Mikropoorne PCB

Trükkplaat (PCB), mis on valmistatud laser- või plasmasöövitustehnoloogia abil ja mille ava läbimõõt on väiksem kui 0,15 mm (tööstuses kasutatakse standardina tavaliselt 0,1 mm) ja mida kasutatakse suure tihedusega ühenduste jaoks.

Augu läbimõõt on tavaliste trükkplaatide omast enam kui 50% väiksem, joone laius/vahe võib ulatuda 30 μm/30 μm-ni, juhtmestiku tihedus suureneb 2-3 korda ning see sobib kõrgsagedusliku ja kiire signaali edastamiseks.

Protsessi järgi jagunevad need pimedateks avadeks (ühepoolne juhtivus), maetud avadeks (sisemine juhtivus) ja läbivateks avadeks (läbi kogu plaadi). Tavalise pimeda ava läbimõõdu vahemik on 50–100 μm.

Laialdaselt kasutatav suure tihedusega integratsioonistsenaariumides, näiteks nutitelefonides (moodustades üle 60%), 5G tugijaamades, serverite emaplaatidel ja tehisintellekti kiipide pakendites.

See tekkis pärast laserpuurimistehnoloogia küpsust 1990. aastatel. Praegune peavooluprotsess suudab saavutada 30 μm augu läbimõõdu ja minimaalne augu läbimõõt on 15 μm.

Tööstusliku masstootmise minimaalne augu läbimõõt võib ulatuda 50 μm-ni ja laboripiirang on 15 μm, kuid maksumus suureneb augu läbimõõdu vähenemisega eksponentsiaalselt.

Üldiselt ei ületa kuvasuhe 1:1 ja eriprotsesside korral võib see ulatuda 1:0,8-ni. Liiga kõrge kuvasuhe põhjustab tõenäoliselt halba galvaniseerimistäidist.

Elektrolüüsita vaskkattekihi terviklikkuse tagamiseks ja lühiste ohu vähendamiseks on soovitatav minimaalne vahekaugus ≥80 μm.

Signaali edastamise kvaliteedi tagamiseks on soovitatav kasutada südamikplaatide ja prepregplaatide vahelduvat virnastamist, kusjuures vahekihi dielektriline paksus on 50–75 μm.

On vaja pöörata tähelepanu augu parasiitsele mahtuvusele (tüüpiline väärtus

BGA väljundi puhul on eelistatud pimevia disain. Iga padi vastab 1-2 mikroviale ja väljundjoone laius on vähemalt 40 μm.

Tasapindade vahelise impedantsi vähendamiseks realiseerige toite-/maandustasandite vahel mikroläbivi-de abil mitmepunktiline ühendus, mille vahekaugus on ≤5 mm.

Soojusjuhtivuse parandamiseks suurendage soojusjuhtivuse avade tihedust (soovitatav ≥10 ava/cm²), ava läbimõõduga ≥80 μm.

Jootemaski ava peaks olema mõlemal küljel 20–30 μm suurem kui augu läbimõõt, et jootemaski tint auku ei blokeeriks.

Juhtmestiku kihtide arvu suurendamiseks kasutage ülesehitusprotsessi ning läbivate avade asemel kasutage pimedaid ja maetud avasid, mis võib suurendada juhtmestiku tihedust enam kui 30%.

Sealhulgas laserpuurimine (CO₂, UV-laser), plasma söövitus ja mehaaniline puurimine (sobib ainult suuremate aukude läbimõõtude jaoks), kusjuures laserpuurimine moodustab üle 80%.

CO₂ laser sobib 0,075–0,15 mm läbimõõduga aukude töötlemiseks ja on odav; UV-laser suudab töödelda mikrovisid läbimõõduga

CO₂-laseri puurimiskiirus on umbes 5000–10 000 auku minutis ja UV-laseril umbes 2000–5000 auku minutis.

Laserpuurimise positsioneerimistäpsus on ±25 μm, mehaanilise puurimise täpsus on ±50 μm ja UV-laseriga on võimalik saavutada kõrge täpsus ±15 μm.

Lämmastikuga laserpuurimine võimaldab reguleerida ebatasasuste kõrgust 5 μm täpsusega või kasutada plasma desmearing'i.

Vajalik on läbiva augu galvaniseerimisprotsessi läbiviimine, kus vase katte paksus on 25–35 μm ja vase paksuse ühtlus augus on ≥85%.

Juhtiva aluse loomiseks kandke isoleeriva augu seinale 0,3–0,5 μm vasekiht. Pallaadiumiioonide kontsentratsiooni aktiveerimislahuses tuleb kontrollida vahemikus 2–5 ppm.

Lamineerimistemperatuur on 180–210 ℃, rõhk 300–500 psi ja kuumutamiskiirus 1–2 ℃/min, et tagada dielektrilise kihi ühtlane kõvenemine.

Vaakumi rõhk peab olema alla -95 kPa. Enne lamineerimist tuleb prepreg eelnevalt B-astmeni kõvendada, nii saab mullide defektide määra vähendada alla 0,5%.

Levinumad on immersioonikuld (paksus 0,05–0,1 μm), OSP (kile paksus 0,2–0,5 μm) ja immersioonihõbe (0,1–0,3 μm). Immersioonikullal on kõrgeim töökindlus.

Tindi viskoossust on vaja kontrollida vahemikus 80–120 Pa·s ja kasutada vaakumkorgimisprotsessi, et vältida tindijääke aukudesse, kusjuures aukude ummistumise määr on ≤1%.

Laserlõikust kasutatakse siis, kui kuju täpsuse nõue on

Sealhulgas karedad augu seinad (karedus Ra >1,5 μm), aukudes olevad tühimikud (tühisuse suhe >5%), augu hälve (>±30 μm) jne.

Plasmapuhastust kasutatakse puurimisjääkide eemaldamiseks, nii et augu seina pinna karedus Ra on ≤1,0 μm.

Küpsete protsesside puhul on kogusaagis umbes 85–92%. Mida väiksem on augu läbimõõt, seda madalam on saagis. 50 μm mikroviade saagis on umbes 80%.

Sealhulgas FR-4 (dielektriline konstant 4,2–4,5), kiired plaadid (näiteks Rogers 4350B, Dk=3,66), BT vaik jne.

Kiiretel plaatidel on madalam kadude tangens (Df

Kasutatakse kihtidevaheliseks liimimiseks, kusjuures liimisisaldus on kontrollitud 40–50% ja voolavus 20–30% vahel, et tagada dielektriku ühtlus pärast lamineerimist.

Sisemise kihi jaoks on soovitatav 18 μm või 35 μm vaskfoolium. Välimise kihi jaoks võib signaali kadude vähendamiseks kasutada 18 μm. HDI-plaatides kasutatakse sageli 9 μm üliõhukest vaskfooliumi.

See peab vastama temperatuurikindlusele (mitte kooruda temperatuuril 260 ℃/10 s), isolatsioonitakistusele (> 10^12 Ω) ja adhesioonile (ristlõikekatse tase 0).

Signaali ülekandekao vähendamiseks on soovitatav kasutada RTF (pöördtöötlusega) vaskfooliumi karedusega Ra

Eelistage madala dielektrilise konstandiga (Dk

Need peavad vastama RoHS 2.0 direktiivile, mille kohaselt halogeenide (kloor + broom) sisaldus on

FR-4 baasmaterjalil on kõige madalam hind. Kiired plaadid maksavad 3–5 korda rohkem kui FR-4 ja BT vaik jääb nende kahe vahele.

Alusmaterjali tuleb hoida temperatuuril alla 25 ℃ ja õhuniiskuses

Sealhulgas visuaalne kontroll, augu läbimõõdu mõõtmine, augu vase paksuse test, impedantsi test ja ristlõike analüüs.

Kasutage kahemõõtmelist kujutise mõõtmise instrumenti (täpsus ±1 μm) või skaneerivat elektronmikroskoopi (SEM). Partiide tuvastamiseks saab kasutada automaatset optilist kontrolli (AOI).

IPC standardid nõuavad, et augu vase paksus oleks ≥20 μm ja keskmise vase paksuse ja minimaalse vase paksuse suhe oleks ≤1,5, mis määratakse metallograafilise ristlõikemeetodi abil.

Kasutage võrguanalüsaatorit, mille testsagedusvahemik on 1–10 GHz, ja impedantsi hälvet tuleks kontrollida ±10% piires.

See suudab visuaalselt jälgida augu seina kvaliteeti, vasekihi paksust ja vahekihtide liimimise tingimusi viilutamise täpsusega ±5 μm.

Sealhulgas termiline koormustest (260 ℃ / 10 korda), taluvuspingetest (500 V alalisvool / 1 minut) ja temperatuuri-niiskuse tsüklitest (-40 ℃ ~ 85 ℃).

Pärast termilise löögi testi (288 ℃ / 10 korda) jälgige, kas augu sein praguneb ja kas prao pikkus

Mikrostruktuuri uurimiseks kasutage SEM-i, elementide koostise määramiseks energiadispersioonispektroskoopiat (EDS) ja sisemiste defektide tuvastamiseks röntgenikiirgust.

Optimeerige galvaniseerimisprotsessi, et vähendada aukudes olevaid tühimikke, tugevdada jootemaski kihi adhesiooni ja vältida keskkonnategurite põhjustatud elektrokeemilist migratsiooni.

Tavapärastes kasutustingimustes võib see ulatuda 5–10 aastani ja karmides tingimustes (kõrge temperatuur, kõrge õhuniiskus) lühendab see 2–3 aastani.

Sealhulgas SMT kleepimine, BGA keevitamine ja komponentide sisestamine, SMT kleepimise täpsusnõudega ±50 μm.

Komponentide mikroavade kokkuvarisemise vältimiseks on vaja kontrollida kleepimisrõhku vahemikus 0,5–1,0 kg/cm² ja tagasivooluahju kõvera tipptemperatuur on 230–245 ℃.

Jootepallide tasapinnalisust on vaja täpselt kontrollida (

Optimeerige jootepasta printimise paksust (100–120 μm), kasutage lämmastikuga kaitstud reflow-jootet ja hapnikusisaldus on

Ümbertöötlemistemperatuuri tuleks reguleerida alla 260 ℃ ja aeg peaks olema

Sobib mikroviade jaoks, mille ava läbimõõt on ≥0,3 mm ja mis vajavad kahelaine- või selektiivlaine-jootmist, jootelaine kõrgusega 25–35 mm.

Eelistage pliivaba jootepastat (SnAgCu sulam), mille sulamistemperatuur on 217 ℃, voolu aktiivsuse tase RMA ja jääkisolatsioonitakistus >10^10Ω.

Vähendage jootepasta metallisisaldust 90–92%-ni, optimeerige šablooni ava kujundust ja jootetera defektide määra saab vähendada alla 0,1%.

Kasutage veepõhiseid puhastusvahendeid temperatuuril 50–60 ℃ 3–5 minutit, et tagada jääkioonide kontsentratsiooni langus alla 1,5 μg/cm².

Määrake tuvastustäpsus ±25 μm-ni ja kontrasti lävi 30–50%-ni, mis suudab tuvastada üle 95% montaažidefektidest.

Materjalikulud moodustavad 40–50%, töötlemiskulud 30–40% ning kontrolli- ja pakendamiskulud 10–20%.

Augu läbimõõt, kihtide arv, pinnatöötlusprotsess, materjali tüüp. Iga 10 μm vähenemine augu minimaalses läbimõõdus suurendab kulusid 15–20%.

Optimeerige disaini, et vähendada kihtide arvu, kasutada standardiseeritud materjale ja suurendada tootmispartiisid, mis võib kulusid vähendada 10–30%.

Tavapäraste protsesside tootmistsükkel on 7–10 päeva ja kiireloomuliste tellimuste puhul saab aja kokku lühendada 3–5 päevani, kuid maksumus suureneb 20–30%.

Võtke kasutusele automatiseeritud tootmisliinid, optimeerige protsessivooge ja suurendage laserpuurimisseadmete kasutusmäära üle 80%.

Ühe tootmisliini igakuine tootmisvõimsus on umbes 5000–10 000 ㎡, olenevalt seadmete konfiguratsioonist ja protsessi keerukusest.

Väikeste partiide (1000㎡) maksumus, peamiselt masina seadistamise ja fikseeritud kulude jaotuse tõttu.

Arvutatakse põhjalikult pindala (jüaani/㎡), kihtide arvu, augu läbimõõdu jne järgi. Tüüpilise 8-kihilise 0,1 mm mikrovia-plaadi töötlemistasu on umbes 2000–3000 jüaani/㎡.

DFM-i disaini optimeerimise abil saab tolerantsinõuete leevendamine tulemuslikkuse saavutamise eeldusel kulusid vähendada enam kui 15%.

Investeering terviklikku tootmisliini seadmetesse on umbes 10–20 miljonit jüaani, sealhulgas laserpuurmasinad, galvaniseerimisliinid, laminaatorid jne.

Areng väiksemate augu läbimõõtude ( 20 kihti), väiksemate kadude ja integreeritud pakendite suunas.

Kiibi virnastamise nõuete täitmiseks on vaja saavutada vertikaalsete ühendusavade läbimõõt

Kasutatakse protsessiparameetrite optimeerimiseks ja intelligentseks defektide tuvastamiseks, mis võib suurendada saagikust 5–10% ja tuvastamise efektiivsust 30%.

10 μm läbimõõduga aukude laboratootmine on küll saavutatud, kuid masstootmine seisab silmitsi materjalide, seadmete ja kuludega seotud väljakutsetega.

Saavuta kiipide ja trükkplaatide sujuv ühendus suure tihedusega ühenduste abil, lühenda signaaliülekande teid ja paranda süsteemi jõudlust.

Kasutada keskkonnasõbralikke materjale ja protsesse, mille puhul reovee raskmetallide sisaldus on

Nõutav on madal dielektriline konstant (Dk

Painutusraadiusega ≥3 mm on vaja lahendada aukude seina pragunemise ja vaskkihi koorumise probleemid painutamise ajal.

Saavutada digitaalsete tehaste kaudu täielik protsesside jälgimine ja automatiseeritud tootmine, mille tulemusel tootmise efektiivsus suureneb enam kui 50%.

Nõuab äärmiselt väikese kaduga ja suure stabiilsusega ühendust, kusjuures aukude läbimõõte ja joone laiust kontrollitakse submikronilisel tasemel, et tagada kvantsignaali edastamine.

Kiipide, kaamerate jms suure tihedusega integreerimiseks kasutage 6-10-kihilisi HDI-plaate, mille ava läbimõõt on 0,075 mm, mis moodustab 30-40% mobiiltelefoni emaplaadi maksumusest.

Nõutavad on madala kadudega plaadid (Df

Vajadus rahuldada mitme protsessori kiiret ühendamist, kasutada tagurpidi puurimise tehnoloogiat tüvede kõrvaldamiseks ja signaali edastamise viivitust

Läbib AEC-Q100 sertifikaadi, temperatuuritaluvusvahemik -40 ℃ ~ 125 ℃ ja 1000-tunnise soolalahuse pihustustesti.