L'actualité PCB - Pourquoi est - il si difficile de faire des cartes PCB multicouches?

Pourquoi est - il si difficile de faire des cartes PCB multicouches?

Avec le développement de la technologie de l'information électronique, les cartes PCB multicouches sont utilisées dans de plus en plus de domaines. Dans un sens traditionnel, nous définissons les cartes PCB au - dessus de 4 couches comme des « cartes PCB multicouches» et celles au - dessus de 10 couches comme des « cartes PCB multicouches élevées». La capacité de produire des PCB de haut niveau est un indicateur important de la Force des fabricants de PCB. La production de plus de 20 couches de panneaux multicouches de haute qualité est considérée comme une entreprise de PCB de première classe. On dit que les cartes PCB multicouches coûtent cher à produire parce qu’elles sont difficiles à fabriquer, mais de nombreux clients ne comprennent pas la question « Pourquoi les cartes PCB multicouches sont - elles si difficiles à produire? », alors ils pensent que les fabricants cherchent des raisons de facturer délibérément. Aujourd'hui, laissez un ingénieur PCB expérimenté vous expliquer: Pourquoi est - il si difficile de fabriquer des PCB multicouches?

1. Principales difficultés de production

Par rapport aux cartes traditionnelles, les cartes avancées sont plus épaisses, plus de couches, plus denses de lignes et de trous, plus grandes tailles de cellules, plus minces couches diélectriques, etc., avec des exigences plus strictes en matière d'espace de couche interne, d'alignement entre couches, de contrôle d'impédance et de fiabilité.

1. Difficulté à trouver entre les couches

En raison du grand nombre de cartes de haute qualité, les concepteurs clients ont des exigences de plus en plus strictes pour l'alignement de chaque couche de PCB. En général, les tolérances d'alignement entre les couches sont contrôlées par ± 75°m. Tenant compte de la température ambiante et de l'humidité dans les ateliers de conception à grande échelle et de transmission graphique des unités de plaques avancées, ainsi que de facteurs tels que le désalignement et la superposition résultant de la dilatation et de la contraction incohérentes des différentes couches de base, des méthodes de positionnement inter - couches, etc., Il est plus difficile de contrôler le degré d'alignement entre les couches de la plaque supérieure.

2. Difficultés de production de circuits internes

Les cartes de haute qualité utilisent des matériaux spéciaux tels que TG élevé, haute vitesse, haute fréquence, cuivre épais, couche diélectrique mince, etc., ce qui impose des exigences élevées pour la production de circuits de couche interne et le contrôle de la taille du motif. Petite largeur de ligne et espacement des lignes, augmentation des circuits ouverts et des courts - circuits, augmentation des courts - circuits, faible taux de passage; Il y a plus de couches de signaux de circuit fin et la probabilité d'omission de la détection AOI dans la couche interne augmente; Le panneau de noyau interne est mince, facile à froisser, mal exposé et gravé. Facile à enrouler le panneau au - dessus de la machine; Le coût des produits finis en fin de vie est relativement élevé.

3. Difficultés de production d'estampage

Lorsque plusieurs plaques de noyau interne et préimprégnés sont superposés, des défauts tels que des plaques coulissantes, des couches, des cavités de résine et des bulles d'air peuvent survenir pendant la production. Lors de la conception d'une structure stratifiée, il est nécessaire de tenir pleinement compte de la résistance à la chaleur du matériau, de la résistance à la pression, de la quantité de colle utilisée et de l'épaisseur du support, ainsi que de mettre en place une procédure de laminage avancée raisonnable.

4. Difficultés de forage

L'utilisation de TG élevé, haute vitesse, haute fréquence, épaisse plaque spéciale en cuivre augmente la rugosité de perçage, les bavures de perçage et la difficulté de débordage. Il y a beaucoup de couches, l'épaisseur totale accumulée de cuivre et l'épaisseur de la plaque, le trou de forage est facile à casser le couteau; BGA dense beaucoup, problèmes de défaillance CAF causés par l'espacement étroit des parois des trous; L'épaisseur de la plaque peut facilement entraîner des problèmes de perçage oblique.

2. Contrôle des processus de production clés

1. Choix des matériaux

Les exigences relativement faibles en matière de permittivité et de pertes diélectriques pour les matériaux de circuits électroniques, ainsi qu'un cte faible, une faible absorption d'eau et un meilleur matériau de stratifié de cuivre haute performance pour répondre aux exigences de traitement et de fiabilité des plaques de haut niveau.

2. Conception de structure stratifiée

Les principaux facteurs pris en compte dans la conception de la structure de l'empilement sont la résistance à la chaleur du matériau, la résistance à la pression, la quantité de remplissage et l'épaisseur de la couche diélectrique, etc. les principes principaux suivants doivent être respectés:

(1) Les fabricants de préimprégnés et de panneaux de base doivent être cohérents. Pour assurer la fiabilité du PCB, évitez d'utiliser un seul préimprégné 1080 ou 106 pour toutes les couches préimprégnées (sauf demande spéciale du client). Lorsque le client n'a aucune exigence d'épaisseur de média, l'épaisseur du média sandwich doit être garantie de 0,09 MM selon IPC - a - 600g.

(2) Lorsque les clients ont besoin de feuilles de TG élevé, le panneau de noyau et le préimprégné doivent utiliser le matériau de TG élevé correspondant.

(3) pour les substrats internes 3oz ou plus, utilisez un préimprégné à haute teneur en résine, mais essayez d'éviter la conception structurelle de 106 préimprégnés à haute adhérence.

(4) la tolérance d'épaisseur de la couche diélectrique inter - couches est généralement contrôlée à + / - 10% si le client n'a pas d'exigences particulières. Pour les plaques d'impédance, la tolérance d'épaisseur diélectrique est contrôlée par la tolérance IPC - 4101 C / m. Si le facteur d'influence de l'impédance et l'épaisseur du substrat. Si pertinent, la tolérance de la plaque mince doit également être conforme à la tolérance IPC - 4101 C / m.

3. Contrôle d'alignement entre les couches

La précision de la compensation dimensionnelle du panneau de noyau interne et du contrôle dimensionnel de la production nécessite un certain temps pour collecter les données et l'expérience des données historiques en production afin de compenser avec précision la taille de chaque couche du panneau de couche supérieure et d'assurer l'expansion et la contraction de chaque couche du panneau de noyau. Cohérence

4. Technologie de circuit interne

Comme les machines d'exposition traditionnelles ont une résolution d'environ 50 isla¼ M, pour la production de plaques de haut niveau, il est possible d'introduire une machine d'imagerie directe laser (LDI) pour améliorer la résolution graphique, qui peut atteindre environ 20 isla¼ M. Précision d'alignement de la machine d'exposition traditionnelle de ± 25 μm et précision d'alignement inter - couches supérieure à 50 μm; Avec la machine d'exposition d'alignement de haute précision, la précision d'alignement graphique peut être améliorée à environ 15 μm et la précision d'alignement inter - couches peut être contrôlée à moins de 30 μm.

5. Processus d'estampage

Actuellement, la méthode de positionnement intercalaire avant le poinçonnage comprend principalement: positionnement à quatre fentes (pin - Lam), thermofusible, rivet, thermofusible et rivet combinés, différentes structures de produits avec différentes méthodes de positionnement. Pour les plaques de haute qualité, la méthode de positionnement à quatre fentes, ou la méthode de fusion + rivetage, avec poinçonnage des trous de positionnement par la machine de poinçonnage OPE, la précision de poinçonnage est contrôlée à ± 25 ° m.

Selon la structure stratifiée de la plaque de couche supérieure et les matériaux utilisés, étudier les procédures de pressage appropriées, définir le taux de chauffage optimal et la courbe, réduire correctement le taux de chauffage du stratifié, prolonger le temps de durcissement à haute température, de sorte que la résine s'écoule et se solidifie pleinement, Et éviter les problèmes de pression tels que les plaques coulissantes et les dislocations entre les couches lors de la fermeture.

6. Technologie de forage

En raison de la superposition de chaque couche, la plaque et la couche de cuivre sont trop épaisses, ce qui peut causer une forte usure au foret, ce qui peut facilement le casser. Le nombre de trous, la vitesse de descente et la vitesse de rotation sont convenablement réduits. Mesurer avec précision la dilatation et la contraction de la plaque pour fournir un coefficient précis; Le nombre de couches est de 14 avec un diamètre de trou de 0,2 mm, ou une distance de fil de trou de 0175 mm et une précision de position de trou de 0025 MM. Le diamètre de trou est supérieur à 4,0 MM. Foret étagé avec un rapport d'épaisseur / diamètre de 12: 1, avec des méthodes de forage étagé et positif et négatif; Afin de contrôler le Front de forage et l'épaisseur du trou, la plaque supérieure doit être forée avec un nouveau foret ou un seul foret abrasif autant que possible, l'épaisseur du trou doit être contrôlée à moins de 25 µm.

Iii. Test de fiabilité

Les plaques premium sont plus épaisses, plus lourdes, plus grandes par unité de taille que les plaques multicouches traditionnelles et ont une plus grande capacité thermique correspondante. Plus de chaleur est nécessaire lors de la soudure et la soudure à haute température dure plus longtemps. Il faut entre 50 et 90 secondes à 217°c (point de fusion de la soudure étain - argent - cuivre) et le refroidissement de la tôle supérieure est relativement lent, ce qui allonge la durée des tests de soudage par reflux.

Ci - dessus est la réponse à "Pourquoi est - il si difficile de faire des cartes PCB multicouches" expliqué par un ingénieur PCB expérimenté. Grâce au partage ci - dessus, nous croyons que tout le monde doit avoir une meilleure compréhension de la production de cartes PCB multicouches. Dans le même temps, vous et moi comprenons également pourquoi le prix de production de la carte PCB multicouche est si cher! En effet, le processus de fabrication des cartes PCB est complexe et la fabrication de cartes PCB multicouches est plus difficile. « vous obtenez ce que vous donnez » est la vérité. J'espère que le partage ci - dessus vous aidera.