მიკროფოროვანი PCB

ლაზერული ან პლაზმური გრავირების ტექნოლოგიით დამზადებული დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა (PCB), რომლის ხვრელის დიამეტრი 0.15 მმ-ზე ნაკლებია (ინდუსტრია, როგორც წესი, 0.1 მმ-ს იყენებს სტანდარტად) და გამოიყენება მაღალი სიმკვრივის ურთიერთდაკავშირებისთვის.

ხვრელის დიამეტრი 50%-ით ნაკლებია ჩვეულებრივ დაბეჭდილ დაფებთან შედარებით, ხაზის სიგანე/დაშორება შეიძლება მიაღწიოს 30μm/30μm-ს, გაყვანილობის სიმკვრივე გაზრდილია 2-3-ჯერ და ის შესაფერისია მაღალი სიხშირის და მაღალსიჩქარიანი სიგნალის გადაცემისთვის.

პროცესის მიხედვით, ისინი იყოფა ბრმა გამტარი არხებად (ცალმხრივი გამტარობა), დამარხულ გამტარ არხებად (შიდა გამტარობა) და გამჭოლი გამტარი არხებად (მთელ დაფაზე). საერთო ბრმა გამტარი არხების დიამეტრის დიაპაზონია 50-100 მკმ.

ფართოდ გამოიყენება მაღალი სიმკვრივის ინტეგრაციის სცენარებში, როგორიცაა სმარტფონები (60%-ზე მეტი), 5G საბაზო სადგურები, სერვერის დედა დაფები და ხელოვნური ინტელექტის ჩიპების შეფუთვა.

ის 1990-იან წლებში ლაზერული ბურღვის ტექნოლოგიის განვითარების შემდეგ გაჩნდა. ამჟამინდელი ძირითადი პროცესით შესაძლებელია 30 მკმ ხვრელის დიამეტრის მიღწევა, ხოლო ხვრელის მინიმალური დიამეტრის ჩანაწერი 15 მკმ-ია.

სამრეწველო მასობრივი წარმოებისთვის მინიმალური ხვრელის დიამეტრი შეიძლება 50 μm-ს მიაღწიოს, ხოლო ლაბორატორიული ლიმიტი 15 μm-ია, მაგრამ ღირებულება ექსპონენციალურად იზრდება ხვრელის დიამეტრის შემცირებასთან ერთად.

როგორც წესი, ასპექტის თანაფარდობა არ აღემატება 1:1-ს, ხოლო სპეციალური პროცესებით შეიძლება მიაღწიოს 1:0.8-ს. ძალიან მაღალი ასპექტის თანაფარდობა, სავარაუდოდ, ელექტრომოლარიზაციის არასაკმარის შევსებას გამოიწვევს.

რეკომენდებული მინიმალური დაშორებაა ≥80 მკმ, რათა უზრუნველყოფილი იყოს უელექტრო სპილენძის მოპირკეთების ფენის მთლიანობა და შემცირდეს მოკლე ჩართვის რისკი.

სიგნალის გადაცემის ხარისხის უზრუნველსაყოფად რეკომენდებულია ბირთვის დაფებისა და პრეპრეგების მონაცვლეობით დაწყობა, შუალედური ფენის დიელექტრიკული სისქის 50-75 მკმ-ზე კონტროლით.

აუცილებელია ყურადღება მიექცეს ხვრელის პარაზიტულ ტევადობას (ტიპიური მნიშვნელობა

BGA ვენტილატორის გამოსასვლელად, სასურველია ბრმა გამტარი კონსტრუქცია. თითოეული ბალიში შეესაბამება 1-2 მიკროვიას, ხოლო ვენტილატორის გამოსასვლელი ხაზის სიგანე არ არის 40 მკმ-ზე ნაკლები.

სიბრტყეებს შორის წინაღობის შესამცირებლად, კვების/მიწის სიბრტყეებს შორის მრავალპუნქტიანი კავშირის განხორციელება მიკროვიალების საშუალებით, ≤5 მმ დაშორებით.

სითბოს გატარების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად გაზარდეთ სითბოს გაფრქვევის გამტარი არხების სიმკვრივე (რეკომენდებულია ≥10 გამტარი/სმ²), ნახვრეტის დიამეტრით ≥80 მკმ.

შედუღების ნიღბის ნახვრეტი თითოეულ მხარეს 20-30 მკმ-ით უნდა აღემატებოდეს ხვრელის დიამეტრს, რათა თავიდან იქნას აცილებული შედუღების ნიღბის მელანის მიერ ხვრელის დაბლოკვა.

გაყვანილობის ფენების რაოდენობის გასაზრდელად გამოიყენეთ გაფართოების პროცესი და გამტარი გამტარი გზების ნაცვლად გამოიყენეთ ბრმა და დამარხული გამტარი არხები, რამაც შეიძლება გაყვანილობის სიმკვრივე 30%-ზე მეტით გაზარდოს.

მათ შორის ლაზერული ბურღვა (CO₂, ულტრაიისფერი ლაზერი), პლაზმური გრავირება და მექანიკური ბურღვა (შესაფერისი მხოლოდ დიდი დიამეტრის ხვრელებისთვის), სადაც ლაზერული ბურღვა 80%-ზე მეტს შეადგენს.

CO₂ ლაზერი შესაფერისია 0.075-0.15 მმ დიამეტრის ხვრელებისთვის დაბალი ფასით; ულტრაიისფერი ლაზერით შესაძლებელია 50 მკმ-ზე ნაკლები მიკროვიების დამუშავება, მაგრამ აღჭურვილობის ღირებულება 3-5-ჯერ მეტია.

CO₂ ლაზერის ბურღვის სიჩქარე წუთში დაახლოებით 5000-10000 ხვრელია, ხოლო ულტრაიისფერი ლაზერის - დაახლოებით 2000-5000 ხვრელი წუთში.

ლაზერული ბურღვის პოზიციონირების სიზუსტეა ±25 მკმ, მექანიკური ბურღვის - ±50 მკმ, ხოლო ულტრაიისფერი ლაზერით შესაძლებელია ±15 მკმ მაღალი სიზუსტის მიღწევა.

აზოტით დახმარებული ლაზერული ბურღვით შესაძლებელია ბურუსების სიმაღლის 5 მკმ-ის ფარგლებში კონტროლი, ან შესაძლებელია პლაზმური დეტოქსიკაციის გამოყენება.

საჭიროა ნახვრეტის გავლით ელექტრომობილიზაციის პროცესი, სპილენძის მოპირკეთების სისქის კონტროლით 25-35 მკმ-ზე, ხოლო ნახვრეტში სპილენძის სისქის ერთგვაროვნება ≥85%-ია.

გამტარი ბაზის შესაქმნელად, საიზოლაციო ხვრელის კედელზე დააფინეთ 0.3-0.5 მკმ სისქის სპილენძის ფენა. აქტივაციის ხსნარში პალადიუმის იონების კონცენტრაცია უნდა გაკონტროლდეს 2-5 ppm-ზე.

ლამინირების ტემპერატურაა 180-210℃, წნევა 300-500 psi, ხოლო გაცხელების სიჩქარე 1-2℃/წუთშია, რათა უზრუნველყოფილი იყოს დიელექტრიკული ფენის ერთგვაროვანი გამკვრივება.

ვაკუუმის ხარისხი უნდა იყოს -95 კპა-ზე ნაკლები. ლამინირებამდე პრეპრეგის წინასწარი გაშრობის შემთხვევაში, ბუშტუკების დეფექტის მაჩვენებელი შეიძლება შემცირდეს 0.5%-ზე ქვემოთ.

ყველაზე გავრცელებულია ჩაძირვით დამუშავებული ოქრო (სისქე 0.05-0.1μm), OSP (ფენის სისქე 0.2-0.5μm) და ჩაძირვით დამუშავებული ვერცხლი (0.1-0.3μm). ჩაძირვით დამუშავებულ ოქროს ყველაზე მაღალი საიმედოობა აქვს.

აუცილებელია მელნის სიბლანტის კონტროლი 80-120 პა-წმ-ზე და ვაკუუმური დალუქვის პროცესის გამოყენება ნახვრეტებში მელნის ნარჩენების თავიდან ასაცილებლად, ნახვრეტების დაბლოკვის მაჩვენებლით ≤1%.

ლაზერული ჭრა გამოიყენება, როდესაც ფორმის სიზუსტის მოთხოვნა

მათ შორის, ხვრელის უხეში კედლები (უხეშობა Ra >1.5μm), ხვრელებში არსებული სიცარიელეები (სიცარიელის თანაფარდობა >5%), ხვრელის გადახრა (>±30μm) და ა.შ.

პლაზმური გაწმენდა გამოიყენება ბურღვის ნარჩენების მოსაშორებლად, ისე, რომ ხვრელის კედლის ზედაპირის უხეშობა Ra ≤1.0μm იყოს.

მომწიფებული პროცესების დროს საერთო მოსავლიანობა დაახლოებით 85-92%-ია. რაც უფრო პატარაა ხვრელის დიამეტრი, მით უფრო დაბალია მოსავლიანობა. 50 მკმ მიკროვიალების მოსავლიანობა დაახლოებით 80%-ია.

მათ შორის FR-4 (დიელექტრიკული მუდმივა 4.2-4.5), მაღალსიჩქარიანი დაფები (მაგალითად, Rogers 4350B, Dk=3.66), BT ფისი და ა.შ.

მაღალსიჩქარიან დაფებს აქვთ უფრო დაბალი დანაკარგის ტანგენსი (Df

გამოიყენება ფენებს შორის შეერთებისთვის, წებოს შემცველობა კონტროლდება 40-50%-ზე, ხოლო სითხეობა 20-30%-ზე, რათა უზრუნველყოფილი იყოს დიელექტრიკის ერთგვაროვნება ლამინირების შემდეგ.

შიდა ფენისთვის რეკომენდებულია 18μm ან 35μm სპილენძის ფოლგა. გარე ფენისთვის სიგნალის დანაკარგის შესამცირებლად შესაძლებელია 18μm-ის გამოყენება. HDI დაფებზე ხშირად გამოიყენება 9μm ულტრათხელი სპილენძის ფოლგა.

მან უნდა დააკმაყოფილოს ტემპერატურისადმი მდგრადობა (260℃/10s-ზე აქერცვლის გარეშე), იზოლაციისადმი მდგრადობა (>10^12Ω) და ადჰეზიის მოთხოვნები (განივკვეთის ჭრის ტესტის დონე 0).

სიგნალის გადაცემის დანაკარგის შესამცირებლად რეკომენდებულია RTF (უკუდამუშავების) სპილენძის ფოლგის გამოყენება, რომლის უხეშობა Ra

უპირატესობა მიანიჭეთ დაბალი დიელექტრიკული მუდმივის (Dk

ისინი უნდა შეესაბამებოდეს RoHS 2.0 დირექტივას, ჰალოგენის შემცველობით (ქლორი + ბრომი)

FR-4 საბაზისო მასალას ყველაზე დაბალი ფასი აქვს. მაღალსიჩქარიანი დაფები FR-4-ზე 3-5-ჯერ ღირს, ხოლო BT ფისი ამ მაჩვენებლებს შორის შუაშია.

ძირითადი მასალა უნდა ინახებოდეს 25℃-ზე დაბალ ტემპერატურაზე და

მათ შორის ვიზუალური დათვალიერება, ხვრელის დიამეტრის გაზომვა, ხვრელის სპილენძის სისქის ტესტი, წინაღობის ტესტი და განივი კვეთის ანალიზი.

გამოიყენეთ ორგანზომილებიანი გამოსახულების საზომი ინსტრუმენტი (სიზუსტე ±1μm) ან სკანირებადი ელექტრონული მიკროსკოპი (SEM). პარტიების აღმოსაჩენად შესაძლებელია ავტომატური ოპტიკური ინსპექტირების (AOI) გამოყენება.

IPC სტანდარტების მიხედვით, ხვრელში სპილენძის სისქე უნდა იყოს ≥20 მკმ, ხოლო სპილენძის საშუალო სისქისა და სპილენძის მინიმალურ სისქეს შორის თანაფარდობა უნდა იყოს ≤1.5, რაც განისაზღვრება მეტალოგრაფიული განივი კვეთის მეთოდით.

გამოიყენეთ ქსელის ანალიზატორი 1-10 გჰც სატესტო სიხშირის დიაპაზონით, ხოლო წინაღობის გადახრა უნდა იყოს კონტროლირებადი ±10%-ის ფარგლებში.

მას შეუძლია ვიზუალურად დააკვირდეს ხვრელის კედლის ხარისხს, სპილენძის ფენის სისქის და შრეებს შორის შეერთების მდგომარეობას ±5μm ჭრის სიზუსტით.

მათ შორის თერმული დატვირთვის ტესტი (260℃/10-ჯერ), ძაბვისადმი გამძლეობის ტესტი (500V DC/1 წუთი) და ტემპერატურა-ტენიანობის ციკლის ტესტი (-40℃~85℃).

დააკვირდით, იბზარება თუ არა ხვრელის კედელი თერმული შოკის ტესტირების შემდეგ (288℃/10-ჯერ) და 50μm-ზე ნაკლები ბზარის სიგრძე კვალიფიციურია თუ არა.

მიკროსტრუქტურის დასაკვირვებლად გამოიყენეთ SEM, ელემენტარული შემადგენლობის დასადგენად - ენერგოდისპერსიული სპექტროსკოპია (EDS), ხოლო შიდა დეფექტების დასადგენად - რენტგენი.

ელექტროპლაკონიზაციის პროცესის ოპტიმიზაცია ხვრელებში სიცარიელის შესამცირებლად, შედუღების ნიღბის ფენის ადჰეზიის გასაძლიერებლად და გარემო ფაქტორებით გამოწვეული ელექტროქიმიური მიგრაციის თავიდან ასაცილებლად.

ნორმალური გამოყენების პირობებში, მას შეუძლია 5-10 წლამდე მიაღწიოს, ხოლო მკაცრი გარემო (მაღალი ტემპერატურა, მაღალი ტენიანობა) მას 2-3 წლამდე ამცირებს.

მათ შორის SMT წებოვნება, BGA შედუღება და კომპონენტების ჩასმა, ±50μm SMT წებოვნების სიზუსტის მოთხოვნით.

კომპონენტების მიკროვირუსების კოლაფსის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია წებოს წნევის კონტროლი 0.5-1.0 კგ/სმ²-ზე, ხოლო ხელახალი ნაკადის ღუმელის მრუდის პიკური ტემპერატურაა 230-245℃.

აუცილებელია შედუღების ბურთულების თანაპლანობის ზუსტად კონტროლი (

ოპტიმიზაცია გაუწიეთ შედუღების პასტის ბეჭდვის სისქეს (100-120 მკმ), გამოიყენეთ აზოტით დაცული რეფლუორული შედუღება და ჟანგბადის შემცველობა

ხელახლა დამუშავების ტემპერატურა 260℃-ზე დაბალი უნდა იყოს, ხოლო დრო 90 წამზე ნაკლები, რათა თავიდან იქნას აცილებული ხვრელის კედელზე სპილენძის ფენის აძრობა.

გამოდგება მიკროვიებისთვის, რომელთა ხვრელის დიამეტრი ≥0.3 მმ-ია, რომლებიც საჭიროებენ ორტალღურ შედუღებას ან შერჩევით ტალღურ შედუღებას, 25-35 მმ შედუღების ტალღის სიმაღლით.

უპირატესობა მიანიჭეთ ტყვიის გარეშე შედუღებულ პასტას (SnAgCu შენადნობი), რომლის დნობის წერტილია 217℃, ნაკადის აქტივობის დონე RMA და ნარჩენი იზოლაციის წინააღმდეგობა >10^10Ω.

შედუღების პასტაში ლითონის შემცველობის 90-92%-მდე შემცირება, ტრაფარეტის გახსნის დიზაინის ოპტიმიზაცია, რათა შედუღების მძივების დეფექტების მაჩვენებელი 0.1%-ზე ქვემოთ შემცირდეს.

გამოიყენეთ წყალზე დამზადებული საწმენდი საშუალებები 50-60℃ ტემპერატურაზე 3-5 წუთის განმავლობაში, რათა დარწმუნდეთ, რომ ნარჩენი იონების კონცენტრაცია

დააყენეთ აღმოჩენის სიზუსტე ±25μm-ზე და კონტრასტის ზღვარი 30-50%-ზე, რაც საშუალებას იძლევა აწყობის დეფექტების 95%-ზე მეტის აღმოჩენის.

მასალების ხარჯები 40-50%-ს შეადგენს, დამუშავების ხარჯები 30-40%-ს, ხოლო შემოწმებისა და შეფუთვის ხარჯები 10-20%-ს.

ხვრელის დიამეტრი, ფენების რაოდენობა, ზედაპირის დამუშავების პროცესი, მასალის ტიპი. მინიმალური ხვრელის დიამეტრის ყოველი 10 მკმ-ით შემცირება ხარჯებს 15-20%-ით ზრდის.

დიზაინის ოპტიმიზაცია ფენების რაოდენობის შესამცირებლად, სტანდარტიზებული მასალების გამოყენებისა და წარმოების პარტიების გაზრდის მიზნით, რამაც შეიძლება ხარჯები 10-30%-ით შეამციროს.

ჩვეულებრივი პროცესების წარმოების ციკლი 7-10 დღეა, ხოლო სასწრაფო შეკვეთების შემცირება შესაძლებელია 3-5 დღემდე, თუმცა ღირებულება 20-30%-ით იზრდება.

ავტომატიზირებული წარმოების ხაზების დანერგვა, პროცესების ნაკადების ოპტიმიზაცია და ლაზერული ბურღვის აღჭურვილობის გამოყენების მაჩვენებლის 80%-ზე მეტამდე გაზრდა.

ერთი საწარმოო ხაზის ყოველთვიური წარმოების სიმძლავრე დაახლოებით 5,000-10,000㎡-ია, რაც დამოკიდებულია აღჭურვილობის კონფიგურაციასა და პროცესის სირთულეზე.

მცირე პარტიების (1000㎡) ღირებულებაზე, ძირითადად დანადგარის დაყენებისა და ფიქსირებული ხარჯების განაწილების გამო.

გამოითვლება ყოვლისმომცველად ფართობის (იუანი/㎡), ფენების რაოდენობის, ნახვრეტის დიამეტრის და ა.შ. მიხედვით. ტიპიური 8-ფენიანი 0.1 მმ მიკროვია დაფის დამუშავების საფასური დაახლოებით 2000-3000 იუანი/㎡-ია.

DFM დიზაინის ოპტიმიზაციის გზით, შესრულების დაკმაყოფილების წინაპირობით ტოლერანტობის მოთხოვნების შემსუბუქებამ შეიძლება ხარჯები 15%-ზე მეტით შეამციროს.

სრული საწარმოო ხაზის აღჭურვილობაში ინვესტიცია დაახლოებით 10-20 მილიონი იუანია, მათ შორის ლაზერული ბურღვის მანქანები, ელექტროფორმირების ხაზები, ლამინატორები და ა.შ.

ვითარდება უფრო მცირე ხვრელების დიამეტრის (20 ფენა), უფრო დაბალი დანაკარგისა და ინტეგრირებული შეფუთვისკენ.

ჩიპების დაწყობის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად აუცილებელია ვერტიკალური დამაკავშირებელი ხვრელების დიამეტრის

გამოიყენება პროცესის პარამეტრების ოპტიმიზაციისა და ინტელექტუალური დეფექტების აღმოჩენისთვის, რამაც შეიძლება გაზარდოს მოსავლიანობა 5-10%-ით და აღმოჩენის ეფექტურობა 30%-ით.

10 მკმ დიამეტრის ხვრელების ლაბორატორიული წარმოება მიღწეულია, თუმცა მასობრივ წარმოებას მასალების, აღჭურვილობისა და ხარჯების გამოწვევები აწყდება.

მაღალი სიმკვრივის ურთიერთდაკავშირების გზით ჩიპებსა და დაბეჭდილ პლატფორმებს შორის უწყვეტი კავშირის მიღწევა, სიგნალის გადაცემის გზების შემცირება და სისტემის მუშაობის გაუმჯობესება.

გამოიყენეთ ეკოლოგიურად სუფთა მასალები და პროცესები, ჩამდინარე წყლებში მძიმე მეტალების შემცველობა

სიგნალის გადაცემის სტრუქტურების ოპტიმიზაციისთვის საჭიროა დაბალი დიელექტრიკული მუდმივის (Dk

აუცილებელია ხვრელის კედლის ბზარების და სპილენძის ფენის აქერცვლის პრობლემების გადაჭრა მოხრის დროს, მოხრის რადიუსში ≥3 მმ.

ციფრული ქარხნების მეშვეობით სრული პროცესის მონიტორინგისა და ავტომატიზირებული წარმოების მიღწევა, წარმოების ეფექტურობის 50%-ზე მეტით გაზრდით.

კვანტური სიგნალის გადაცემის უზრუნველსაყოფად საჭიროა უკიდურესად დაბალი დანაკარგებით და მაღალი სტაბილურობის ურთიერთდაკავშირება, ხვრელების დიამეტრით და ხაზის სიგანით, რომელიც კონტროლდება სუბმიკრონულ დონეზე.

ჩიპების, კამერების და ა.შ. მაღალი სიმკვრივის ინტეგრაციის მისაღწევად გამოიყენეთ 6-10 ფენიანი HDI დაფები 0.075 მმ ნახვრეტის დიამეტრით, რაც მობილური ტელეფონის დედაპლატის ღირებულების 30-40%-ს შეადგენს.

საჭიროა დაბალი დანაკარგის მქონე დაფები (Df

საჭიროა მრავალი პროცესორის მაღალსიჩქარიანი ურთიერთდაკავშირების უზრუნველყოფა, უკუქცევითი ბურღვის ტექნოლოგიის გამოყენება stub-ების აღმოსაფხვრელად და სიგნალის გადაცემის

გავლილი აქვს AEC-Q100 სერტიფიკატი, ტემპერატურისადმი წინააღმდეგობის დიაპაზონი -40℃~125℃ და 1000-საათიანი მარილის შესხურების ტესტი.