PCB מיקרו נקבובי

מעגל מודפס (PCB) המיוצר בטכנולוגיית איכול לייזר או פלזמה עם קוטר חור קטן מ-0.15 מ"מ (התעשייה משתמשת בדרך כלל ב-0.1 מ"מ כסטנדרט), המשמש לחיבור בצפיפות גבוהה.

קוטר החור קטן ביותר מ-50% מזה של מעגלים מודפסים רגילים, רוחב/מרווח הקו יכול להגיע ל-30 מיקרומטר/30 מיקרומטר, צפיפות החיווט גדלה פי 2-3, והוא מתאים להעברת אותות בתדר גבוה ובמהירות גבוהה.

לפי התהליך, הם מחולקים ל-vias עיוורים (הולכה חד-צדדית), vias קבורים (הולכה פנימית), ו-vias דרך (דרך כל הלוח). טווח קוטר ה-vias העיוורים הנפוץ הוא 50-100 מיקרומטר.

נמצא בשימוש נרחב בתרחישי אינטגרציה בצפיפות גבוהה כגון סמארטפונים (המהווים יותר מ-60%), תחנות בסיס 5G, לוחות אם לשרתים ואריזות שבבי בינה מלאכותית.

הוא צץ לאחר בגרות טכנולוגיית קידוח הלייזר בשנות ה-90. התהליך המרכזי הנוכחי יכול להשיג קוטר חור של 30 מיקרון, וקוטר החור המינימלי הרשומה הוא 15 מיקרון.

קוטר החור המינימלי לייצור המוני תעשייתי יכול להגיע ל-50 מיקרון, ומגבלת המעבדה היא 15 מיקרון, אך העלות עולה באופן אקספוננציאלי עם הקטנת קוטר החור.

באופן כללי, יחס הממדים אינו עולה על 1:1, ותהליכים מיוחדים יכולים להגיע ל-1:0.8. יחס גובה-רוחב גבוה מדי עלול לגרום למילוי אלקטרוליטי לקוי.

המרווח המינימלי המומלץ הוא ≥80 מיקרומטר כדי להבטיח את שלמות שכבת ציפוי הנחושת אלקטרולס ולהפחית את הסיכון לקצרים חשמליים.

מומלץ להשתמש בערימה לסירוגין של לוחות ליבה וקדם-פרגים, כאשר עובי הדיאלקטרי הבין-שכבתי נשלט על 50-75 מיקרומטר כדי להבטיח איכות העברת האות.

יש לשים לב לקיבול הטפילי של החור (ערך טיפוסי

עבור BGA עם פאן-אאוט, עדיף עיצוב ויה עיוור. כל פד מתאים ל-1-2 מיקרו-ויא, ורוחב קו המאפיין-אאוט אינו פחות מ-40 מיקרומטר.

מימוש חיבור רב-נקודתי בין מישורי חשמל/ארקה באמצעות מיקרו-ויאס, עם מרווח של ≤5 מ"מ, כדי להפחית את העכבה בין המישורים.

הגדל את צפיפות ויא פיזור החום (מומלץ ≥10 ויא/סמ"ר), עם קוטר חור ≥80 מיקרומטר, כדי לשפר את יעילות הולכת החום.

פתח מסכת ההלחמה צריך להיות גדול ב-20-30 מיקרומטר מקוטר החור בכל צד כדי למנוע מדיו מסכת ההלחמה לחסום את החור.

אימצו תהליך בנייה כדי להגדיל את מספר שכבות החיווט, והשתמשו במעברים עיוורים וקבורים במקום במעברים, מה שיכול להגדיל את צפיפות החיווט ביותר מ-30%.

כולל קידוח לייזר (CO₂, לייזר UV), איכול פלזמה וקידוח מכני (מתאים רק לקוטר חורים גדול יותר), כאשר קידוח לייזר מהווה יותר מ-80%.

לייזר CO₂ מתאים לקוטר חורים של 0.075-0.15 מ"מ בעלות נמוכה; לייזר UV יכול לעבד מיקרו-ויאס

מהירות הקידוח של לייזר CO₂ היא כ-5,000-10,000 חורים לדקה, ושל לייזר UV היא כ-2,000-5,000 חורים לדקה.

דיוק המיקום של קידוח לייזר הוא ±25 מיקרומטר, של קידוח מכני הוא ±50 מיקרומטר, ולייזר UV יכול להשיג דיוק גבוה של ±15 מיקרומטר.

קידוח לייזר בסיוע חנקן יכול לשלוט בגובה הקרשים בטווח של 5 מיקרון, או שניתן להשתמש בהסרת מריחה בפלזמה.

נדרש תהליך ציפוי אלקטרוליטי דרך חורים, כאשר עובי ציפוי הנחושת נשלט על 25-35 מיקרומטר, ואחידות עובי הנחושת בחור ≥85%.

יש להניח שכבת נחושת בעובי 0.3-0.5 מיקרומטר על דופן חור הבידוד כדי ליצור בסיס מוליך. יש לשלוט בריכוז יוני הפלדיום בתמיסת ההפעלה על 2-5 ppm.

טמפרטורת הלמינציה היא 180-210 ℃, הלחץ הוא 300-500psi, וקצב החימום הוא 1-2 ℃/דקה כדי להבטיח ריפוי אחיד של השכבה הדיאלקטרית.

דרגת הוואקום צריכה להיות מתחת ל-95kPa-. יש לשפר את ה-prepreg לשלב B לפני הלמינציה, וניתן להפחית את שיעור פגמי הבועות מתחת ל-0.5%.

הנפוצים שבהם כוללים זהב טבילה (עובי 0.05-0.1 מיקרומטר), OSP (עובי שכבה 0.2-0.5 מיקרומטר) וכסף טבילה (0.1-0.3 מיקרומטר). לזהב טבילה יש את האמינות הגבוהה ביותר.

יש צורך לשלוט בצמיגות הדיו ב-80-120 פסקול לשנייה ולהשתמש בתהליך אטימה בוואקום כדי למנוע שאריות דיו בחורים, עם שיעור חסימת חורים של ≤1%.

חיתוך בלייזר משמש כאשר דרישת דיוק הצורה היא

כולל קירות חורים מחוספסים (חספוס Ra >1.5μm), חללים בחורים (יחס חללים >5%), סטיית חורים (>±30μm) וכו'.

ניקוי פלזמה משמש להסרת שאריות קידוח, כך שחספוס פני השטח Ra של דופן החור ≤1.0 מיקרומטר.

התשואה הכוללת בתהליכים בוגרים היא כ-85-92%. ככל שקוטר החור קטן יותר, כך התשואה נמוכה יותר. התשואה של מיקרו-ויאס של 50 מיקרומטר היא כ-80%.

כולל FR-4 (קבוע דיאלקטרי 4.2-4.5), לוחות במהירות גבוהה (כגון Rogers 4350B, Dk=3.66), שרף BT וכו'.

ללוחות במהירות גבוהה יש אובדן טנגנס נמוך יותר (Df

משמש להדבקה בין שכבות, כאשר תכולת הדבק נשלטת על 40-50% והנזילות על 20-30% כדי להבטיח את אחידות הדיאלקטרי לאחר הלמינציה.

עבור השכבה הפנימית, מומלץ להשתמש בנייר נחושת בעובי 18 מיקרון או 35 מיקרון. עבור השכבה החיצונית, ניתן להשתמש בנייר נחושת בעובי 18 מיקרון כדי להפחית את אובדן האות. לוחות HDI משתמשים לעתים קרובות בנייר נחושת דק במיוחד בעובי 9 מיקרון.

זה צריך לעמוד בדרישות עמידות בטמפרטורה (ללא קילוף ב-260℃/10 שניות), התנגדות בידוד (>10^12Ω) והידבקות (רמת בדיקת חיתוך צולב 0).

מומלץ להשתמש בנייר נחושת RTF (טיפול הפוך) עם חספוס Ra

העדיפו חומרים בעלי קבוע דיאלקטרי נמוך (Dk

עליהם לעמוד בהנחיית RoHS 2.0, כאשר תכולת הלוגן (כלור + ברום) היא

חומר הבסיס FR-4 הוא בעל העלות הנמוכה ביותר. לוחות מהירים עולים פי 3-5 מ-FR-4, ושרף BT נמצא באמצע.

יש לאחסן את חומר הבסיס בטמפרטורה מתחת ל-25 מעלות צלזיוס ולחות של פחות מ-60%. יש להקפיא את הפרפרג ב-18 מעלות צלזיוס- עם תקופת תוקף של 6-12 חודשים.

כולל בדיקה ויזואלית, מדידת קוטר חור, בדיקת עובי נחושת חור, בדיקת עכבה וניתוח חתך רוחב.

השתמשו במכשיר מדידה דו-ממדי (דיוק ±1 מיקרומטר) או במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM). ניתן להשתמש בבדיקה אופטית אוטומטית (AOI) לגילוי קבוצות.

תקני IPC דורשים שעובי הנחושת בחור יהיה ≥20 מיקרומטר, והיחס בין עובי הנחושת הממוצע לעובי הנחושת המינימלי יהיה ≤1.5, כפי שזוהה בשיטת חתך רוחב מטלוגרפית.

השתמשו במנתח רשת עם טווח תדרי בדיקה של 1-10GHz, ויש לשלוט על סטיית העכבה בטווח של ±10%.

הוא יכול לצפות חזותית באיכות דופן החור, בעובי שכבת הנחושת ובמצב הקשר בין השכבות, עם דיוק חיתוך של ±5 מיקרומטר.

כולל בדיקת מאמץ תרמי (260℃/10 פעמים), בדיקת מתח עמידה (500V DC/דקה אחת) ובדיקת מחזור טמפרטורה-לחות (-40℃~85℃).

יש לבדוק האם דופן החור נסדקה לאחר בדיקת הלם תרמי (288℃/10 פעמים), ואורך סדק

השתמשו ב-SEM כדי להתבונן במיקרו-מבנה, בספקטרוסקופיית פיזור אנרגיה (EDS) כדי לזהות את הרכב היסודות, ובקרני רנטגן כדי לזהות פגמים פנימיים.

אופטימיזציה של תהליך הציפוי האלקטרוכימי כדי להפחית חללים בחורים, לחזק את ההידבקות של שכבת מסיכת ההלחמה ולמנוע נדידה אלקטרוכימית הנגרמת על ידי גורמים סביבתיים.

בתנאי שימוש רגילים, הוא יכול להגיע ל-5-10 שנים, וסביבות קשות (טמפרטורה גבוהה, לחות גבוהה) יקצרו אותו ל-2-3 שנים.

כולל הדבקת SMT, ריתוך BGA והכנסת רכיבים, עם דרישת דיוק הדבקת SMT של ±50μm.

יש צורך לשלוט בלחץ ההדבקה ב-0.5-1.0 ק"ג/ס"מ"ר כדי למנוע קריסת מיקרו-ויאס מהרכיבים, וטמפרטורת השיא של עקומת תנור ההזרמה מחדש היא 230-245 ℃.

יש צורך לשלוט במדויק במישוריות של כדורי הלחמה (

יש למטב את עובי הדפסת משחת ההלחמה (100-120 מיקרומטר), להשתמש בהלחמת reflow מוגנת חנקן, ותכולת החמצן היא

יש לשלוט על טמפרטורת העיבוד החוזר מתחת ל-260 מעלות צלזיוס, והזמן צריך להיות

מתאים למיקרו-ויאות בקוטר חור של ≥0.3 מ"מ, הדורשות הלחמה כפולה או הלחמה סלקטיבית, עם גובה גל הלחמה של 25-35 מ"מ.

תנו עדיפות למשחת הלחמה נטולת עופרת (סגסוגת SnAgCu) עם נקודת התכה של 217℃, רמת פעילות השטף RMA, ועמידות בידוד שאריות >10^10Ω.

הפחת את תכולת המתכת של משחת ההלחמה ל-90-92%, מיטב את עיצוב פתיחת השבלונה, וניתן להפחית את שיעור הפגמים בחרוזי ההלחמה מתחת ל-0.1%.

השתמשו בחומרי ניקוי על בסיס מים בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס למשך 3-5 דקות כדי להבטיח שריכוז היונים הנותרים יהיה

הגדר את דיוק הגילוי ל-±25μm ואת סף הניגודיות ל-30-50%, מה שיכול לזהות יותר מ-95% מפגמי ההרכבה.

עלויות החומרים מהוות 40-50%, עלויות העיבוד 30-40% ועלויות הבדיקה והאריזה 10-20%.

קוטר חור, מספר שכבות, תהליך טיפול פני השטח, סוג חומר. כל הפחתה של 10 מיקרומטר בקוטר החור המינימלי מגדילה את העלויות ב-15-20%.

אופטימיזציה של העיצוב כדי להפחית את מספר השכבות, להשתמש בחומרים סטנדרטיים ולהגדיל את אצוות הייצור, מה שיכול להפחית עלויות ב-10-30%.

מחזור הייצור עבור תהליכים קונבנציונליים הוא 7-10 ימים, וניתן לצמצם הזמנות דחופות ל-3-5 ימים, אך העלות עולה ב-20-30%.

אימוץ קווי ייצור אוטומטיים, ייעול זרימת התהליך והגדלת שיעור הניצול של ציוד קידוח לייזר ליותר מ-80%.

כושר הייצור החודשי של קו ייצור יחיד הוא כ-5,000-10,000 מ"ר, תלוי בתצורת הציוד ומורכבות התהליך.

העלות של מנות קטנות (1000㎡), בעיקר בשל הגדרת המכונה והקצאת עלויות קבועות.

מחושב באופן מקיף לפי שטח (יואן/㎡), מספר שכבות, קוטר חור וכו'. דמי העיבוד עבור לוח מיקרו-ויה טיפוסי בן 8 שכבות בעובי 0.1 מ"מ הם כ-2000-3000 יואן/㎡.

באמצעות אופטימיזציה של תכנון DFM, הקלה בדרישות הסבילות תחת ההנחה של עמידה בביצועים יכולה להפחית עלויות ביותר מ-15%.

ההשקעה בציוד קו ייצור שלם היא כ-10-20 מיליון יואן, כולל מכונות קידוח לייזר, קווי ציפוי אלקטרוליטי, מכונות למינציה וכו'.

פיתוח לעבר קוטרי חורים קטנים יותר (20 שכבות), הפסדים נמוכים יותר ואריזה משולבת.

יש צורך להשיג קוטר חורי חיבור אנכיים של

משמש לאופטימיזציה של פרמטרי תהליך וזיהוי פגמים חכם, שיכולים להגדיל את התשואה ב-5-10% ואת יעילות הזיהוי ב-30%.

ייצור במעבדה של חורים בקוטר של 10 מיקרון הושג, אך ייצור המוני מתמודד עם אתגרים של חומרים, ציוד ועלויות.

השג חיבור חלק בין שבבים למעגלים מודפסים באמצעות חיבור בצפיפות גבוהה, קצר נתיבי העברת אות ושפר את ביצועי המערכת.

השתמשו בחומרים ותהליכים ידידותיים לסביבה, עם תכולת מתכות כבדות בשפכי שפכים של פחות מ-1ppm וצריכת אנרגיה מופחתת ב-20%.

דורשים חומרים בעלי קבוע דיאלקטרי נמוך (Dk

יש צורך לפתור את בעיות הסדקים בקירות החורים וקילוף שכבת הנחושת במהלך הכיפוף, עם רדיוס כיפוף של ≥3 מ"מ.

השגת ניטור תהליכים מלא וייצור אוטומטי באמצעות מפעלים דיגיטליים, עם יעילות ייצור מוגברת ביותר מ-50%.

דורשים חיבור בעל הפסדים נמוכים במיוחד ויציבות גבוהה, כאשר קוטר חורים ורוחב קווים נשלטים ברמה הסאב-מיקרון כדי להבטיח העברת אות קוונטי.

השתמש בלוחות HDI בעלי 6-10 שכבות בקוטר חור של 0.075 מ"מ כדי להשיג אינטגרציה בצפיפות גבוהה של שבבים, מצלמות וכו', המהווים 30-40% מעלות לוח האם של טלפונים ניידים.

דורשים לוחות בעלי הפסדים נמוכים (Df

צריך לעמוד בדרישות חיבור מהירות של מעבדים מרובים, להשתמש בטכנולוגיית קידוח אחורי כדי למנוע תקלות (stubs), ועיכוב שידור אות

עוברים הסמכת AEC-Q100, עמידים בטמפרטורות -40℃~125℃, ועוברים מבחן ריסוס מלח של 1000 שעות.