.

La capacitat de producció mensual d'una sola línia de producció és d'uns 5.000-10.000㎡, depenent de la configuració de l'equip i la complexitat del procés.

El cost dels lots petits (1000㎡), principalment a causa de la configuració de la màquina i l'assignació de costos fixos.

Calculat exhaustivament per àrea (iuans/㎡), nombre de capes, diàmetre del forat, etc. La tarifa de processament d'una placa microvia típica de 8 capes de 0,1 mm és d'uns 2000-3000 iuans/㎡.

Mitjançant l'optimització del disseny DFM, la relaxació dels requisits de tolerància sota la premissa de complir amb el rendiment pot reduir els costos en més d'un 15%.

La inversió en un equip complet de línia de producció és d'uns 10-20 milions de iuans, incloent-hi màquines de perforació làser, línies de galvanoplàstia, laminadores, etc.

Desenvolupant cap a diàmetres de forats més petits (20 capes), pèrdues més baixes i empaquetament integrat.

Cal aconseguir diàmetres de forats d'interconnexió vertical

S'utilitza per a l'optimització dels paràmetres del procés i la detecció intel·ligent de defectes, que pot augmentar el rendiment entre un 5 i un 10% i l'eficiència de detecció en un 30%.

S'ha aconseguit la fabricació al laboratori de forats de 10 μm de diàmetre, però la producció en massa s'enfronta a reptes de materials, equips i costos.

Aconseguir una connexió perfecta entre xips i PCB mitjançant una interconnexió d'alta densitat, escurçar les vies de transmissió del senyal i millorar el rendiment del sistema.

Utilitzar materials i processos respectuosos amb el medi ambient, amb un contingut de metalls pesants en l'abocament d'aigües residuals

Requereixen materials de baixa constant dielèctrica (Dk

Cal resoldre els problemes d'esquerdament de la paret del forat i de despreniment de la capa de coure durant la flexió, amb un radi de flexió ≥3 mm.

Aconseguir la supervisió completa del procés i la producció automatitzada a través de fàbriques digitals, amb un augment de l'eficiència de la producció en més d'un 50%.

Requereixen una interconnexió amb pèrdues extremadament baixes i alta estabilitat, amb diàmetres de forats i amplades de línia controlats a nivell submicrònic per garantir la transmissió del senyal quàntic.

Utilitzeu plaques HDI de 6-10 capes amb un diàmetre de forat de 0,075 mm per aconseguir una integració d'alta densitat de xips, càmeres, etc., que representen el 30-40% del cost de la placa base del telèfon mòbil.

Requereixen plaques de baixa pèrdua (Df

Cal satisfer la interconnexió d'alta velocitat de múltiples processadors, utilitzar tecnologia de back-drilling per eliminar stubs i un retard de transmissió del senyal

Supera la certificació AEC-Q100, el rang de resistència a la temperatura és de -40 ℃ a 125 ℃ i supera la prova de polvorització de sal de 1000 hores.