Микропорозна ПЦБ

Штампана плоча (PCB) произведена помоћу технологије ласерског или плазма нагризања са пречником отвора мањим од 0,15 мм (индустрија обично користи 0,1 мм као стандард), која се користи за међусобно повезивање високе густине.

Пречник отвора је више од 50% мањи од пречника обичних ПЦБ плоча, ширина/размак линије може достићи 30μм/30μм, густина ожичења је повећана за 2-3 пута, и погодан је за пренос сигнала високе фреквенције и велике брзине.

Према процесу, подељени су на слепе пролазе (једнострано провођење), закопане пролазе (унутрашње провођење) и пролазе кроз целу плочу. Уобичајени опсег пречника слепих пролаза је 50-100μm.

Широко се користи у сценаријима интеграције високе густине као што су паметни телефони (који чине више од 60%), 5G базне станице, матичне плоче сервера и паковање AI чипова.

Појавио се након зрелости технологије ласерског бушења 1990-их. Тренутни главни процес може постићи пречник рупе од 30μм, а минимални рекордни пречник рупе је 15μм.

Минимални пречник отвора за индустријску масовну производњу може достићи 50μм, а лабораторијска граница је 15μм, али трошкови експоненцијално расту са смањењем пречника отвора.

Генерално, однос ширине и висине не прелази 1:1, а посебни процеси могу достићи 1:0,8. Превисок однос ширине и висине вероватно ће проузроковати лоше галванизационо пуњење.

Препоручени минимални размак је ≥80μм како би се осигурао интегритет слоја безструјног бакра и смањио ризик од кратких спојева.

Препоручује се наизменично слагање основних плоча и препрега, са дебљином међуслоја диелектричног слоја контролисаном на 50-75μм како би се осигурао квалитет преноса сигнала.

Потребно је обратити пажњу на паразитски капацитет рупе (типична вредност

За BGA распршивање, пожељан је дизајн са слепим прелазима. Свака контактна површина одговара 1-2 микропрелаза, а ширина линије распршивања није мања од 40μm.

Реализовати вишетачкасту везу између равни напајања/уземљења преко микропролаза, са размаком ≤5 мм, како би се смањила импеданса између равни.

Повећајте густину отвора за одвођење топлоте (препоручено ≥10 отвора/цм²), са пречником отвора ≥80μм, да бисте побољшали ефикасност проводљивости топлоте.

Отвор маске за лемљење треба да буде 20-30μм већи од пречника отвора са сваке стране како би се спречило да мастило маске за лемљење блокира отвор.

Усвојите процес надоградње како бисте повећали број слојева ожичења и користите слепе и закопане пролазе уместо пролазних пролаза, што може повећати густину ожичења за више од 30%.

Укључујући ласерско бушење (CO₂, UV ласер), плазма нагризање и механичко бушење (погодно само за веће пречнике рупа), при чему ласерско бушење чини више од 80%.

CO₂ ласер је погодан за пречнике рупа од 0,075-0,15 мм уз ниску цену; UV ласер може да обрађује микроотворе

Брзина бушења CO₂ ласера ​​је око 5.000-10.000 рупа у минути, а код UV ласера ​​око 2.000-5.000 рупа у минути.

Тачност позиционирања ласерског бушења је ±25μm, механичког бушења је ±50μm, а УВ ласер може постићи високу прецизност од ±15μm.

Ласерско бушење уз помоћ азота може контролисати висину неравнине унутар 5μм, или се може користити плазма уклањање мрља.

Потребан је процес галванизације кроз рупу, са дебљином бакарне облоге контролисаном на 25-35μм и уједначеношћу дебљине бакра у рупи ≥85%.

На зид изолационог отвора нанесите слој бакра дебљине 0,3-0,5 μм да бисте обезбедили проводљиву основу. Концентрацију паладијумових јона у раствору за активацију потребно је контролисати на 2-5 ppm.

Температура ламинације је 180-210 ℃, притисак је 300-500 psi, а брзина загревања је 1-2 ℃/минут како би се осигурало равномерно очвршћавање диелектричног слоја.

Степен вакуума треба да буде испод -95kPa. Претходно вулканизирајте препрег до Б-фазе пре ламинације, а стопа дефеката у виду мехурића може се смањити на испод 0,5%.

Уобичајене укључују имерзионо злато (дебљина 0,05-0,1μm), OSP (дебљина филма 0,2-0,5μm) и имерзионо сребро (0,1-0,3μm). Имерзионо злато има највећу поузданост.

Потребно је контролисати вискозитет мастила на 80-120 Па·с и користити поступак вакуумског затварања како би се спречило задржавање мастила у рупама, са стопом затварања рупа ≤1%.

Ласерско сечење се користи када је захтев за тачност облика

Укључујући грубе зидове рупа (храпавост Ra > 1,5 μm), шупљине у рупама (однос шупљина > 5%), одступање рупе (> ± 30 μm), итд.

Плазма чишћење се користи за уклањање остатака бушења, тако да је површинска храпавост Ra зида рупе ≤1,0 μм.

Укупан принос код зрелих процеса је око 85-92%. Што је мањи пречник отвора, то је нижи принос. Принос микроотвора од 50μm је око 80%.

Укључујући FR-4 (диелектрична константа 4,2-4,5), брзе плоче (као што је Rogers 4350B, Dk=3,66), BT смолу итд.

Плоче велике брзине имају мањи тангенс губитака (Df

Користи се за међуслојно лепљење, са садржајем лепка контролисаним на 40-50% и флуидношћу на 20-30% како би се осигурала једноликост диелектрика након ламинације.

За унутрашњи слој се препоручује бакарна фолија од 18μm или 35μm. За спољашњи слој може се користити 18μm да би се смањио губитак сигнала. HDI плоче често користе ултратанку бакарну фолију од 9μm.

Мора да испуњава услове отпорности на температуру (без љуштења на 260℃/10s), отпора изолације (>10^12Ω) и адхезије (тест попречног пресека ниво 0).

Препоручује се употреба RTF (обрнуте обраде) бакарне фолије са храпавошћу Ra

Преферирајте материјале са ниском диелектричном константом (Dk

Морају да се придржавају директиве RoHS 2.0, са садржајем халогена (хлор + бром)

Основни материјал FR-4 има најнижу цену. Плоче велике брзине коштају 3-5 пута више од FR-4, а BT смола је између.

Основни материјал треба чувати на температури испод 25℃ и влажности

Укључујући визуелни преглед, мерење пречника отвора, испитивање дебљине бакра отвора, испитивање импедансе и анализу попречног пресека.

Користите инструмент за мерење дводимензионалне слике (тачност ±1μm) или скенирајући електронски микроскоп (SEM). Аутоматска оптичка инспекција (AOI) може се користити за детекцију серија.

IPC стандарди захтевају да дебљина бакра у рупи буде ≥20μm, а однос просечне дебљине бакра и минималне дебљине бакра ≤1,5, што се детектује металографском методом попречног пресека.

Користите мрежни анализатор са опсегом тест фреквенције од 1-10 GHz, а одступање импедансе треба контролисати унутар ±10%.

Може визуелно посматрати квалитет зида рупе, дебљину слоја бакра и стање међуслојног везивања, са тачношћу сечења од ±5μм.

Укључујући тест термичког напрезања (260℃/10 пута), тест издржљивог напона (500V DC/1 минут) и тест циклуса температура-влажност (-40℃~85℃).

Посматрајте да ли зид отвора пуца након испитивања термичким шоком (288℃/10 пута) и да ли је квалификована дужина пукотине

Користите SEM за посматрање микроструктуре, енергетски дисперзивну спектроскопију (EDS) за детекцију елементарног састава и рендген за детекцију унутрашњих дефеката.

Оптимизујте процес галванизације како бисте смањили шупљине у рупама, ојачали адхезију слоја маске за лемљење и избегли електрохемијску миграцију узроковану факторима околине.

Под нормалним условима употребе, може достићи 5-10 година, а у тешким условима (висока температура, висока влажност) скратиће се на 2-3 године.

Укључујући SMT лепљење, BGA заваривање и уметање компоненти, са захтевом за тачност SMT лепљења од ±50μm.

Потребно је контролисати притисак лепљења на 0,5-1,0 кг/цм² како би се спречило урушавање микроотвора компоненти, а максимална температура криве рефлов пећи је 230-245 ℃.

Потребно је прецизно контролисати копланарност лемних куглица (

Оптимизујте дебљину штампе лемне пасте (100-120μm), користите лемљење рефлоуом заштићено азотом, а садржај кисеоника је

Температура поновне обраде треба да буде испод 260 ℃, а време треба да буде

Погодно за микропролазе са пречником отвора ≥0,3 мм, који захтевају двоструко таласно лемљење или селективно таласно лемљење, са висином таласа лема од 25-35 мм.

Дајте предност безоловној лемној пасти (легура SnAgCu) са тачком топљења од 217℃, нивоом активности флукса RMA и отпорношћу изолације >10^10Ω.

Смањите садржај метала у лемној пасти на 90-92%, оптимизујте дизајн отвора шаблона, а стопа дефекта лемних перли може се смањити на испод 0,1%.

Користите средства за чишћење на бази воде на температури од 50-60℃ током 3-5 минута како бисте осигурали да је концентрација јона остатка

Подесите тачност детекције на ±25μm и праг контраста на 30-50%, што може да детектује више од 95% дефеката склопа.

Трошкови материјала чине 40-50%, трошкови обраде 30-40%, а трошкови инспекције и паковања 10-20%.

Пречник отвора, број слојева, процес површинске обраде, врста материјала. Свако смањење минималног пречника отвора од 10μm повећава трошкове за 15-20%.

Оптимизујте дизајн како бисте смањили број слојева, користили стандардизоване материјале и повећали производне серије, што може смањити трошкове за 10-30%.

Производни циклус за конвенционалне процесе је 7-10 дана, а хитне поруџбине се могу сабити на 3-5 дана, али трошкови се повећавају за 20-30%.

Усвојите аутоматизоване производне линије, оптимизујте токове процеса и повећајте стопу искоришћења опреме за ласерско бушење на више од 80%.

Месечни производни капацитет једне производне линије је око 5.000-10.000㎡, у зависности од конфигурације опреме и сложености процеса.

Цена малих серија (1000㎡), углавном због подешавања машине и расподеле фиксних трошкова.

Израчунато свеобухватно по површини (јуани/㎡), броју слојева, пречнику отвора итд. Цена обраде за типичну 8-слојну микровијску плочу од 0,1 мм је око 2000-3000 јуана/㎡.

Кроз оптимизацију DFM дизајна, смањење захтева за толеранцију под претпоставком испуњавања перформанси може смањити трошкове за више од 15%.

Инвестиција у комплетну опрему за производну линију је око 10-20 милиона јуана, укључујући машине за ласерско бушење, линије за галванизацију, ламинаторе итд.

Развој ка мањим пречницима рупа (20 слојева), мањим губицима и интегрисаном паковању.

Неопходно је постићи пречнике вертикалних отвора за међусобно повезивање

Користи се за оптимизацију параметара процеса и интелигентно откривање дефеката, што може повећати принос за 5-10% и ефикасност откривања за 30%.

Лабораторијска производња рупа пречника 10 μм је постигнута, али масовна производња се суочава са изазовима у вези са материјалом, опремом и трошковима.

Постигните беспрекорну везу између чипова и штампаних плоча путем међусобног повезивања високе густине, скратите путеве преноса сигнала и побољшајте перформансе система.

Користите еколошки прихватљиве материјале и процесе, са садржајем тешких метала у испуштеним отпадним водама

Захтевају материјале са ниском диелектричном константом (Dk

Потребно је решити проблеме пуцања зидова отвора и љуштења бакарног слоја током савијања, са радијусом савијања ≥3 мм.

Постићи комплетно праћење процеса и аутоматизовану производњу путем дигиталних фабрика, уз повећање ефикасности производње за више од 50%.

Захтевају изузетно мале губитке и међусобну везу високе стабилности, са пречницима рупа и ширинама линија контролисаним на субмикронском нивоу како би се осигурао пренос квантног сигнала.

Користите HDI плоче са 6-10 слојева и пречником отвора од 0,075 мм да бисте постигли интеграцију чипова, камера итд. високе густине, што чини 30-40% трошкова матичне плоче мобилног телефона.

Захтева плоче са малим губицима (Df

Потребно је задовољити захтеве за брзо међусобно повезивање више процесора, користити технологију повратног бушења да би се елиминисали застоји и кашњење преноса сигнала

Поседује AEC-Q100 сертификат, отпорност на температуру -40℃~125℃ и пролази тест сољу у трајању од 1000 сати.