Mikroporaina PCB

Iespiedshēmas plate (PCB), kas ražota, izmantojot lāzera vai plazmas kodināšanas tehnoloģiju, ar cauruma diametru, kas mazāks par 0,15 mm (nozarē parasti standartā tiek izmantots 0,1 mm), ko izmanto augsta blīvuma savienojumiem.

Cauruma diametrs ir par vairāk nekā 50% mazāks nekā parastajām PCB platēm, līnijas platums/atstatums var sasniegt 30 μm/30 μm, vadu blīvums palielinās 2–3 reizes, un tas ir piemērots augstfrekvences un ātrgaitas signāla pārraidei.

Saskaņā ar procesu tās iedala aklās atverēs (vienpusēja vadītspēja), apraktās atverēs (iekšējā vadītspēja) un caurejošās atverēs (caur visu plati). Kopējais aklās atveres diametra diapazons ir 50–100 μm.

Plaši izmanto augsta blīvuma integrācijas scenārijos, piemēram, viedtālruņos (kas veido vairāk nekā 60%), 5G bāzes stacijās, serveru mātesplatēs un mākslīgā intelekta mikroshēmu iepakojumā.

Tas parādījās pēc lāzera urbšanas tehnoloģijas brieduma 20. gs. deviņdesmitajos gados. Pašreizējais galvenais process var sasniegt 30 μm cauruma diametru, un minimālais cauruma diametra rekords ir 15 μm.

Minimālais cauruma diametrs rūpnieciskai masveida ražošanai var sasniegt 50 μm, bet laboratorijas robeža ir 15 μm, bet izmaksas eksponenciāli palielinās, samazinoties cauruma diametram.

Parasti malu attiecība nepārsniedz 1:1, un īpašos procesos tā var sasniegt 1:0,8. Pārāk augsta malu attiecība, visticamāk, izraisīs sliktu galvanizācijas pildījumu.

Ieteicamais minimālais atstatums ir ≥80 μm, lai nodrošinātu bezgalvaniskā vara pārklājuma slāņa integritāti un samazinātu īsslēgumu risku.

Ieteicams izmantot pārmaiņus sakraušanu ar pamatplatēm un prepregiem, kontrolējot starpslāņa dielektrisko biezumu 50–75 μm, lai nodrošinātu signāla pārraides kvalitāti.

Jāpievērš uzmanība cauruma parazitārajai kapacitātei (tipiskā vērtība

BGA izvadei priekšroka dodama aklo atveru dizainam. Katra kontaktligzda atbilst 1–2 mikrocaurumiem, un izvades līnijas platums nav mazāks par 40 μm.

Izveidojiet daudzpunktu savienojumu starp barošanas/zemējuma plaknēm, izmantojot mikrocaurulītes ar atstarpi ≤5 mm, lai samazinātu pretestību starp plaknēm.

Palieliniet siltuma izkliedes atveru blīvumu (ieteicams ≥10 atveres/cm²) ar cauruma diametru ≥80 μm, lai uzlabotu siltuma vadīšanas efektivitāti.

Lodēšanas maskas atverei jābūt par 20–30 μm lielākai par cauruma diametru katrā pusē, lai lodēšanas maskas tinte neaizsprostotu caurumu.

Izmantojiet uzkrāšanas procesu, lai palielinātu vadu slāņu skaitu, un izmantojiet aklās un apraktās atveres caurejošo atveru vietā, kas var palielināt vadu blīvumu par vairāk nekā 30%.

Ieskaitot lāzerurbšanu (CO₂, UV lāzers), plazmas kodināšanu un mehānisko urbšanu (piemērota tikai lielākiem caurumu diametriem), lāzerurbšanai veidojot vairāk nekā 80 %.

CO₂ lāzers ir piemērots caurumu diametram 0,075–0,15 mm ar zemām izmaksām; UV lāzers var apstrādāt mikrocaurumus

CO₂ lāzera urbšanas ātrums ir aptuveni 5000–10 000 caurumu minūtē, bet UV lāzera — aptuveni 2000–5000 caurumu minūtē.

Lāzera urbšanas pozicionēšanas precizitāte ir ±25μm, mehāniskās urbšanas precizitāte ir ±50μm, un UV lāzers var sasniegt augstu precizitāti ±15μm.

Ar slāpekli asistēta lāzerurbšana var kontrolēt urbuma augstumu 5 μm robežās vai arī var izmantot plazmas traipu noņemšanu.

Nepieciešams caurumu galvanizācijas process, kurā vara pārklājuma biezums ir 25–35 μm, un vara biezuma vienmērīgums caurumā ir ≥85%.

Uz izolācijas cauruma sienas uzklājiet 0,3–0,5 μm vara slāni, lai nodrošinātu vadošu pamatni. Pallādija jonu koncentrācija aktivācijas šķīdumā ir jākontrolē 2–5 ppm robežās.

Laminēšanas temperatūra ir 180–210 ℃, spiediens ir 300–500 psi, un sildīšanas ātrums ir 1–2 ℃/minūtē, lai nodrošinātu dielektriskā slāņa vienmērīgu sacietēšanu.

Vakuuma pakāpei jābūt zem -95 kPa. Pirms laminēšanas prepregu sacietina līdz B pakāpei, un burbuļu defektu līmeni var samazināt līdz zem 0,5%.

Izplatītākie ir iegremdēšanas zelts (biezums 0,05–0,1 μm), OSP (plēves biezums 0,2–0,5 μm) un iegremdēšanas sudrabs (0,1–0,3 μm). Iegremdēšanas zeltam ir visaugstākā uzticamība.

Ir nepieciešams kontrolēt tintes viskozitāti 80–120 Pa·s robežās un izmantot vakuuma aizsprostošanas procesu, lai novērstu tintes atlikumus caurumos, ar caurumu aizsprostošanas ātrumu ≤1%.

Lāzergriešana tiek izmantota, ja formas precizitātes prasība ir

Ieskaitot raupjas urbuma sienas (raupjums Ra >1,5μm), tukšumus urbumos (tukšumu attiecība >5%), urbuma novirzi (>±30μm) utt.

Plazmas tīrīšana tiek izmantota urbšanas atlikumu noņemšanai, lai urbuma sienas virsmas raupjums Ra būtu ≤1,0 μm.

Kopējais iznākums nobriedušos procesos ir aptuveni 85–92 %. Jo mazāks ir cauruma diametrs, jo zemāka ir iznākums. 50 μm mikrocaurumu iznākums ir aptuveni 80 %.

Ieskaitot FR-4 (dielektriskā konstante 4,2–4,5), ātrgaitas plates (piemēram, Rogers 4350B, Dk=3,66), BT sveķus utt.

Ātrdarbīgām platēm ir zemāks zudumu tangenss (Df

Izmanto starpslāņu līmēšanai, kontrolējot līmes saturu 40–50% robežās un plūstamību 20–30% robežās, lai nodrošinātu dielektriķa vienmērīgumu pēc laminēšanas.

Iekšējam slānim ieteicams izmantot 18 μm vai 35 μm vara foliju. Ārējam slānim var izmantot 18 μm, lai samazinātu signāla zudumus. HDI plates bieži izmanto 9 μm īpaši plānu vara foliju.

Tam jāatbilst temperatūras izturībai (bez lobīšanās pie 260 ℃/10 s), izolācijas pretestībai (> 10^12 Ω) un saķerei (šķērsgriezuma testa līmenis 0).

Lai samazinātu signāla pārraides zudumus, ieteicams izmantot RTF (apgrieztās apstrādes) vara foliju ar raupjumu Ra

Priekšroka jādod materiāliem ar zemu dielektrisko konstanti (Dk

Tiem jāatbilst RoHS 2.0 direktīvai, un halogēnu saturs (hlors + broms) nedrīkst pārsniegt 1500 ppm, bet broms nedrīkst pārsniegt 900 ppm.

FR-4 pamatmateriālam ir viszemākās izmaksas. Ātrdarbīgas plates maksā 3–5 reizes vairāk nekā FR-4, un BT sveķi ir pa vidu.

Pamatmateriāls jāuzglabā temperatūrā zem 25 ℃ un mitruma līmenī

Ieskaitot vizuālu pārbaudi, urbuma diametra mērīšanu, urbuma vara biezuma pārbaudi, impedances pārbaudi un šķērsgriezuma analīzi.

Izmantojiet divdimensiju attēla mērīšanas instrumentu (precizitāte ±1 μm) vai skenējošo elektronmikroskopu (SEM). Partiju noteikšanai var izmantot automātisko optisko pārbaudi (AOI).

IPC standarti pieprasa, lai vara biezums urbumā būtu ≥20 μm, un vidējā vara biezuma attiecība pret minimālo vara biezumu būtu ≤1,5, ko nosaka ar metalogrāfisko šķērsgriezuma metodi.

Izmantojiet tīkla analizatoru ar testa frekvenču diapazonu no 1 līdz 10 GHz, un impedances novirze jākontrolē ±10% robežās.

Tas var vizuāli novērot cauruma sienas kvalitāti, vara slāņa biezumu un starpslāņu savienojuma stāvokli ar griešanas precizitāti ±5 μm.

Ieskaitot termiskās slodzes testu (260 ℃/10 reizes), izturības sprieguma testu (500 V līdzstrāva/1 minūte) un temperatūras-mitruma cikla testu (-40 ℃~85 ℃).

Pēc termiskā trieciena testa (288 ℃/10 reizes) pārbaudiet, vai cauruma siena plaisā, un vai plaisas garums

Izmantojiet SEM, lai novērotu mikrostruktūru, enerģijas dispersijas spektroskopiju (EDS), lai noteiktu elementu sastāvu, un rentgenstarus, lai noteiktu iekšējos defektus.

Optimizējiet galvanizācijas procesu, lai samazinātu tukšumus caurumos, stiprinātu lodēšanas maskas slāņa saķeri un izvairītos no elektroķīmiskās migrācijas, ko izraisa vides faktori.

Normālos lietošanas apstākļos tas var kalpot 5–10 gadus, bet skarbos apstākļos (augsta temperatūra, augsts mitrums) tas saīsinās līdz 2–3 gadiem.

Ieskaitot SMT līmēšanu, BGA metināšanu un komponentu ievietošanu, ar SMT līmēšanas precizitātes prasību ±50 μm.

Ir nepieciešams kontrolēt līmēšanas spiedienu 0,5–1,0 kg/cm² robežās, lai novērstu komponentu mikrocaurumu sabrukšanu, un reflow krāsns līknes maksimālā temperatūra ir 230–245 ℃.

Ir nepieciešams precīzi kontrolēt lodēšanas lodīšu koplanaritāti (

Optimizējiet lodēšanas pastas drukas biezumu (100–120 μm), izmantojiet ar slāpekli aizsargātu atkārtotas lodēšanas metodi un skābekļa saturu

Pārstrādes temperatūra jākontrolē zem 260 ℃, un laikam jābūt

Piemērots mikrocaurumiem ar cauruma diametru ≥0,3 mm, kam nepieciešama divviļņu lodēšana vai selektīva viļņu lodēšana, ar lodēšanas viļņa augstumu 25–35 mm.

Priekšroka jādod svinu nesaturošai lodēšanas pastai (SnAgCu sakausējumam) ar kušanas temperatūru 217 ℃, plūsmas aktivitātes līmeni RMA un atlikušo izolācijas pretestību > 10^10 Ω.

Samaziniet lodēšanas pastas metāla saturu līdz 90–92%, optimizējiet trafareta atvēruma dizainu, un lodēšanas lodīšu defektu līmeni var samazināt līdz zem 0,1%.

Izmantojiet uz ūdens bāzes veidotus tīrīšanas līdzekļus 50–60 ℃ temperatūrā 3–5 minūtes, lai nodrošinātu, ka atlikumu jonu koncentrācija ir

Iestatiet noteikšanas precizitāti uz ±25 μm un kontrasta slieksni uz 30–50%, kas var noteikt vairāk nekā 95% montāžas defektu.

Materiālu izmaksas veido 40–50 %, apstrādes izmaksas — 30–40 %, bet pārbaudes un iepakošanas izmaksas — 10–20 %.

Urbuma diametrs, slāņu skaits, virsmas apstrādes process, materiāla veids. Katrs minimālā urbuma diametra samazinājums par 10 μm palielina izmaksas par 15–20 %.

Optimizējiet dizainu, lai samazinātu slāņu skaitu, izmantotu standartizētus materiālus un palielinātu ražošanas partijas, kas var samazināt izmaksas par 10–30%.

Tradicionālo procesu ražošanas cikls ir 7–10 dienas, un steidzamus pasūtījumus var saīsināt līdz 3–5 dienām, bet izmaksas palielinās par 20–30%.

Ieviest automatizētas ražošanas līnijas, optimizēt procesu plūsmas un palielināt lāzerurbšanas iekārtu izmantošanas līmeni līdz vairāk nekā 80%.

Vienas ražošanas līnijas mēneša ražošanas jauda ir aptuveni 5000–10 000 m² atkarībā no iekārtu konfigurācijas un procesa sarežģītības.

Mazu partiju (1000㎡) izmaksas, galvenokārt iekārtu iestatīšanas un fiksēto izmaksu sadalījuma dēļ.

Visaptveroši aprēķināts pēc laukuma (juaņas/㎡), slāņu skaita, cauruma diametra utt. Apstrādes maksa par tipisku 8 slāņu 0,1 mm mikrovadu plati ir aptuveni 2000–3000 juaņas/㎡.

Izmantojot DFM dizaina optimizāciju, tolerances prasību atvieglošana, ņemot vērā veiktspējas sasniegšanas priekšnoteikumu, var samazināt izmaksas par vairāk nekā 15%.

Investīcijas pilnā ražošanas līnijas aprīkojumā ir aptuveni 10–20 miljoni juaņu, ieskaitot lāzera urbšanas iekārtas, galvanizācijas līnijas, laminatorus utt.

Attīstība virzībā uz mazākiem caurumu diametriem ( 20 slāņi), mazākiem zudumiem un integrētu iepakojumu.

Lai izpildītu mikroshēmu sakraušanas prasības, ir jāpanāk vertikālo savienojumu caurumu diametrs

Izmanto procesa parametru optimizācijai un inteliģentai defektu noteikšanai, kas var palielināt ražu par 5–10 % un noteikšanas efektivitāti par 30 %.

Ir panākta 10 μm diametra caurumu ražošana laboratorijā, taču masveida ražošana saskaras ar materiālu, iekārtu un izmaksu problēmām.

Panākt nemanāmu savienojumu starp mikroshēmām un PCB, izmantojot augsta blīvuma savienojumus, saīsināt signāla pārraides ceļus un uzlabot sistēmas veiktspēju.

Izmantot videi draudzīgus materiālus un procesus, kuru smago metālu saturs notekūdeņos ir

Nepieciešami materiāli ar zemu dielektrisko konstanti (Dk

Ir nepieciešams atrisināt caurumu sienu plaisāšanas un vara slāņa lobīšanās problēmas lieces laikā, ja lieces rādiuss ir ≥3 mm.

Panākt pilna procesa uzraudzību un automatizētu ražošanu, izmantojot digitālās rūpnīcas, palielinot ražošanas efektivitāti par vairāk nekā 50%.

Nepieciešams ārkārtīgi zems zudums un augstas stabilitātes savienojums, ar caurumu diametru un līniju platumu kontrolējot submikrona līmenī, lai nodrošinātu kvantu signāla pārraidi.

Izmantojiet 6-10 slāņu HDI plates ar cauruma diametru 0,075 mm, lai panāktu mikroshēmu, kameru utt. augsta blīvuma integrāciju, kas veido 30-40% no mobilā tālruņa mātesplates izmaksām.

Nepieciešamas zema zuduma plates (Df

Nepieciešams nodrošināt vairāku procesoru ātrdarbīgu savstarpēju savienošanu, izmantot atpakaļurbšanas tehnoloģiju, lai novērstu aizķeršanās, un signāla pārraides aizkavi

Izturēts AEC-Q100 sertifikāts, temperatūras izturības diapazons -40 ℃ ~ 125 ℃ un 1000 stundu sāls izsmidzināšanas tests.