Leiterplattentechnisch - Wird die ALV HDI-Technologie in Massenproduktion in Leiterplatten hergestellt?

Da Produkte wie Smartphones, Tablets und Wearables kleiner und vielseitiger werden

Die Leiterplattenindustrie steht vor der Herausforderung, die Anzahl der Schichten zu erhöhen und die Dicke zu verringern. Die Dicke der Isolierschicht ist unter den kritischen Wert von 50 μm gefallen, und die Dimensionsstabilität und elektrische Leistung der Leiterplatte (insbesondere Signalimpedanz und Isolationswiderstand) sind gesunken. Gleichzeitig nimmt die Dichte der Signalspuren weiter zu, und die Breite der Spur ist weniger als 40 μm. Es ist sehr schwierig, eine solche Spur mit der traditionellen subtraktiven Methode herzustellen. Obwohl die additive Methodentechnologie die Produktion von raffinierteren Schaltkreisen realisieren kann, hat sie die Probleme der hohen Kosten und des kleinen Produktionsmaßstabs.

Dieser Artikel stellt die jüngsten Herausforderungen und Fortschritte der ALV HDI-Technologie in der Massenproduktion vor, um die Nachfrage nach Volumen, Zuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Preisen im Bereich der elektronischen Verpackung zu erfüllen.

1. Überblick über die ALV HDI Technologie

Mit der Popularität sozialer Medien wird immer mehr Kommunikation über Smartphones oder Tablets realisiert. Social Media ist heute ein wichtiger Bestandteil eines erfolgreichen Corporate Marketing Plans. Es bietet uns eine Plattform, um mit bestehenden und potenziellen Kunden zu kommunizieren, und es kann uns auch häufig Feedback und neue Ideen geben. Das bedeutet, dass die Datenmenge für die Informationsübertragung in den letzten Jahren stark zugenommen hat und weiter zunehmen wird. Die Zunahme der nachfolgenden Funktionen und die Verringerung der Bauteilgröße werden die Haupttreiber für die Entwicklung von Leiterplatten sein. Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Halbleitertechnologie ist fast exponentiell und verdoppelt sich alle zwei Jahre, und diese Entwicklungsgeschwindigkeit wird sich in den letzten Jahren fortsetzen.

2. Herausforderungen bei der Herstellung von ALV HDI Leiterplatten

Die wichtigsten Produktionsschritte der ALV HDI PCB Miniaturisierung sind Mehrschichtlaminierung, Laserbohren, Imaging-, Ätz- und Galvanikprozesse und die Optimierung des Prozesses für eine großvolumige, robuste, zuverlässige und kostengünstige Produktion.

1. Die Entwicklung der Mikrolochlasertechnologie

Mitte der 1990er Jahre nahm die Bauteilpinneigung ab, und die technische Schwierigkeit liegt darin, Komponenten mit hoher I/O-Anzahl mit mehrschichtigen PTH-Leiterplatten zu verbinden. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, hat die Leiterplattenindustrie nicht nur die Durchgangsbohrungen mechanischer Bohrer auf weniger als 150 mm reduziert, sondern auch Mikrolochtechnologien entwickelt, wie photoabbildbare dielektrische Schichten, Plasmaätzlöcher und Laserbohrmethoden. Die Technologie der Bildung von Löchern durch Photoimaging erfordert jedoch spezielle lichtempfindliche Materialien, und Plasma hat keinen Einfluss auf FR-4. Aufgrund seiner Flexibilität hat sich das Laserbohren mittlerweile zum dominierenden Produktionsverfahren entwickelt.

Zunächst waren die verfügbaren Laser TEA CO2 und UV Nd: YAG. Es gab mehrere Mängel, die ihre Praktikabilität und Genauigkeit einschränkten.

Der TEA CO2-Laser hat eine Wellenlänge von 10600 Nanometer, er kann Kupfer nicht bohren, seine Geschwindigkeit ist langsam, und der Impuls ist leicht zu übersehen. Daher gibt es bestimmte Schwierigkeiten in der Anwendung. Bei der Verwendung dieser Art von Laserbohrmaschine ist es notwendig, ein Fenster (Conformal Mask) herzustellen, das so groß oder etwas größer als die endgültige Laseröffnung auf der Kupferoberfläche ist. Darüber hinaus wird nach dieser langwelligen Laserablation eine karbonisierte Schicht in der Leiterplatte gebildet, und diese karbonisierte Schicht muss durch relativ starke Schlackenentfernungsparameter entfernt werden.

Später begannen einige Unternehmen, CO2-Laser mit UV-Lasern zu kombinieren, aber diese Lösung ist nur für PCB-Prototypen und Kleinserienfertigung geeignet. Für Batch-Boards ist diese kombinierte Methode nicht wirtschaftlich und erschwinglich.

Mitte der 2000er Jahre begannen branchenführende Leiterplattenhersteller, direkte Bohrungen durch Kupferfolie zu entwickeln. Verdünnen Sie das Kupfer auf 5 mm,12 mm dick und rauen und verdunkeln Sie die Kupferoberfläche vor dem Bohren. Der technische Vorteil dieser Laser-Direktlochbildung besteht darin, dass der Schritt des Ätzes des Kupferfensters reduziert wird und die Kosten deutlich reduziert werden. Dies ist heute die wichtigste Methode zur Herstellung blinder Mikrovias für beliebige Schichtverbindungen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass das Bearbeitungsfenster relativ schmal ist und nicht nachbearbeitet werden kann. Aus qualitativer Sicht ist es eine große Herausforderung für die stabile Massenproduktion blinder Mikrovias kleiner als 100 μm. Da Defekte wie überhängendes Kupfer in der Öffnung, hervorstehende Glasfaser- und Harzreste beim anschließenden Entstau- und Galvanikprozess Qualitätsprobleme verursachen, müssen diese Mikroblindlöcher unter 100 μm optimiert werden, um das überhängte Kupfer in der Öffnung zu entfernen und zu beseitigen. Defekte wie Glasfaservorsprung und Harzreste.

2. Galvanik- und Bildgebungsverfahren

Die Wahl des PCB-Galvanikprozesses wird durch die Linienbreite/den Abstand, die Dicke der Isolierschicht und die endgültige Kupferdicke bestimmt. In der 0,3-mm-Neigung BGA-Design ist der Durchmesser des Pads 150 μm, das tote Loch 75 μm, und zwei 30 mm/30 mm dünne Linien werden zwischen den beiden Pads mit einer Neigung von 0,3 mm geführt. Es ist schwierig, diese Art von feinen Schaltungen durch die bestehende subtraktive Methode zu machen.

Drei, ALV HDI Technologie Zusammenfassung

Dieser Artikel stellt hauptsächlich den Schlüsselprozess jeder Schichtverbindungsplatine im Produktionsprozess und seine Auswirkungen auf die Kosten vor. Bei der Auswahl eines Verfahrens sollte berücksichtigt werden, dass diese Technologie den aktuellen und zukünftigen Anforderungen elektronischer Verpackungsprodukte gerecht werden muss. Die Herausforderungen, denen HDI-Leiterplatten gegenüberstehen, sind: die Zunahme der Leiterplattenfunktionen und die Verringerung der Größe sowie die ultradünne Struktur, die häufig in neueren Endprodukten auftritt. Um Materialien und Produktionsmethoden rechtzeitig vorzubereiten, ist es notwendig, die Lieferkette effektiv zu steuern, den Prototypen-Produktionszyklus zu verkürzen und ihre Produkte schneller auf den Markt zu bringen.