Mikroporös PCB

Ett kretskort (PCB) tillverkat med laser- eller plasmaetsningsteknik med en håldiameter mindre än 0,15 mm (industrin använder vanligtvis 0,1 mm som standard), som används för högdensitetssammankoppling.

Håldiametern är mer än 50 % mindre än för vanliga kretskort, linjebredden/avståndet kan nå 30 μm/30 μm, ledningstätheten ökar med 2-3 gånger och den är lämplig för högfrekvent och höghastighetssignalöverföring.

Enligt processen delas de in i blindvias (enkelsidig ledning), nedgrävda vias (intern ledning) och genomgående vias (genom hela kortet). Det vanliga diameterintervallet för blindvia är 50-100 μm.

Används ofta i scenarier med hög densitet för integration, såsom smartphones (som står för mer än 60 %), 5G-basstationer, servermoderkort och AI-chipkapsling.

Det uppstod efter att laserborrningstekniken mognat på 1990-talet. Den nuvarande traditionella processen kan uppnå en håldiameter på 30 μm, och den minsta håldiametern som kan uppnås är 15 μm.

Minsta håldiameter för industriell massproduktion kan nå 50 μm, och laboratoriegränsen är 15 μm, men kostnaden ökar exponentiellt med minskande håldiameter.

Generellt sett överstiger inte bildförhållandet 1:1, och specialprocesser kan nå 1:0,8. Ett för högt bildförhållande kan orsaka dålig galvaniseringsfyllning.

Det rekommenderade minsta avståndet är ≥80 μm för att säkerställa det elektrolösa kopparpläteringsskiktets integritet och minska risken för kortslutningar.

Det rekommenderas att använda alternerande stapling av kärnkort och prepregs, med mellanskiktets dielektriska tjocklek kontrollerad till 50–75 μm för att säkerställa signalöverföringskvalitet.

Det är nödvändigt att vara uppmärksam på hålets parasitiska kapacitans (typiskt värde

För BGA-fanout föredras blindvia-design. Varje pad motsvarar 1–2 mikrovias, och fanout-linjebredden är inte mindre än 40 μm.

Realisera flerpunktsanslutning mellan kraft-/jordplan via mikrovias, med ett avstånd ≤5 mm, för att minska impedansen mellan planen.

Öka densiteten hos värmeavledningsviorna (rekommenderas ≥10 vias/cm²), med en håldiameter ≥80 μm, för att förbättra värmeledningseffektiviteten.

Lödmasköppningen bör vara 20–30 μm större än håldiametern på varje sida för att förhindra att lödmaskbläcket blockerar hålet.

Använd en uppbyggnadsprocess för att öka antalet ledningsskikt och använd blinda och nedgrävda vias istället för genomföringar, vilket kan öka ledningstätheten med mer än 30 %.

Inklusive laserborrning (CO₂, UV-laser), plasmaetsning och mekanisk borrning (endast lämplig för större håldiametrar), där laserborrning står för mer än 80 %.

CO₂-laser är lämplig för håldiametrar på 0,075–0,15 mm till låg kostnad; UV-laser kan bearbeta mikrovias

Borrhastigheten för CO₂-lasern är cirka 5 000–10 000 hål per minut, och för UV-lasern är den cirka 2 000–5 000 hål per minut.

Positioneringsnoggrannheten för laserborrning är ±25 μm, för mekanisk borrning är ±50 μm, och UV-laser kan uppnå en hög precision på ±15 μm.

Kväveassisterad laserborrning kan kontrollera borrhöjden inom 5 μm, eller så kan plasmaavsmejning användas.

En genomgående elektropläteringsprocess krävs, med kopparpläteringstjockleken kontrollerad till 25–35 μm, och koppartjockleken i hålet ≥85 %.

Applicera ett 0,3–0,5 μm kopparlager på det isolerande hålets vägg för att skapa en ledande bas. Koncentrationen av palladiumjoner i aktiveringslösningen måste kontrolleras till 2–5 ppm.

Lamineringstemperaturen är 180–210 ℃, trycket är 300–500 psi och uppvärmningshastigheten är 1–2 ℃/minut för att säkerställa jämn härdning av det dielektriska lagret.

Vakuumgraden måste vara under -95 kPa. Förhärda prepregen till B-stadium före laminering, så kan bubbeldefektfrekvensen minskas till under 0,5 %.

Vanliga typer inkluderar immersionsguld (tjocklek 0,05–0,1 μm), OSP (filmtjocklek 0,2–0,5 μm) och immersionssilver (0,1–0,3 μm). Immersionsguld har den högsta tillförlitligheten.

Det är nödvändigt att kontrollera bläckviskositeten vid 80–120 Pa⁻s och använda en vakuumpluggningsprocess för att förhindra bläckrester i hålen, med en hålblockeringsgrad på ≤1 %.

Laserskärning används när kravet på formnoggrannhet är

Inklusive ojämna hålväggar (ojämnhet Ra >1,5 μm), hålrum i hål (hålrumsförhållande >5%), hålavvikelse (>±30 μm), etc.

Plasmarengöring används för att avlägsna borrrester, så att ytjämnheten Ra på hålväggen är ≤1,0 μm.

Det totala utbytet under mogna processer är cirka 85–92 %. Ju mindre håldiameter, desto lägre utbyte. Utbytet för 50 μm mikrovias är cirka 80 %.

Inklusive FR-4 (dielektricitetskonstant 4,2–4,5), höghastighetskort (som Rogers 4350B, Dk=3,66), BT-harts, etc.

Höghastighetskort har en lägre förlusttangent (Df

Används för mellanlagerbindning, med limhalten kontrollerad till 40–50 % och fluiditeten till 20–30 % för att säkerställa dielektrikumets enhetlighet efter laminering.

För det inre lagret rekommenderas 18 μm eller 35 μm kopparfolie. För det yttre lagret kan 18 μm användas för att minska signalförlusten. HDI-kort använder ofta 9 μm ultratunn kopparfolie.

Den måste uppfylla kraven för temperaturbeständighet (ingen flagning vid 260 ℃/10s), isolationsresistans (>10^12Ω) och vidhäftning (tvärsnittstest nivå 0).

Det rekommenderas att använda RTF-kopparfolie (omvänd behandling) med en ytjämnhet Ra

Föredra material med låg dielektricitetskonstant (Dk

De måste uppfylla RoHS 2.0-direktivet, med halogenhalt (klor + brom)

FR-4-basmaterialet har den lägsta kostnaden. Snabbkort kostar 3–5 gånger så mycket som FR-4, och BT-harts ligger mittemellan.

Basmaterialet behöver förvaras vid en temperatur under 25 ℃ och en luftfuktighet under 60 %. Prepregen behöver frysas vid -18 ℃ med en giltighetstid på 6–12 månader.

Inklusive visuell inspektion, mätning av håldiameter, tjocklekstest av kopparhål, impedanstest och tvärsnittsanalys.

Använd ett tvådimensionellt bildmätinstrument (noggrannhet ±1 μm) eller svepelektronmikroskop (SEM). Automatisk optisk inspektion (AOI) kan användas för batchdetektering.

IPC-standarder kräver att koppartjockleken i hålet är ≥20 μm, och att förhållandet mellan genomsnittlig koppartjocklek och minsta koppartjocklek är ≤1,5, detekterat med metallografisk tvärsnittsmetod.

Använd en nätverksanalysator med ett testfrekvensområde på 1–10 GHz, och impedansavvikelsen bör kontrolleras inom ±10 %.

Den kan visuellt observera hålväggens kvalitet, kopparskiktets tjocklek och mellanskiktens bindningstillstånd, med en skärnoggrannhet på ±5 μm.

Inklusive termiskt stresstest (260 ℃/10 gånger), spänningstest (500 V DC/1 minut) och temperatur-fuktighetscykeltest (-40 ℃~85 ℃).

Observera om hålväggen spricker efter termisk chocktestning (288 ℃/10 gånger), och en spricklängd

Använd SEM för att observera mikrostrukturen, energidispersiv spektroskopi (EDS) för att detektera elementarsammansättning och röntgen för att detektera interna defekter.

Optimera elektropläteringsprocessen för att minska hålrum i hål, stärka vidhäftningen av lödmasklagret och undvika elektrokemisk migration orsakad av miljöfaktorer.

Under normala användningsförhållanden kan den hålla i 5–10 år, och i tuffa miljöer (hög temperatur, hög luftfuktighet) kan den förkortas till 2–3 år.

Inklusive SMT-limning, BGA-svetsning och komponentinsättning, med ett noggrannhetskrav för SMT-limning på ±50 μm.

Det är nödvändigt att kontrollera limningstrycket till 0,5–1,0 kg/cm² för att förhindra att komponenterna kollapsar i mikrovias, och topptemperaturen för reflowugnskurvan är 230–245 ℃.

Det är nödvändigt att exakt kontrollera lödkulornas koplanaritet (

Optimera lödpastans trycktjocklek (100-120 μm), använd kväveskyddad reflowlödning och syrehalten är

Omarbetningstemperaturen bör kontrolleras under 260 ℃, och tiden bör vara

Lämplig för mikrovia med en håldiameter ≥0,3 mm, som kräver dubbelvågslödning eller selektiv våglödning, med en lödvågshöjd på 25-35 mm.

Prioritera blyfri lödpasta (SnAgCu-legering) med en smältpunkt på 217 ℃, flussaktivitetsnivå RMA och restisoleringsresistans >10^10Ω.

Minska metallhalten i lödpastan till 90–92 %, optimera stencilöppningens design och lödpärlfelsfrekvensen kan reduceras till under 0,1 %.

Använd vattenbaserade rengöringsmedel vid en temperatur på 50–60 ℃ i 3–5 minuter för att säkerställa att restjonkoncentrationen är

Ställ in detektionsnoggrannheten till ±25 μm och kontrasttröskeln till 30–50 %, vilket kan detektera mer än 95 % av monteringsfelen.

Materialkostnaderna står för 40–50 %, bearbetningskostnaderna för 30–40 % och inspektions- och förpackningskostnaderna för 10–20 %.

Håldiameter, antal lager, ytbehandlingsprocess, materialtyp. Varje 10 μm minskning av minsta håldiameter ökar kostnaderna med 15–20 %.

Optimera designen för att minska antalet lager, använda standardiserade material och öka produktionsbatcher, vilket kan minska kostnaderna med 10–30 %.

Produktionscykeln för konventionella processer är 7–10 dagar, och brådskande beställningar kan komprimeras till 3–5 dagar, men kostnaden ökar med 20–30 %.

Använd automatiserade produktionslinjer, optimera processflöden och öka utnyttjandegraden för laserborrutrustning till mer än 80 %.

Den månatliga produktionskapaciteten för en enda produktionslinje är cirka 5 000–10 000 kvadratmeter, beroende på utrustningens konfiguration och processens komplexitet.

Kostnaden för små partier (1000㎡), främst på grund av maskininstallation och fastkostnadsallokering.

Beräknas omfattande efter area (yuan/㎡), antal lager, håldiameter etc. Bearbetningsavgiften för ett typiskt 8-lagers 0,1 mm microvia-kort är cirka 2000–3000 yuan/㎡.

Genom DFM-designoptimering kan lättare toleranskrav under förutsättningen att uppfylla prestanda minska kostnaderna med mer än 15 %.

Investeringen i en komplett produktionslinjeutrustning är cirka 10–20 miljoner yuan, inklusive laserborrmaskiner, galvaniseringslinjer, laminatorer etc.

Utveckling mot mindre håldiametrar (20 lager), lägre förlust och integrerad kapsling.

Det är nödvändigt att uppnå vertikala sammankopplingshåldiametrar

Används för processparameteroptimering och intelligent defektdetektering, vilket kan öka utbytet med 5–10 % och detekteringseffektiviteten med 30 %.

Laboratorietillverkning av håldiametrar på 10 μm har uppnåtts, men massproduktion står inför utmaningar vad gäller material, utrustning och kostnader.

Uppnå sömlös anslutning mellan chips och kretskort genom högdensitetssammankoppling, förkorta signalöverföringsvägar och förbättra systemprestanda.

Använd miljövänliga material och processer, med tungmetallhalt i avloppsvatten

Kräver material med låg dielektricitetskonstant (Dk

Det är nödvändigt att lösa problemen med sprickbildning i hålväggar och flagning av kopparskiktet under böjning, med en böjningsradie ≥3 mm.

Uppnå fullständig processövervakning och automatiserad produktion genom digitala fabriker, med en produktionseffektivitet som ökat med mer än 50 %.

Kräver extremt låga förluster och hög stabilitet i sammankoppling, med håldiametrar och linjebredder kontrollerade på submikronnivå för att säkerställa kvantsignalöverföring.

Använd 6-10-lagers HDI-kort med en håldiameter på 0,075 mm för att uppnå högdensitetsintegration av chip, kameror etc., vilket står för 30-40 % av kostnaden för mobiltelefonmoderkort.

Kräver kort med låga förluster (Df

Behöver uppfylla höghastighetssammankoppling av flera processorer, använda backdrilling-teknik för att eliminera stubbar och signalöverföringsfördröjning

Godkänd AEC-Q100-certifiering, temperaturbeständighet -40 ℃~125 ℃ och klarat 1000 timmars saltspraytest.