PCB microporosa

Unha placa de circuíto impreso (PCB) fabricada mediante tecnoloxía de gravado láser ou plasma cun diámetro de orificio inferior a 0,15 mm (a industria normalmente usa 0,1 mm como estándar), utilizada para a interconexión de alta densidade.

O diámetro do burato é máis dun 50 % menor que o das placas de circuíto impreso ordinarias, o ancho/espazado da liña pode alcanzar os 30 μm/30 μm, a densidade de cableado aumenta de 2 a 3 veces e é axeitado para a transmisión de sinais de alta frecuencia e alta velocidade.

Segundo o proceso, divídense en vías cegas (condución unilateral), vías soterradas (condución interna) e vías pasantes (a través de toda a placa). O rango de diámetro común das vías cegas é de 50 a 100 μm.

Amplamente utilizado en escenarios de integración de alta densidade como teléfonos intelixentes (que representan máis do 60%), estacións base 5G, placas base de servidores e empaquetado de chips de IA.

Xurdiu despois da madurez da tecnoloxía de perforación láser na década de 1990. O proceso principal actual pode acadar un diámetro de orificio de 30 μm, e o rexistro mínimo de diámetro de orificio é de 15 μm.

O diámetro mínimo do orificio para a produción industrial en masa pode chegar aos 50 μm, e o límite de laboratorio é de 15 μm, pero o custo aumenta exponencialmente coa diminución do diámetro do orificio.

Xeralmente, a relación de aspecto non supera 1:1 e os procesos especiais poden chegar a 1:0,8. Unha relación de aspecto demasiado alta pode provocar un recheo deficiente da galvanoplastia.

A separación mínima recomendada é ≥80 μm para garantir a integridade da capa de cobre electrolítico e reducir o risco de curtocircuítos.

Recoméndase usar un apilamento alternado de placas base e preimpregnados, co grosor dieléctrico da capa intermedia controlado entre 50 e 75 μm para garantir a calidade da transmisión do sinal.

É necesario prestar atención á capacitancia parasitaria do burato (valor típico

Para o abano de BGA, prefírese o deseño de vías cegas. Cada pad corresponde a 1-2 microvías e o ancho da liña de abano non é inferior a 40 μm.

Realizar unha conexión multipunto entre os planos de alimentación/terra mediante microvías, cun espazamento ≤5 mm, para reducir a impedancia entre os planos.

Aumentar a densidade das vías de disipación de calor (recomendado ≥10 vías/cm²), cun diámetro de orificio ≥80 μm, para mellorar a eficiencia da condución de calor.

A abertura da máscara de soldadura debe ser de 20 a 30 μm maior que o diámetro do orificio de cada lado para evitar que a tinta da máscara de soldadura bloquee o orificio.

Adopte un proceso de acumulación para aumentar o número de capas de cableado e use vías cegas e soterradas en lugar de vías pasantes, o que pode aumentar a densidade de cableado en máis dun 30 %.

Incluíndo a perforación láser (CO₂, láser UV), o gravado con plasma e a perforación mecánica (só axeitada para diámetros de orificios maiores), sendo a perforación láser a responsable de máis do 80 %.

O láser de CO₂ é axeitado para diámetros de orificios de 0,075-0,15 mm a baixo custo; o láser UV pode procesar microvías

A velocidade de perforación do láser de CO₂ é duns 5.000-10.000 buratos por minuto e a do láser UV é duns 2.000-5.000 buratos por minuto.

A precisión de posicionamento da perforación láser é de ±25 μm, a da perforación mecánica é de ±50 μm e o láser UV pode alcanzar unha alta precisión de ±15 μm.

A perforación láser asistida por nitróxeno pode controlar a altura da rebaba con precisión de 5 μm ou pódese usar a desmanchado por plasma.

Requírese un proceso de galvanoplastia por orificio pasante, cun grosor de cobre controlado de 25-35 μm e unha uniformidade do grosor do cobre no orificio ≥85 %.

Depositar unha capa de cobre de 0,3-0,5 μm na parede do orificio illante para proporcionar unha base condutora. A concentración de ións de paladio na solución de activación debe controlarse a 2-5 ppm.

A temperatura de laminación é de 180-210 ℃, a presión é de 300-500 psi e a velocidade de quecemento é de 1-2 ℃/minuto para garantir un curado uniforme da capa dieléctrica.

O grao de baleiro debe ser inferior a -95 kPa. Precura o preimpregnado ata a fase B antes da laminación e a taxa de defectos de burbullas pode reducirse a menos do 0,5 %.

Entre os máis habituais están o ouro de inmersión (grosor de 0,05-0,1 μm), o OSP (grosor da película de 0,2-0,5 μm) e a prata de inmersión (0,1-0,3 μm). O ouro de inmersión ten a maior fiabilidade.

É necesario controlar a viscosidade da tinta a 80-120 Pa・s e ​​usar un proceso de taponamento ao baleiro para evitar residuos de tinta nos orificios, cunha taxa de bloqueo de orificios ≤1 %.

O corte por láser úsase cando o requisito de precisión da forma é

Incluíndo paredes rugosas do orificio (rugosidade Ra > 1,5 μm), ocos nos orificios (taxa de ocos > 5 %), desviación do orificio (> ± 30 μm), etc.

A limpeza por plasma úsase para eliminar os residuos de perforación, de xeito que a rugosidade superficial Ra da parede do burato sexa ≤1,0 μm.

O rendemento global en procesos maduros é de aproximadamente 85-92 %. Canto menor sexa o diámetro do orificio, menor será o rendemento. O rendemento das microvías de 50 μm é de aproximadamente 80 %.

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

As placas de alta velocidade teñen unha tanxente de perda máis baixa (Df

Úsase para a unión entre capas, cun contido de cola controlado entre o 40 e o 50 % e unha fluidez entre o 20 e o 30 % para garantir a uniformidade do dieléctrico despois da laminación.

Para a capa interior, recoméndase unha lámina de cobre de 18 μm ou 35 μm. Para a capa exterior, pódese usar 18 μm para reducir a perda de sinal. As placas HDI adoitan usar lámina de cobre ultrafina de 9 μm.

Debe cumprir a resistencia á temperatura (sen peladura a 260 ℃/10 s), a resistencia ao illamento (> 10^12 Ω) e a adhesión (nivel de proba de corte transversal 0).

Recoméndase usar lámina de cobre RTF (tratamento inverso) cunha rugosidade Ra

Prefire materiais con baixa constante dieléctrica (Dk

Deben cumprir coa directiva RoHS 2.0, cun contido de halóxenos (cloro + bromo)

O material base FR-4 ten o menor custo. As placas de alta velocidade custan de 3 a 5 veces máis que as FR-4, e a resina BT está no medio.

O material base debe almacenarse a menos de 25 ℃ e cunha humidade

Incluíndo inspección visual, medición do diámetro do orificio, proba do grosor do cobre do orificio, proba de impedancia e análise da sección transversal.

Empregar un instrumento de medición de imaxes bidimensionais (precisión ±1 μm) ou un microscopio electrónico de varrido (SEM). A inspección óptica automática (AOI) pódese empregar para a detección de lotes.

As normas IPC requiren que o grosor do cobre no orificio sexa ≥20 μm e que a relación entre o grosor medio do cobre e o grosor mínimo do cobre sexa ≤1,5, detectado mediante o método de sección transversal metalográfica.

Empregue un analizador de redes cun rango de frecuencia de proba de 1 a 10 GHz e a desviación da impedancia debe controlarse dentro de ±10 %.

Pode observar visualmente a calidade da parede do burato, o grosor da capa de cobre e a condición de unión entre capas, cunha precisión de corte de ±5 μm.

Incluíndo proba de tensión térmica (260 ℃/10 veces), proba de tensión de resistencia (500 V CC/1 minuto) e proba de ciclo de temperatura-humidade (-40 ℃~85 ℃).

Observe se a parede do burato se racha despois da proba de choque térmico (288 ℃/10 veces) e se unha lonxitude de rachadura

Emprega a microscopía electrónica de varrido (SEM) para observar a microestrutura, a espectroscopia de dispersión de enerxía (EDS) para detectar a composición elemental e os raios X para detectar defectos internos.

Optimizar o proceso de galvanoplastia para reducir os ocos nos orificios, fortalecer a adhesión da capa de máscara de soldadura e evitar a migración electroquímica causada por factores ambientais.

En condicións de uso normais, pode alcanzar os 5-10 anos e en ambientes agresivos (alta temperatura, alta humidade) acurtarano a 2-3 anos.

Incluíndo pegado SMT, soldadura BGA e inserción de compoñentes, cun requisito de precisión de pegado SMT de ±50 μm.

É necesario controlar a presión de encolado a 0,5-1,0 kg/cm² para evitar que os compoñentes colapsen as microvías, e a temperatura máxima da curva do forno de refluxo é de 230-245 ℃.

É necesario controlar con precisión a coplanaridade das bólas de soldadura (

Optimice o grosor de impresión da pasta de soldador (100-120 μm), use soldadura por refluxo protexida con nitróxeno e o contido de osíxeno é

A temperatura de retraballo debe controlarse por debaixo de 260 ℃ e o tempo debe ser

Adecuado para microvías cun diámetro de orificio ≥0,3 mm, que requiren soldadura de dobre onda ou soldadura de onda selectiva, cunha altura de onda de soldadura de 25-35 mm.

Dé prioridade á pasta de soldador sen chumbo (aliaxe SnAgCu) cun punto de fusión de 217 ℃, nivel de actividade de fluxo RMA e resistencia de illamento residual >10^10Ω.

Reduce o contido de metal da pasta de soldadura a un 90-92 %, optimiza o deseño da abertura do estarcido e a taxa de defectos do cordón de soldadura pódese reducir a menos do 0,1 %.

Empregar produtos de limpeza a base de auga a unha temperatura de 50-60 ℃ durante 3-5 minutos para garantir que a concentración de ións residuais sexa

Axuste a precisión de detección en ±25 μm e o limiar de contraste en 30-50 %, o que pode detectar máis do 95 % dos defectos de montaxe.

Os custos dos materiais representan o 40-50 %, os custos de procesamento o 30-40 % e os custos de inspección e embalaxe o 10-20 %.

Diámetro do orificio, número de capas, proceso de tratamento superficial, tipo de material. Cada redución de 10 μm no diámetro mínimo do orificio aumenta os custos entre un 15 e un 20 %.

Optimizar o deseño para reducir o número de capas, usar materiais estandarizados e aumentar os lotes de produción, o que pode reducir os custos entre un 10 e un 30 %.

O ciclo de produción para os procesos convencionais é de 7 a 10 días, e os pedidos urxentes pódense comprimir a 3-5 días, pero o custo aumenta entre un 20 e un 30 %.

Adoptar liñas de produción automatizadas, optimizar os fluxos de procesos e aumentar a taxa de utilización dos equipos de perforación láser a máis do 80 %.

A capacidade de produción mensual dunha única liña de produción é duns 5.000-10.000 m², dependendo da configuración do equipo e da complexidade do proceso.

O custo dos lotes pequenos (1000㎡), principalmente debido á configuración da máquina e á asignación de custos fixos.

Calculado exhaustivamente por área (yuan/㎡), número de capas, diámetro do burato, etc. A taxa de procesamento dunha placa microvia típica de 8 capas e 0,1 mm é duns 2000-3000 yuan/㎡.

Mediante a optimización do deseño DFM, a relaxación dos requisitos de tolerancia baixo a premisa de cumprir co rendemento pode reducir os custos en máis dun 15 %.

O investimento nun equipo completo da liña de produción é duns 10-20 millóns de yuans, incluíndo máquinas de perforación láser, liñas de galvanoplastia, laminadoras, etc.

Desenvolvemento cara a diámetros de orificios máis pequenos (20 capas), menor perda e empaquetamento integrado.

É necesario conseguir diámetros de orificios de interconexión vertical

Úsase para a optimización dos parámetros do proceso e a detección intelixente de defectos, o que pode aumentar o rendemento entre un 5 e un 10 % e a eficiencia da detección nun 30 %.

Conseguíuse a fabricación en laboratorio de orificios de 10 μm de diámetro, pero a produción en masa enfronta desafíos en canto a materiais, equipos e custos.

Conseguir unha conexión sen fisuras entre chips e PCB mediante unha interconexión de alta densidade, acurtar as rutas de transmisión de sinal e mellorar o rendemento do sistema.

Empregar materiais e procesos respectuosos co medio ambiente, cun contido de metais pesados ​​na descarga de augas residuais

Requiren materiais de baixa constante dieléctrica (Dk

É necesario resolver os problemas de fendas na parede do burato e descamación da capa de cobre durante a flexión, cun radio de flexión ≥3 mm.

Lograr a monitorización completa dos procesos e a produción automatizada a través de fábricas dixitais, cun aumento da eficiencia da produción en máis do 50 %.

Requiren unha interconexión de perdas extremadamente baixas e alta estabilidade, con diámetros de buratos e anchos de liña controlados a nivel submicrónico para garantir a transmisión do sinal cuántico.

Usa placas HDI de 6-10 capas cun diámetro de orificio de 0,075 mm para lograr unha integración de alta densidade de chips, cámaras, etc., o que representa entre o 30 e o 40 % do custo da placa base do teléfono móbil.

Requiren placas de baixa perda (Df

Necesidade de cumprir coa interconexión de alta velocidade de varios procesadores, usar tecnoloxía de retroperforación para eliminar os stubs e un atraso de transmisión do sinal

Supera a certificación AEC-Q100, o rango de resistencia á temperatura -40 ℃ ~ 125 ℃ e supera a proba de pulverización de sal de 1000 horas.