Мікропориста друкована плата

Друкована плата (PCB), виготовлена ​​за допомогою технології лазерного або плазмового травлення з діаметром отвору менше 0,15 мм (у промисловості зазвичай використовується 0,1 мм як стандарт), що використовується для високощільних з'єднань.

Діаметр отвору більш ніж на 50% менший, ніж у звичайних друкованих платах, ширина/відстань між лініями може досягати 30 мкм/30 мкм, щільність проводки збільшується в 2-3 рази, і він підходить для високочастотної та високошвидкісної передачі сигналу.

Відповідно до процесу, вони поділяються на сліпі переходні отвори (одностороння провідність), приховані переходні отвори (внутрішня провідність) та наскрізні переходні отвори (через усю плату). Загальний діапазон діаметрів сліпих переходних отворів становить 50-100 мкм.

Широко використовується у сценаріях інтеграції з високою щільністю, таких як смартфони (на частку яких припадає понад 60%), базові станції 5G, материнські плати серверів та корпусування чіпів штучного інтелекту.

Він виник після розвитку технології лазерного свердління в 1990-х роках. Сучасний основний процес може досягти діаметра отвору 30 мкм, а мінімальний рекордний діаметр отвору становить 15 мкм.

Мінімальний діаметр отвору для промислового масового виробництва може сягати 50 мкм, а лабораторна межа — 15 мкм, але вартість зростає експоненціально зі зменшенням діаметра отвору.

Зазвичай співвідношення сторін не перевищує 1:1, а спеціальні процеси можуть досягати 1:0,8. Занадто високе співвідношення сторін може призвести до поганого заповнення гальванічним покриттям.

Рекомендована мінімальна відстань становить ≥80 мкм, щоб забезпечити цілісність шару хімічного міднення та зменшити ризик коротких замикань.

Рекомендується використовувати чергуване укладання серцевинних плат та препрегів, з контролем товщини проміжного діелектрика на рівні 50-75 мкм для забезпечення якості передачі сигналу.

Необхідно звертати увагу на паразитну ємність отвору (типове значення

Для розгалуження BGA кращим є конструкція сліпих переходних отворів. Кожна площадка відповідає 1-2 мікровідверстиям, а ширина лінії розгалуження не менше 40 мкм.

Реалізуйте багатоточкове з'єднання між площинами живлення/землі через мікропереходи з відстанню ≤5 мм, щоб зменшити імпеданс між площинами.

Збільште щільність перехідних отворів для розсіювання тепла (рекомендовано ≥10 перехідних отворів/см²) з діаметром отвору ≥80 мкм, щоб покращити ефективність теплопровідності.

Отвір паяльної маски повинен бути на 20-30 мкм більшим за діаметр отвору з кожного боку, щоб запобігти блокуванню отвору чорнилом паяльної маски.

Застосуйте процес нарощування, щоб збільшити кількість шарів проводки, та використовуйте сліпі та закопані переходні отвори замість наскрізних, що може збільшити щільність проводки більш ніж на 30%.

Включаючи лазерне свердління (CO₂, УФ-лазер), плазмове травлення та механічне свердління (підходить лише для отворів більшого діаметра), причому лазерне свердління становить понад 80%.

CO₂-лазер підходить для отворів діаметром 0,075-0,15 мм з низькою вартістю; УФ-лазер може обробляти мікровідкритті

Швидкість свердління CO₂-лазера становить близько 5000-10 000 отворів за хвилину, а УФ-лазера — близько 2000-5000 отворів за хвилину.

Точність позиціонування лазерного свердління становить ±25 мкм, механічного свердління — ±50 мкм, а УФ-лазер може досягти високої точності ±15 мкм.

Азотне лазерне свердління може контролювати висоту задирок у межах 5 мкм, або можна використовувати плазмове видалення плям.

Потрібен процес гальванічного покриття через отвір, при цьому товщина мідного покриття контролюється на рівні 25-35 мкм, а однорідність товщини міді в отворі ≥85%.

Нанесіть шар міді товщиною 0,3-0,5 мкм на стінку ізоляційного отвору, щоб забезпечити провідну основу. Концентрацію іонів паладію в активаційному розчині необхідно контролювати на рівні 2-5 ppm.

Температура ламінування становить 180-210 ℃, тиск 300-500 psi, а швидкість нагрівання 1-2 ℃/хвилину для забезпечення рівномірного затвердіння діелектричного шару.

Ступінь вакууму має бути нижче -95 кПа. Попереднє затвердіння препрегу до стадії B перед ламінуванням зменшить рівень дефектів у вигляді бульбашок до рівня нижче 0,5%.

Поширені такі методи: іммерсійне золото (товщина 0,05-0,1 мкм), OSP (товщина плівки 0,2-0,5 мкм) та іммерсійне срібло (0,1-0,3 мкм). Іммерсійне золото має найвищу надійність.

Необхідно контролювати в'язкість чорнила на рівні 80-120 Па·с та використовувати процес вакуумного закупорювання, щоб запобігти залишкам чорнила в отворах, зі ступенем закупорювання отворів ≤1%.

Лазерне різання використовується, коли вимога до точності форми становить

Включаючи шорсткі стінки отворів (шорсткість Ra > 1,5 мкм), пустоти в отворах (коефіцієнт пустотності > 5%), відхилення отвору (> ± 30 мкм) тощо.

Плазмове очищення використовується для видалення залишків свердління, завдяки чому шорсткість поверхні стінки отвору Ra ≤1,0 мкм.

Загальний вихід продукту за зрілими процесами становить близько 85-92%. Чим менший діаметр отвору, тим нижчий вихід. Вихід мікровідкриттів 50 мкм становить близько 80%.

Включаючи FR-4 (діелектрична проникність 4,2-4,5), високошвидкісні плати (такі як Rogers 4350B, Dk=3,66), смолу BT тощо.

Високошвидкісні плати мають менший тангенс кута втрат (Df

Використовується для міжшарового склеювання, з контролем вмісту клею на рівні 40-50% та плинності на рівні 20-30%, щоб забезпечити однорідність діелектрика після ламінування.

Для внутрішнього шару рекомендується мідна фольга товщиною 18 мкм або 35 мкм. Для зовнішнього шару можна використовувати 18 мкм, щоб зменшити втрати сигналу. У платах HDI часто використовується надтонка мідна фольга товщиною 9 мкм.

Він повинен відповідати вимогам до температурної стійкості (без відшаровування при 260℃/10 с), опору ізоляції (>10^12Ω) та адгезії (рівень випробування на поперечний розріз 0).

Рекомендується використовувати мідну фольгу зворотної обробки (RTF) з шорсткістю Ra

Віддавайте перевагу матеріалам з низькою діелектричною проникністю (Dk

Вони повинні відповідати директиві RoHS 2.0, з вмістом галогенів (хлор + бром)

Базовий матеріал FR-4 має найнижчу вартість. Високошвидкісні плати коштують у 3-5 разів дорожче, ніж FR-4, а смола BT знаходиться десь посередині.

Базовий матеріал необхідно зберігати при температурі нижче 25℃ та вологості

Включаючи візуальний огляд, вимірювання діаметра отвору, випробування товщини міді отвору, випробування імпедансу та аналіз поперечного перерізу.

Використовуйте прилад для вимірювання двовимірного зображення (точність ±1 мкм) або скануючий електронний мікроскоп (СЕМ). Для виявлення партій можна використовувати автоматичний оптичний контроль (AOI).

Стандарти IPC вимагають, щоб товщина міді в отворі була ≥20 мкм, а співвідношення середньої товщини міді до мінімальної товщини міді було ≤1,5, що визначається методом металографічного поперечного перерізу.

Використовуйте аналізатор мережі з діапазоном тестової частоти 1-10 ГГц, а відхилення імпедансу слід контролювати в межах ±10%.

Він може візуально спостерігати якість стінки отвору, товщину мідного шару та стан міжшарового з'єднання з точністю розрізу ±5 мкм.

Включаючи випробування на термічне навантаження (260℃/10 разів), випробування на витримувану напругу (500 В постійного струму/1 хвилина) та випробування на циклічні зміни температури та вологості (-40℃~85℃).

Спостерігайте, чи розтріскується стінка отвору після випробування на термічний удар (288℃/10 разів), і чи кваліфікується довжина тріщини

Використовуйте SEM для спостереження мікроструктури, енергодисперсійну спектроскопію (EDS) для визначення елементного складу та рентгенівський аналіз для виявлення внутрішніх дефектів.

Оптимізуйте процес гальванічного покриття, щоб зменшити пустоти в отворах, посилити адгезію шару паяльної маски та уникнути електрохімічної міграції, спричиненої факторами навколишнього середовища.

За нормальних умов використання термін служби може сягати 5-10 років, а в суворих умовах (висока температура, висока вологість) він скорочується до 2-3 років.

Включаючи поверхневе склеювання (SMT), зварювання BGA та вставку компонентів, з вимогою до точності поверхневого склеювання ±50 мкм.

Необхідно контролювати тиск склеювання на рівні 0,5-1,0 кг/см², щоб запобігти руйнуванню мікровідкриттів компонентів, а пікова температура кривої печі паяння становить 230-245 ℃.

Необхідно точно контролювати компланарність кульок припою (

Оптимізуйте товщину друку паяльної пасти (100-120 мкм), використовуйте паяння оплавленням, захищене азотом, а вміст кисню

Температуру повторної обробки слід контролювати нижче 260 ℃, а час має бути

Підходить для мікровідкриттів з діаметром отвору ≥0,3 мм, що потребують двохвильового паяння або селективного хвильового паяння, з висотою хвилі припою 25-35 мм.

Надайте перевагу безсвинцевій пасті для паяння (сплав SnAgCu) з температурою плавлення 217℃, рівнем активності флюсу RMA та залишковим опором ізоляції >10^10Ω.

Зменште вміст металу в паяльній пасті до 90-92%, оптимізуйте конструкцію отвору трафарету, і рівень дефектів припою може бути знижений до рівня нижче 0,1%.

Використовуйте засоби для чищення на водній основі за температури 50-60℃ протягом 3-5 хвилин, щоб забезпечити концентрацію залишкових іонів

Встановіть точність виявлення на ±25 мкм та поріг контрастності на 30-50%, що може виявити понад 95% дефектів складання.

Витрати на матеріали становлять 40-50%, витрати на обробку 30-40%, а витрати на перевірку та упаковку 10-20%.

Діаметр отвору, кількість шарів, процес обробки поверхні, тип матеріалу. Кожне зменшення мінімального діаметра отвору на 10 мкм збільшує витрати на 15-20%.

Оптимізуйте конструкцію, щоб зменшити кількість шарів, використовувати стандартизовані матеріали та збільшити виробничі партії, що може знизити витрати на 10-30%.

Виробничий цикл для звичайних процесів становить 7-10 днів, а термінові замовлення можна стиснути до 3-5 днів, але вартість зростає на 20-30%.

Впроваджуйте автоматизовані виробничі лінії, оптимізуйте технологічні процеси та збільште коефіцієнт використання обладнання для лазерного свердління до понад 80%.

Щомісячна виробнича потужність однієї виробничої лінії становить близько 5000-10 000 м², залежно від конфігурації обладнання та складності процесу.

Вартість малих партій (1000 м²), головним чином через налаштування машини та розподіл фіксованих витрат.

Розраховується комплексно за площею (юані/㎡), кількістю шарів, діаметром отвору тощо. Вартість обробки типової 8-шарової плати мікровідсічок товщиною 0,1 мм становить близько 2000-3000 юанів/㎡.

Завдяки оптимізації проекту DFM, послаблення вимог до допусків за умови досягнення продуктивності може знизити витрати більш ніж на 15%.

Інвестиції в повне обладнання виробничої лінії становлять близько 10-20 мільйонів юанів, включаючи лазерні свердлильні машини, гальванічні лінії, ламінатори тощо.

Розвиток у напрямку менших діаметрів отворів (20 шарів), менших втрат та інтегрованої упаковки.

Для виконання вимог щодо укладання мікросхем необхідно досягти діаметра отворів вертикального з'єднання

Використовується для оптимізації параметрів процесу та інтелектуального виявлення дефектів, що може збільшити вихід продукції на 5-10% та ефективність виявлення на 30%.

Лабораторне виробництво отворів діаметром 10 мкм було досягнуто, але масове виробництво стикається з проблемами, пов'язаними з матеріалами, обладнанням та вартістю.

Досягніть безперебійного з'єднання між мікросхемами та друкованими платами завдяки високощільним з'єднанням, скоротіть шляхи передачі сигналів та покращте продуктивність системи.

Використовуйте екологічно чисті матеріали та процеси, зі зниженням вмісту важких металів у стічних водах на 20% до

Потрібні матеріали з низькою діелектричною проникністю (Dk

Необхідно вирішити проблеми розтріскування стінок отвору та відшаровування мідного шару під час згинання, при радіусі згинання ≥3 мм.

Досягніть повного моніторингу процесів та автоматизованого виробництва за допомогою цифрових фабрик, зі збільшенням ефективності виробництва більш ніж на 50%.

Вимагають надзвичайно низьких втрат та високої стабільності з'єднання, з діаметрами отворів та шириною ліній, контрольованими на субмікронному рівні для забезпечення передачі квантового сигналу.

Використовуйте 6-10-шарові плати HDI з діаметром отвору 0,075 мм для досягнення високої щільності інтеграції мікросхем, камер тощо, що становить 30-40% вартості материнської плати мобільного телефону.

Потрібні плати з низькими втратами (Df

Потрібно задовольнити потреби високошвидкісного з'єднання кількох процесорів, використовувати технологію зворотного буріння для усунення заглушок та затримки передачі сигналу

Пройшов сертифікацію AEC-Q100, має діапазон температурної стійкості -40℃~125℃ та пройшов 1000-годинний випробування в сольовому тумані.