Substrato IC - Analisi di substrati comuni per schede PCB

Il rapido sviluppo dell'industria dell'informazione elettronica ha permesso ai prodotti elettronici di svilupparsi nella direzione della miniaturizzazione, funzionalizzazione, alte prestazioni e alta affidabilità. Dalla tecnologia di montaggio superficiale generale (SMT) a metà degli anni '70 alla tecnologia di montaggio superficiale ad alta densità (HDI) negli anni '90, così come l'applicazione di varie nuove tecnologie di imballaggio come l'imballaggio a semiconduttore e la tecnologia di imballaggio IC emersa negli ultimi anni, la tecnologia di installazione elettronica continua a svilupparsi nella direzione dell'alta densità. Allo stesso tempo, lo sviluppo della tecnologia di interconnessione ad alta densità promuove lo sviluppo di PCB nella direzione di alta densità. Con lo sviluppo della tecnologia di montaggio e della tecnologia PCB, anche la tecnologia del laminato rivestito di rame come materiale di substrato PCB sta migliorando costantemente. Gli esperti prevedono che l'industria dell'informazione elettronica mondiale crescerà con un tasso di crescita medio annuo del 7,4% nei prossimi 10 anni. Entro il 2010, il mercato mondiale dell'industria dell'informazione elettronica raggiungerà 3,4 trilioni di dollari USA, di cui la macchina elettronica completa sarà di 1,2 trilioni di dollari USA, e le apparecchiature di comunicazione e i computer rappresenteranno più del 70% di loro ammontavano a 0,86 trilioni di dollari USA. Si può vedere che l'enorme mercato dei laminati rivestiti di rame come materiali di base elettronici non solo continuerà ad esistere, ma continuerà anche a svilupparsi ad un tasso di crescita del 15%. Le informazioni pertinenti rilasciate dalla Copper Clad Laminate Industry Association mostrano che nei prossimi cinque anni, al fine di adattarsi alle tendenze di sviluppo della tecnologia BGA ad alta densità e della tecnologia di imballaggio a semiconduttore, la proporzione di substrati sottili FR-4 ad alte prestazioni e resina ad alte prestazioni aumenterà.

Il laminato rivestito di rame (CCL), come materiale di substrato nella produzione di PCB, svolge principalmente il ruolo di interconnessione, isolamento e supporto al PCB e ha un grande impatto sulla velocità di trasmissione, perdita di energia e impedenza caratteristica del segnale nel circuito. Pertanto, il PCB Le prestazioni, la qualità, la lavorabilità nella produzione, il livello di produzione, i costi di produzione e l'affidabilità e la stabilità a lungo termine di CCL dipendono in larga misura dal materiale del laminato rivestito di rame.

La tecnologia e la produzione CCL hanno attraversato più di mezzo secolo di sviluppo. Ora la produzione annuale mondiale di CCL ha superato i 300 milioni di metri quadrati e CCL è diventata una parte importante dei materiali di base nei prodotti di informazione elettronica. L'industria manifatturiera del laminato rivestito di rame è un'industria dell'alba. Essa ha ampie prospettive insieme allo sviluppo delle industrie dell'informazione e della comunicazione elettronica. La sua tecnologia di produzione è un'alta tecnologia che interseca, penetra e promuove molteplici discipline. La storia dello sviluppo della tecnologia elettronica dell'informazione mostra che la tecnologia laminata rivestita di rame è una delle tecnologie chiave che promuovono il rapido sviluppo dell'industria elettronica.

I compiti chiave dell'industria dei laminati rivestiti di rame (CCL) del mio paese nella futura strategia di sviluppo. In termini di prodotti, gli sforzi dovrebbero essere compiuti su cinque tipi di nuovi materiali di substrato PCB, vale a dire attraverso lo sviluppo di cinque tipi di nuovi materiali di substrato e innovazioni tecnologiche., In modo che la tecnologia all'avanguardia del CCL del mio paese sia stata migliorata. Lo sviluppo dei cinque tipi di nuovi prodotti CCL ad alte prestazioni elencati di seguito è un argomento chiave a cui ingegneri e tecnici nell'industria del laminato rivestito di rame del mio paese dovrebbero prestare attenzione nella ricerca e nello sviluppo futuri.

1. Laminato rivestito di rame compatibile senza piombo

Nella riunione dell'Unione Europea dell'11 ottobre 2002 sono state approvate due "Direttive europee" sul contenuto di protezione ambientale. Essi applicheranno formalmente la risoluzione il 1° luglio 2006. Le due "Direttive Europee" fanno riferimento alla "Direttiva sui rifiuti di prodotti elettrici ed elettronici" (denominata RAEE) e all'"Ordinanza di Restrizione sull'Uso di Certe Sostanze Pericolose" (denominata RoH). In queste due direttive legislative, i requisiti sono chiaramente menzionati. È vietato l'uso di materiali contenenti piombo. Pertanto, il modo migliore per rispondere a queste due direttive è quello di sviluppare laminati rivestiti di rame senza piombo il prima possibile.

2. Laminato rivestito di rame ad alte prestazioni

I laminati rivestiti in rame ad alte prestazioni qui indicati includono laminati rivestiti in rame a bassa costante dielettrica (Dk), laminati rivestiti in rame per PCB ad alta frequenza e ad alta velocità, laminati rivestiti in rame ad alta resistenza al calore, Nei prossimi anni (fino al 2010), nello sviluppo di questo tipo di laminati rivestiti di rame ad alte prestazioni, secondo lo sviluppo futuro previsto della tecnologia di installazione elettronica, i corrispondenti valori dell'indice di prestazione dovrebbero essere raggiunti.

3. materiale del substrato per il bordo del vettore del pacchetto IC

Lo sviluppo di materiali di substrato per substrati di imballaggio IC (noti anche come substrati di imballaggio IC) è attualmente un argomento molto importante. E' inoltre urgente sviluppare la tecnologia di imballaggio IC e microelettronica del mio paese. Con lo sviluppo di imballaggi IC nella direzione di alta frequenza e basso consumo energetico, i substrati di imballaggio IC saranno migliorati in proprietà importanti come bassa costante dielettrica, basso fattore di perdita dielettrica e alta conducibilità termica. Un argomento importante della futura ricerca e sviluppo è l'efficace coordinamento termico e integrazione della tecnologia di connessione termica del substrato-dissipazione del calore.

Per garantire la libertà di progettazione degli imballaggi IC e lo sviluppo di nuove tecnologie di imballaggio IC, è indispensabile effettuare test di modello e test di simulazione. Questi due compiti sono molto significativi per padroneggiare i requisiti caratteristici dei materiali del substrato per l'imballaggio IC, cioè, comprendere e padroneggiare le sue prestazioni elettriche, le prestazioni di dissipazione del calore e del calore, l'affidabilità e altri requisiti. Inoltre, dovrebbe comunicare ulteriormente con l'industria della progettazione di imballaggi IC per raggiungere un consenso. Le prestazioni del materiale del substrato sviluppato saranno fornite al progettista del prodotto elettronico completo in tempo, in modo che il progettista possa stabilire una base di dati accurata e avanzata.

Il supporto del pacchetto IC deve anche risolvere il problema dell'incoerenza nel coefficiente di espansione termica con il chip a semiconduttore. Anche con la scheda multistrato da accumulo adatta alla produzione di microcircuiti, il coefficiente di espansione termica del substrato isolante è generalmente troppo grande (generalmente il coefficiente di espansione termica è 60ppm/°C). Il coefficiente di espansione termica del substrato raggiunge circa 6 ppm, che è vicino a quello del chip a semiconduttore, che è infatti una "sfida difficile" per la tecnologia di produzione del substrato.

Per adattarsi allo sviluppo di alta velocità, la costante dielettrica del substrato dovrebbe raggiungere 2,0 e il fattore di perdita dielettrica può essere vicino a 0,001. Per questo motivo, una nuova generazione di circuiti stampati che superano i confini dei materiali tradizionali del substrato e dei processi di produzione tradizionali dovrebbe apparire nel mondo intorno al 2005. La svolta tecnologica, prima di tutto, è la svolta nell'uso di nuovi materiali di substrato.

Per prevedere lo sviluppo futuro della progettazione di imballaggi IC e della tecnologia di produzione, ci sono requisiti più rigorosi per i materiali del substrato utilizzati in esso. Ciò si manifesta principalmente nei seguenti aspetti: 1. Alto Tg corrispondente al flusso senza piombo. 2. Raggiungere basso fattore di perdita dielettrica corrispondente all'impedenza caratteristica. 3. Bassa costante dielettrica corrispondente ad alta velocità (ε dovrebbe essere vicino a 2). 4. bassa deformazione (migliorare la planarità della superficie del substrato). 5. Basso tasso di assorbimento di umidità. 6. Basso coefficiente di espansione termica, di modo che il coefficiente di espansione termica è vicino a 6ppm. 7. Basso costo del vettore del pacchetto IC. 8. materiale di substrato a basso costo con componenti incorporati. 9. Al fine di migliorare la resistenza agli urti termici, la resistenza meccanica di base è migliorata. È adatto per il materiale del substrato che non riduce le prestazioni sotto il ciclo di cambiamento di temperatura da alto a basso. 10. Un materiale di substrato verde a basso costo adatto ad alta temperatura di saldatura di riflusso.

Quattro, laminati rivestiti in rame con funzioni speciali I laminati rivestiti in rame con funzioni speciali qui menzionate si riferiscono principalmente a: laminati rivestiti in rame a base metallica (core), laminati rivestiti in rame a base ceramica, laminati ad alta dielettrica costanti, laminati rivestiti in rame (o materiali substrati) per pannelli multistrato passivi incorporati, Laminati rivestiti di rame per substrati di circuito ottico-elettrico, ecc Lo sviluppo e la produzione di questo tipo di laminato rivestito di rame non è solo necessario per lo sviluppo di nuove tecnologie per i prodotti elettronici di informazione, ma anche per lo sviluppo delle industrie aerospaziali e militari del mio paese.

Dalla produzione industriale su larga scala di circuiti stampati flessibili (FPC), ha sperimentato più di 30 anni di sviluppo. Negli anni '70, FPC ha iniziato a entrare nella produzione di massa di industrializzazione reale. Sviluppo alla fine degli anni '80, a causa dell'avvento e dell'applicazione di una nuova classe di materiali poliimidici, FPC senza adesivo tipo FPC (generalmente indicato come "FPC a due strati"). Negli anni '90, il mondo ha sviluppato una pellicola di copertura fotosensibile corrispondente a circuiti ad alta densità, che ha causato un grande cambiamento nella progettazione di FPC. A causa dello sviluppo di nuove aree di applicazione, il concetto della sua forma di prodotto ha subito molti cambiamenti ed è stato ampliato per includere una gamma più ampia di substrati per TAB e COB. L'FPC ad alta densità emersa nella seconda metà degli anni '90 ha iniziato a entrare nella produzione industriale su larga scala. Il suo circuito si è rapidamente sviluppato ad un livello più sottile. Anche la domanda del mercato di FPC ad alta densità sta crescendo rapidamente.

Attualmente, il valore annuo della produzione di FPC prodotta nel mondo ha raggiunto circa 3 miliardi di dollari a 3,5 miliardi di dollari. Negli ultimi anni, la produzione di FPC nel mondo è aumentata. Anche la sua proporzione in PCB sta aumentando di anno in anno. Negli Stati Uniti e in altri paesi, FPC rappresenta il 13% -16% del valore di uscita dell'intero circuito stampato. FPC sta diventando una varietà molto importante e indispensabile nel PCB.

In termini di laminati rivestiti di rame flessibili, c'è un grande divario tra la Cina e i paesi e le regioni avanzati nella scala di produzione, livello tecnologico di produzione e tecnologia di produzione delle materie prime, e questo divario è ancora più grande di quello dei laminati rivestiti di rame rigido.

Sintesi

Lo sviluppo della tecnologia e della produzione di laminati rivestiti di rame e l'industria dell'informazione elettronica, in particolare lo sviluppo dell'industria PCB sono sincronizzati e inseparabili. Questo è un processo di continua innovazione e continua ricerca. Il progresso e lo sviluppo dei laminati rivestiti di rame sono anche guidati dall'innovazione e dallo sviluppo dei prodotti elettronici, della tecnologia di produzione dei semiconduttori, della tecnologia di montaggio elettronico e della tecnologia di produzione dei PCB. In questo caso, faremo progressi insieme., Lo sviluppo sincrono è particolarmente importante.