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L'industria dei PCB deve affrontare la sfida di aumentare il numero di strati e diminuire lo spessore. Lo spessore dello strato isolante è sceso al di sotto del valore critico di 50 μm e la stabilità dimensionale e le prestazioni elettriche del PCB (in particolare impedenza del segnale e resistenza dell'isolamento) sono diminuite. Allo stesso tempo, la densità delle tracce di segnale continua ad aumentare e la larghezza della traccia è inferiore a 40 μm. È molto difficile fabbricare una tale traccia utilizzando il metodo sottrattivo tradizionale. Sebbene la tecnologia del metodo additivo possa realizzare la produzione di circuiti più raffinati, ha i problemi di alto costo e piccola scala di produzione.
Questo articolo presenta le recenti sfide e i progressi della tecnologia ALV HDI nella produzione di massa per soddisfare la sua domanda di volume, affidabilità e prezzo competitivo nel campo dell'imballaggio elettronico.
1. Panoramica della tecnologia ALV HDI
Con la popolarità dei social media, sempre più comunicazione viene realizzata attraverso smartphone o tablet. I social media sono ora una parte importante di qualsiasi piano di marketing aziendale di successo. Ci fornisce una piattaforma per comunicare con clienti esistenti e potenziali, e può anche fornirci feedback e nuove idee frequentemente. Ciò significa che la quantità di dati per la trasmissione delle informazioni è notevolmente aumentata negli ultimi anni e continuerà ad aumentare. L'aumento delle funzioni successive e la riduzione delle dimensioni dei componenti saranno la principale forza trainante per lo sviluppo del PCB. La velocità di sviluppo della tecnologia a semiconduttore è quasi esponenziale, raddoppiando ogni due anni, e questa velocità di sviluppo continuerà negli ultimi anni.
2. Sfide affrontate dalla produzione di PCB ALV HDI
I principali passaggi di produzione della miniaturizzazione del PCB ALV HDI sono la laminazione multistrato, la perforazione laser, l'imaging, l'incisione e i processi di galvanizzazione e come ottimizzare il processo per soddisfare una produzione ad alto volume, robusta, affidabile e a basso costo.
1. L'evoluzione della tecnologia laser micro-foro
A metà degli anni '90, il passo dei pin dei componenti è diminuito e la difficoltà tecnica risiede nel collegare componenti ad alto I/O-count con PCB PTH multistrato. Per far fronte a questa sfida, l'industria dei PCB non solo ha ridotto i fori passanti dei trapani meccanici a meno di 150 mm, ma ha anche sviluppato tecnologie di micro-fori, come strati dielettrici fotoimagebili, fori di incisione al plasma e metodi di perforazione laser. Tuttavia, la tecnologia di formare fori mediante fotoimaging richiede materiali fotosensibili speciali e il plasma non ha alcun effetto su FR-4. Grazie alla sua flessibilità, la perforazione laser è diventata ora il metodo di produzione dominante.
Inizialmente, i laser disponibili erano TEA CO2 e UV Nd: YAG. Ci sono state diverse carenze che hanno limitato la loro praticità e accuratezza.
Il laser TEA CO2 ha una lunghezza d'onda di 10600 nanometri, non può perforare rame, la sua velocità è lenta e l'impulso è facile da perdere. Pertanto, ci sono alcune difficoltà nell'applicazione. Quando si utilizza questo tipo di perforatrice laser, è necessario fare una finestra (Maschera Conformale) che è grande quanto o leggermente più grande dell'apertura laser finale sulla superficie di rame. Inoltre, dopo questa ablazione laser a lunga lunghezza d'onda, nel PCB si formerà uno strato carbonizzato e questo strato carbonizzato deve essere rimosso attraverso parametri di rimozione delle scorie relativamente forti.
Più tardi, alcune aziende hanno iniziato a combinare laser CO2 con laser UV, ma questa soluzione è adatta solo per prototipi PCB e produzione di piccoli lotti. Per le schede batch, questo metodo combinato non è economico e conveniente.
A metà degli anni 2000, i produttori leader del settore di PCB hanno iniziato a sviluppare la perforazione diretta attraverso fogli di rame. Sottilizzare il rame a 5 mm ~ 12 mm di spessore, e ruvidere e scurire la superficie di rame prima di forare. Il vantaggio tecnico di questa formazione diretta del foro laser è che la fase di incisione della finestra di rame è ridotta e il costo è significativamente ridotto. Questo è oggi il metodo principale per la produzione di microvie cieche per qualsiasi interconnessione a livello. Tuttavia, lo svantaggio di questo metodo è che la finestra di elaborazione è relativamente stretta e non può essere rielaborata. Dal punto di vista qualitativo, è una sfida enorme per la produzione di massa stabile di microvie cieche inferiori a 100 μm. Poiché difetti come il rame sporgente nell'orifizio, la fibra di vetro sporgente e i residui di resina causeranno problemi di qualità nel successivo processo di desmear e galvanizzazione, questi micro fori ciechi inferiori a 100 μm devono essere ottimizzati per rimuovere il rame sporgente nell'orifizio ed eliminarli. Difetti come protrusione della fibra di vetro e residuo di resina.
2. Elettroplaccatura e processo di imaging
La scelta del processo di galvanizzazione PCB è determinata dalla larghezza / spaziatura della linea, dallo spessore dello strato isolante e dallo spessore finale del rame. Nel disegno BGA passo 0,3 mm, il diametro del pad è di 150 μm, il foro cieco è di 75 μm e due linee sottili di 30 mm/30 mm sono eseguite tra i due pad con un passo di 0,3 mm. È difficile realizzare questo tipo di circuito sottile attraverso il metodo sottrattivo esistente.
Tre, sintesi della tecnologia ALV HDI
Questo articolo introduce principalmente il processo chiave di qualsiasi scheda PCB di interconnessione a strati nel processo di produzione e il suo impatto sul costo. Quando si sceglie un processo, si dovrebbe considerare che questa tecnologia deve soddisfare le esigenze attuali e future dei prodotti per l'imballaggio elettronico. Le sfide affrontate da HDI PCB sono: l'aumento delle funzioni PCB e la riduzione delle dimensioni, così come la struttura ultrasottile che appare frequentemente nei recenti prodotti terminali. Al fine di preparare i materiali e i metodi di produzione in modo tempestivo, è necessario gestire efficacemente la catena di fornitura, accorciare il ciclo di produzione del prototipo e portare i loro prodotti sul mercato più velocemente.
