PCB microporosa

Una placa de circuito impreso (PCB) fabricada mediante tecnología de grabado láser o plasma con un diámetro de orificio menor a 0,15 mm (la industria normalmente utiliza 0,1 mm como estándar), utilizada para interconexión de alta densidad.

El diámetro del orificio es más del 50% más pequeño que el de las PCB comunes, el ancho/espaciado de la línea puede alcanzar los 30 μm/30 μm, la densidad del cableado aumenta de 2 a 3 veces y es adecuado para la transmisión de señales de alta frecuencia y alta velocidad.

Según el proceso, se dividen en vías ciegas (conducción unilateral), vías enterradas (conducción interna) y vías pasantes (a través de toda la placa). El diámetro común de las vías ciegas oscila entre 50 y 100 μm.

Se utiliza ampliamente en escenarios de integración de alta densidad, como teléfonos inteligentes (que representan más del 60 %), estaciones base 5G, placas base de servidores y empaquetado de chips de IA.

Surgió después de la madurez de la tecnología de perforación láser en la década de 1990. El proceso convencional actual puede lograr un diámetro de orificio de 30 μm, y el diámetro de orificio mínimo registrado es de 15 μm.

El diámetro mínimo del orificio para la producción en masa industrial puede alcanzar los 50 μm, y el límite de laboratorio es de 15 μm, pero el costo aumenta exponencialmente con la disminución del diámetro del orificio.

Generalmente, la relación de aspecto no supera 1:1, y en procesos especiales puede alcanzar 1:0,8. Una relación de aspecto demasiado alta puede provocar un relleno deficiente en la galvanoplastia.

El espaciado mínimo recomendado es ≥80 μm para garantizar la integridad de la capa de recubrimiento de cobre químico y reducir el riesgo de cortocircuitos.

Se recomienda utilizar apilamiento alternado de placas centrales y preimpregnadas, con el espesor dieléctrico de la capa intermedia controlado a 50-75 μm para garantizar la calidad de transmisión de la señal.

Es necesario prestar atención a la capacitancia parásita del orificio (valor típico

Para el fan-out de BGA, se prefiere el diseño de vías ciegas. Cada pad corresponde a una o dos microvías, y el ancho de línea del fan-out no debe ser inferior a 40 μm.

Realizar conexión multipunto entre planos potencia/tierra a través de microvías, con espaciamiento ≤5mm, para reducir la impedancia entre planos.

Aumente la densidad de vías de disipación de calor (recomendado ≥10 vías/cm²), con un diámetro de orificio ≥80 μm, para mejorar la eficiencia de conducción de calor.

La abertura de la máscara de soldadura debe ser 20-30 μm más grande que el diámetro del orificio en cada lado para evitar que la tinta de la máscara de soldadura bloquee el orificio.

Adopte un proceso de acumulación para aumentar la cantidad de capas de cableado y utilice vías ciegas y enterradas en lugar de vías pasantes, lo que puede aumentar la densidad de cableado en más del 30%.

Incluye perforación láser (CO₂, láser UV), grabado de plasma y perforación mecánica (solo adecuada para diámetros de orificios mayores), siendo la perforación láser más del 80%.

El láser de CO₂ es adecuado para diámetros de orificios de 0,075 a 0,15 mm con un bajo costo; el láser UV puede procesar microvías

La velocidad de perforación del láser de CO₂ es de aproximadamente 5.000 a 10.000 agujeros por minuto, y la del láser UV es de aproximadamente 2.000 a 5.000 agujeros por minuto.

La precisión de posicionamiento de la perforación láser es de ±25 μm, la de la perforación mecánica es de ±50 μm y el láser UV puede lograr una alta precisión de ±15 μm.

La perforación láser asistida por nitrógeno puede controlar la altura de la rebaba dentro de los 5 μm, o se puede utilizar desmanchado de plasma.

Se requiere un proceso de galvanoplastia de orificio pasante, con un espesor de recubrimiento de cobre controlado entre 25 y 35 μm y una uniformidad del espesor del cobre en el orificio ≥85 %.

Deposite una capa de cobre de 0,3-0,5 μm sobre la pared del orificio aislante para proporcionar una base conductora. La concentración de iones de paladio en la solución de activación debe controlarse entre 2 y 5 ppm.

La temperatura de laminación es de 180 a 210 ℃, la presión es de 300 a 500 psi y la velocidad de calentamiento es de 1 a 2 ℃/minuto para garantizar el curado uniforme de la capa dieléctrica.

El grado de vacío debe ser inferior a -95 kPa. Precurar el preimpregnado hasta la etapa B antes de la laminación permite reducir la tasa de defectos por burbujas a menos del 0,5 %.

Los más comunes incluyen el oro de inmersión (espesor de 0,05-0,1 μm), el OSP (espesor de película de 0,2-0,5 μm) y la plata de inmersión (0,1-0,3 μm). El oro de inmersión ofrece la mayor fiabilidad.

Es necesario controlar la viscosidad de la tinta a 80-120 Pa・s y utilizar un proceso de taponamiento al vacío para evitar residuos de tinta en los orificios, con una tasa de bloqueo de orificios ≤1%.

El corte por láser se utiliza cuando la precisión de forma requerida es

Incluyendo paredes de agujeros rugosas (rugosidad Ra >1,5 μm), huecos en los agujeros (relación de huecos >5 %), desviación del agujero (>±30 μm), etc.

La limpieza con plasma se utiliza para eliminar los residuos de perforación, de modo que la rugosidad de la superficie Ra de la pared del orificio sea ≤1,0 μm.

El rendimiento general en procesos maduros es de aproximadamente el 85-92 %. Cuanto menor sea el diámetro del orificio, menor será el rendimiento. El rendimiento de microvías de 50 μm es de aproximadamente el 80 %.

Incluyendo FR-4 (constante dieléctrica 4,2-4,5), placas de alta velocidad (como Rogers 4350B, Dk=3,66), resina BT, etc.

Las placas de alta velocidad tienen una tangente de pérdida menor (Df

Se utiliza para la unión entre capas, con el contenido de pegamento controlado al 40-50% y la fluidez al 20-30% para garantizar la uniformidad del dieléctrico después de la laminación.

Para la capa interna, se recomienda una lámina de cobre de 18 μm o 35 μm. Para la capa externa, se puede usar una de 18 μm para reducir la pérdida de señal. Las placas HDI suelen usar lámina de cobre ultrafina de 9 μm.

Debe cumplir con la resistencia a la temperatura (sin pelado a 260 ℃/10 s), resistencia de aislamiento (>10^12 Ω) y adhesión (nivel de prueba de corte transversal 0).

Se recomienda utilizar lámina de cobre RTF (tratamiento inverso) con una rugosidad Ra

Prefiera materiales con constante dieléctrica baja (Dk

Deben cumplir con la directiva RoHS 2.0, con un contenido de halógenos (cloro + bromo)

El material base FR-4 tiene el precio más bajo. Las placas de alta velocidad cuestan entre 3 y 5 veces más que el FR-4, y la resina BT se encuentra en un punto intermedio.

El material base debe almacenarse a una temperatura inferior a 25 °C y con una humedad inferior al 60 %. El preimpregnado debe congelarse a -18 °C y su periodo de validez es de 6 a 12 meses.

Incluye inspección visual, medición del diámetro del orificio, prueba del espesor del cobre del orificio, prueba de impedancia y análisis de la sección transversal.

Utilice un instrumento de medición de imágenes bidimensionales (precisión ±1 μm) o un microscopio electrónico de barrido (MEB). La inspección óptica automática (IOA) puede utilizarse para la detección de lotes.

Las normas IPC requieren que el espesor del cobre en el orificio sea ≥20 μm y que la relación entre el espesor promedio del cobre y el espesor mínimo del cobre sea ≤1,5, detectado mediante el método de sección transversal metalográfica.

Utilice un analizador de red con un rango de frecuencia de prueba de 1 a 10 GHz, y la desviación de impedancia debe controlarse dentro de ±10 %.

Puede observar visualmente la calidad de la pared del orificio, el espesor de la capa de cobre y el estado de unión entre capas, con una precisión de corte de ±5 μm.

Incluye prueba de estrés térmico (260 ℃/10 veces), prueba de voltaje soportado (500 V CC/1 minuto) y prueba de ciclo de temperatura y humedad (-40 ℃ ~ 85 ℃).

Observe si la pared del orificio se agrieta después de la prueba de choque térmico (288 ℃/10 veces) y si se califica una longitud de grieta

Utilice SEM para observar la microestructura, espectroscopia de energía dispersiva (EDS) para detectar la composición elemental y rayos X para detectar defectos internos.

Optimice el proceso de galvanoplastia para reducir los huecos en los orificios, fortalecer la adhesión de la capa de máscara de soldadura y evitar la migración electroquímica causada por factores ambientales.

En condiciones normales de uso, puede alcanzar los 5-10 años, y los entornos hostiles (alta temperatura, alta humedad) lo acortarán a 2-3 años.

Incluye pegado SMT, soldadura BGA e inserción de componentes, con un requisito de precisión de pegado SMT de ±50 μm.

Es necesario controlar la presión de pegado a 0,5-1,0 kg/cm² para evitar que los componentes colapsen las microvías, y la temperatura máxima de la curva del horno de reflujo es de 230-245 ℃.

Es necesario controlar con precisión la coplanaridad de las bolas de soldadura (

Optimice el espesor de impresión de la pasta de soldadura (100-120 μm), utilice soldadura por reflujo protegida con nitrógeno y el contenido de oxígeno sea

La temperatura de retrabajo debe controlarse por debajo de 260 ℃ y el tiempo debe ser

Adecuado para microvías con un diámetro de orificio ≥0,3 mm, que requieren soldadura de doble ola o soldadura por ola selectiva, con una altura de onda de soldadura de 25-35 mm.

Dar prioridad a la pasta de soldadura sin plomo (aleación SnAgCu) con un punto de fusión de 217 ℃, nivel de actividad de flujo RMA y resistencia de aislamiento residual >10^10Ω.

Reduzca el contenido de metal de la pasta de soldadura al 90-92%, optimice el diseño de la apertura de la plantilla y la tasa de defectos del cordón de soldadura se puede reducir a menos del 0,1%.

Utilice agentes de limpieza a base de agua a una temperatura de 50-60 ℃ durante 3-5 minutos para garantizar que la concentración de iones residuales sea

Establezca la precisión de detección en ±25 μm y el umbral de contraste en 30-50 %, lo que puede detectar más del 95 % de los defectos de ensamblaje.

Los costos de material representan el 40-50%, los costos de procesamiento el 30-40% y los costos de inspección y embalaje el 10-20%.

Diámetro del orificio, número de capas, proceso de tratamiento superficial, tipo de material. Cada reducción de 10 μm en el diámetro mínimo del orificio aumenta los costos entre un 15 % y un 20 %.

Optimice el diseño para reducir el número de capas, utilizar materiales estandarizados y aumentar los lotes de producción, lo que puede reducir los costos entre un 10 y un 30%.

El ciclo de producción para los procesos convencionales es de 7 a 10 días, y los pedidos urgentes se pueden comprimir a 3-5 días, pero el coste aumenta entre un 20 y un 30%.

Adopte líneas de producción automatizadas, optimice los flujos de procesos y aumente la tasa de utilización de los equipos de perforación láser a más del 80%.

La capacidad de producción mensual de una sola línea de producción es de aproximadamente 5.000 a 10.000㎡, dependiendo de la configuración del equipo y la complejidad del proceso.

El costo de lotes pequeños (1000㎡), principalmente debido a la configuración de la máquina y la asignación de costos fijos.

Calculado exhaustivamente por área (yuanes/㎡), número de capas, diámetro del orificio, etc. La tarifa de procesamiento para una placa de microvía de 0,1 mm y 8 capas típica es de aproximadamente 2000 a 3000 yuanes/㎡.

A través de la optimización del diseño DFM, la relajación de los requisitos de tolerancia bajo la premisa de cumplir con el rendimiento puede reducir los costos en más de un 15%.

La inversión en un equipo de línea de producción completa es de aproximadamente 10 a 20 millones de yuanes, incluidas máquinas de perforación láser, líneas de galvanoplastia, laminadores, etc.

Desarrollando diámetros de orificios más pequeños (20 capas), menor pérdida y empaquetado integrado.

Es necesario lograr diámetros de orificios de interconexión verticales

Se utiliza para la optimización de parámetros de proceso y la detección inteligente de defectos, lo que puede aumentar el rendimiento en un 5-10% y la eficiencia de detección en un 30%.

Se ha logrado la fabricación en laboratorio de diámetros de orificios de 10 μm, pero la producción en masa enfrenta desafíos en cuanto a materiales, equipos y costos.

Consiga una conexión perfecta entre chips y PCB a través de una interconexión de alta densidad, acorte las rutas de transmisión de señales y mejore el rendimiento del sistema.

Utilizar materiales y procesos respetuosos con el medio ambiente, con contenidos de metales pesados ​​en los vertidos de aguas residuales

Requiere materiales con constante dieléctrica baja (Dk

Es necesario resolver los problemas de agrietamiento de la pared del orificio y desprendimiento de la capa de cobre durante el doblado, con un radio de curvatura ≥3 mm.

Consiga una monitorización completa del proceso y una producción automatizada a través de fábricas digitales, con una eficiencia de producción aumentada en más del 50%.

Requiere una interconexión con pérdida extremadamente baja y alta estabilidad, con diámetros de orificios y anchos de línea controlados a nivel submicrónico para garantizar la transmisión de señales cuánticas.

Se utilizan placas HDI de 6 a 10 capas con un diámetro de orificio de 0,075 mm para lograr una integración de alta densidad de chips, cámaras, etc., lo que representa entre el 30 y el 40 % del costo de la placa base del teléfono móvil.

Requiere placas de baja pérdida (Df＜0,003), soporte de bandas de frecuencia superiores a 28 GHz y densidad de disipación de calor ≥15 vías/cm².

Es necesario cumplir con la interconexión de alta velocidad de múltiples procesadores, utilizar tecnología de perforación posterior para eliminar stubs y un retraso de transmisión de señal

Pasa la certificación AEC-Q100, rango de resistencia de temperatura -40℃~125℃ y pasa la prueba de niebla salina de 1000 horas.