Per què és tan difícil fer plaques de PCB multicapa?

Amb el desenvolupament de la tecnologia de la informació electrònica, cada cop més camps utilitzen plaques de PCB multicapa. Tradicionalment, definim plaques PCB amb més de 4 capes com a "plaques PCB multicapa" i més de 10 capes com "plaques PCB multicapa altes". Si pot produir plaques de PCB multicapa d'alt nivell és un indicador important per mesurar la força d'un fabricant de plaques de PCB. Pot produir taulers multicapa d'alt nivell amb més de 20 capes, que es considera una empresa de PCB amb una força tècnica de primer nivell.

1. Principals dificultats de producció

En comparació amb les plaques de circuit convencionals, les plaques de circuits d'alt nivell tenen components més gruixuts, més capes, línies i vies més denses, mida d'unitat més gran, capes dielèctriques més fines, etc., espai intern, alineació entre capes, control d'impedància i fiabilitat. Els requisits sexuals són més estrictes.

(1) Dificultats en l'alineació entre capes

A causa del gran nombre de capes de placa de gran alçada, el costat del disseny del client té requisits cada cop més estrictes sobre l'alineació de cada capa del PCB. Normalment, la tolerància d'alineació entre capes es controla a ± 75 μm. Factors com l'apilament de dislocacions i els mètodes de posicionament entre capes causats per la inconsistència de l'expansió i la contracció de les diferents capes de plaques centrals fan que sigui més difícil controlar l'alineació de les capes entre les plaques de gran alçada.

(2) Dificultats per fer capes interiors

El tauler de gran alçada adopta materials especials com ara TG alta, alta velocitat, alta freqüència, coure gruixut i una capa dielèctrica prima, que planteja requisits elevats per a la producció de circuits de capa interna i el control de la mida gràfica. L'amplada de línia i l'espaiat entre línies són reduïts, els circuits oberts i curts augmenten, els micro-curts augmenten i la taxa de superació és baixa; hi ha moltes capes de senyal de línies fines i augmenta la probabilitat de no inspeccionar la capa interna AOI; el gruix de la placa del nucli interior és prim, que és fàcil d'arrugar, donant lloc a una mala exposició i gravat. És fàcil enrotllar el tauler quan la màquina s'ha acabat; el cost de desballestament del producte acabat és relativament elevat.

(3) Dificultats en premsar

Es superposen múltiples plaques de nucli intern i preimpregnats, i els defectes com ara plaques lliscants, delaminació, buits de resina i residus de bombolles són propensos a produir-se durant la producció de laminació. Quan es dissenya l'estructura laminat, cal tenir en compte la resistència a la calor, la tensió suportada, la quantitat d'ompliment de cola i el gruix dielèctric del material i establir un programa de premsat de taulers d'alt nivell raonable.

(4) Dificultats en la producció de perforació

L'ús de plaques especials de coure d'alta velocitat, d'alta velocitat, d'alta freqüència i gruixudes augmenta la dificultat de la rugositat de perforació, les rebaves de perforació i la descontaminació. El nombre de capes és gran, el gruix total acumulat de coure i el gruix de la placa, i l'eina de perforació és fàcil de trencar; hi ha molts BGA densos i el problema de fallada del CAF causat per l'espai estret de la paret del forat; el problema de perforació inclinada és causat fàcilment pel gruix de la placa.

2. Control dels processos productius clau

(1) Selecció de material

Es requereix que els materials de circuits electrònics tinguin una constant dielèctrica i una pèrdua dielèctrica relativament baixes, així com un CTE baix, una baixa absorció d'aigua i millors materials laminats de coure d'alt rendiment per complir els requisits de processament i fiabilitat de les plaques d'alt nivell.

(2) Disseny d'estructura laminat

Els principals factors considerats en el disseny de l'estructura laminat són la resistència a la calor del material, la tensió de resistència, la quantitat d'ompliment de cola i el gruix de la capa dielèctrica, etc. S'han de seguir els següents principis principals:

a. Els fabricants de plaques preimpregnades i nuclis han de ser coherents. Per garantir la fiabilitat del PCB, totes les capes de preimpregnat haurien d'evitar l'ús de preimpregnats únics 1080 o 106 (excepte si el client té requisits especials).

b. Quan el client requereix una làmina d'alta TG, la placa central i el preimpregnat han d'utilitzar el material d'alta TG corresponent.

c. Per a substrats interiors de 3 OZ o superiors, utilitzeu preimpregnats amb alt contingut de resina, però intenteu evitar el disseny estructural d'utilitzar els 106 preimpregnats d'alta resina.

d. Si el client no té requisits especials, la tolerància de gruix de la capa dielèctrica intercapa es controla generalment en més /{0}} per cent . Per a la placa d'impedància, la tolerància del gruix dielèctric està controlada per la tolerància de classe IPC-4101 C/M, si el factor d'influència de la impedància està relacionat amb el gruix del substrat, les toleràncies de la placa també han d'estar d'acord amb IPC{ {2}} Toleràncies de classe C/M.

(3) Control d'alineació entre capes

La precisió de la compensació de la mida del tauler central de la capa interna i el control de la mida de la producció s'han de compensar amb precisió per a la mida gràfica de cada capa del tauler de gran alçada mitjançant les dades recollides en la producció i l'experiència de les dades històriques per a un determinat període de temps, per tal d'assegurar l'expansió i la contracció del tauler central de cada capa. consistència.

(4) Procés de circuit de capa interna

Com que la capacitat de resolució de la màquina d'exposició tradicional és d'uns 50 μm, per a la producció de taulers d'alt nivell, es pot introduir una màquina d'imatge directa làser (LDI) per millorar la capacitat de resolució d'imatge i la capacitat de resolució pot arribar a uns 20 μm. La precisió d'alineació de la màquina d'exposició tradicional és de ± 25 μm i la precisió d'alineació entre capes és superior a 50 μm; utilitzant una màquina d'exposició d'alineació d'alta precisió, la precisió d'alineació del patró es pot augmentar fins a uns 15 μm i la precisió d'alineació entre capes es controla dins de 30 μm.

(5) Procés de premsat

Actualment, els mètodes de posicionament entre capes abans de la laminació inclouen principalment: posicionament de quatre ranures (Pin LAM), fusió en calent, rebló, fusió en calent i combinació de reblons. Les diferents estructures de producte adopten diferents mètodes de posicionament. Per als taulers de gran alçada, s'utilitza el mètode de posicionament de quatre ranures o el mètode de fusió més reblat. La punxonadora OPE perfora els forats de posicionament i la precisió de perforació es controla a ± 25 μm.

D'acord amb l'estructura laminada del tauler de gran alçada i els materials utilitzats, estudieu el procediment de laminació adequat, establiu la millor velocitat i corba d'escalfament, reduïu adequadament la velocitat d'escalfament de la làmina de laminació, perllongueu el temps de curat a alta temperatura, feu que la resina flueix i cura completament, i evita pressionar Problemes com ara la dislocació de la placa lliscant i la intercapa durant el procés de combinació.

(6) Procés de perforació

A causa de la superposició de cada capa, la placa i la capa de coure són molt gruixudes, cosa que desgastarà seriosament la broca i trencarà fàcilment la fulla de trepant. El nombre de forats, la velocitat de caiguda i la velocitat de rotació s'han d'ajustar adequadament. Mesureu amb precisió l'expansió i la contracció del tauler i proporcioneu coeficients precisos; el nombre de capes és superior o igual a 14 capes, el diàmetre del forat és menor o igual a 0,2 mm, o la distància forat a línia és menor o igual a 0. 175 mm. La perforació pas a pas, amb una relació de gruix a diàmetre de 12:1, es produeix mitjançant mètodes de perforació pas a pas, positius i negatius; controleu la punta de perforació i el gruix del forat, i utilitzeu un trepant nou o un trepant de rectificat per a taulers de gran alçada tant com sigui possible, i el gruix del forat es controla dins de 25um.

3. Prova de fiabilitat

Els taulers de gran alçada són més gruixuts, més pesats i tenen mides d'unitats més grans que els taulers multicapa convencionals, i la capacitat de calor corresponent també és més gran. Durant la soldadura, es requereix més calor i el temps de soldadura a alta temperatura experimentat és més llarg. Es triga de 50 a 90 segons a 217 graus (el punt de fusió de la soldadura d'estany-plata-coure) i la velocitat de refredament del tauler d'alt nivell és relativament lenta, de manera que el temps per a la prova de reflux s'allarga.