PCBニュース - 高密度相互接続回路基板のキー製造プロセス制御

高密度相互接続 PCB回路基板 一般にHDIハイ 多層回路基板 10から20層以上で, どちらが伝統的ではないか 多層回路基板, 高品質と信頼性の要件. 主に通信機器で使用される, ハイエンドサーバー, 医用電子, 航空, 産業管理, 軍隊その他の分野. 近年, アプリケーション通信分野における高レベルボードの市場需要, 基地局, 航空, そして、軍隊は強いままでした. 中国の通信機器市場の急速な発展, 高級ボード市場は有望である.

現在, 国内 PCBメーカー それは高レベルの回路基板を大量生産することができます主に外国資金企業やいくつかの国内資金企業. 高レベル回路基板の製造は、高い技術と設備投資を必要とするばかりではない, しかし、技術者と生産人員の経験の蓄積を必要とする. 同時に, ハイレベルのボードカスタマー認証手順の導入は厳しい, したがって、高レベルの回路基板は、企業に参入し、工業化を実現するより高い閾値を有する. 生産サイクルは長い. PCB層の平均数は、PCB会社の技術レベルと製品構造を測定する重要な技術指標となっている. 高レベル回路基板製造における主な加工困難性について簡単に述べた, そして、ピアによるリファレンスとリファレンス用の高レベル回路基板の重要な製造プロセスの制御点を紹介する.

主な生産困難

従来の回路基板の特性と比較して、高レベル回路基板は、より厚い基板、より一層の層、緻密なラインおよびビア、より大きなセルサイズ、およびより薄い誘電体層の特性を有する。内部層空間、層間の整合度、インピーダンス制御および信頼性要件は、より厳しい。

層の間の整列の1.1の難しさ

高レベルボードの多数のため、顧客設計側は、PCBの各々のレイヤーのアラインメントのためのより厳格な要件を有する。通常、層間のアライメント公差は、高品位ボードユニットの大規模設計と、グラフィックス転送ワークショップの周囲温湿度とを考慮して、異なるコア層の伸縮の不一致、層間位置決め方法等によるミスアラインメント、重ね合わせ等の要因を考慮して、±0.25 Km／m／mで制御される。高層ボードの層間のアライメント度を制御することは困難である。

内部回路を作る1.2の難しさ

高レベル基板は、高Tg、高速、高周波、厚い銅、薄い誘電体層等の特殊材料を採用しており、内部回路の製造及びインピーダンス信号伝達の整合性などのパターンサイズの制御に対して高い要求を与えており、内部回路の製造の難しさが増している。線幅と線間隔は小さく、開放、短絡は増加し、短絡は増加し、パスレートは低いより微細な回路信号層があり、内部層におけるAOI検出を欠く確率は増加する内側のコアボードは薄く、それがしわを容易にし、貧しい露出とエッチングを引き起こすので、それはマシンを渡すときにボードをロールバックするのは簡単です高級ボードの大部分はシステムボードであり，ユニットサイズは比較的大きく，完成品のスクラップコストは比較的高い。

プレスの1.3の困難

複数の内部コアボードとプリプレグを重ね，積層生産中に滑り，剥離，樹脂ボイド，気泡残留物などの欠陥が発生しやすい。積層構造を設計する際には、材料の耐熱性、耐電圧、接着剤量、媒体厚さを十分に考慮し、適正な高レベル基板プレスプログラムを設定する必要がある。多くの層があり、伸縮制御の量とサイズ係数の補償は一貫して保たれない薄い層間絶縁層は容易に層間信頼性試験の失敗につながる。図1は、熱応力試験後の板の剥離の欠陥図である。

掘削ドリルの1.4の困難

高Tg、高速、高周波、厚い銅の特別なプレートを使用して、掘削粗さ、掘削バリとDE掘削の難易度を増加させる。多くの層があり、累積総銅の厚さと板厚は、掘削は簡単にナイフを破ることです高密度bgaは，狭い穴壁間隔に起因するcaf故障問題である板厚は傾斜穴あけ問題を起こしやすい。

鍵製造工程管理

2.1材料選択

高性能・多機能電子部品の開発に伴い，高周波，高速信号伝送の進展が起こり，電子回路材料の誘電率や誘電損失は，低cte，低吸水性とともに比較的低いことが要求される。高レベルボードの処理と信頼性要求を満たすための速度及びより高性能の銅クラッド積層材料一般的に使用されるボード供給元は主にシリーズ、Bシリーズ、Cシリーズ、Dシリーズが含まれます。これら4つの内基板の主な特性を比較して表1に示す。高品質の厚い銅回路基板のために、高い樹脂内容を有するprepregsを使用する。層間プリプレグ間に流れる接着剤の量は、内部層パターンを充填するのに十分である。絶縁誘電体層があまりに厚い場合、完成したボードは、あまりに厚くてもよい。逆に、絶縁性誘電体層が薄すぎると、誘電体層間剥離や高電圧のテスト不良などの品質問題が発生し易く、絶縁誘電材料の選択が極めて重要である。

2.2積層構造の設計

積層構造の設計において考慮される主な要因は、材料の耐熱性、耐電圧、フィラー量、誘電体層の厚さである。以下の主な原則に従うべきです。

（1）プリプレグとコアボードメーカーは一貫しなければならない。PCB信頼性を確実にするために、Prepregのすべての層（顧客の特別な要件を除いて）のために、1つの1080または106のプリプレグを使用するのを避けてください。顧客がメディアの厚み要件を持たない場合、層間媒体の厚さは、IPC－600 Gに従って、0.009 mmである。

（2）顧客が高tgシートを必要とする場合，コアボードとプリプレグは対応する高tg材料を使用しなければならない。

（3）内部基板3 Oz以上では、1080 R／C 65 %、1080 HR／C 68 %、106 R／C 73 %、106 hr／C 76 %のような、高い樹脂含有量を有するプリプレグを使用する。しかし、すべての106高接着プリプレグを使用しないようにしてください。ガラス繊維糸が薄すぎるので、ガラス繊維糸は大きな基板領域で崩壊し、これはプレートの寸法安定性及び剥離に影響する。

（4）顧客に特別な要求がない場合は、一般的に層間絶縁層の厚さ公差を＋−10 %制御する。インピーダンスボードでは、誘電体厚さの許容範囲は、IPC−4101 C／M公差によって制御される。もしインピーダンスが関連するならば、インピーダンスが基板の因子と厚さに影響するならば、シート公差は、IPC－4101 C／M耐性に従ってもなければならない。

2.3層アライメント制御

インナーコアボードサイズの補償および生産サイズ制御の精度は、各層のコアボードが拡張および縮小することを確実にするために、高レベル基板の各層のサイズを正確に補償するために、生産におけるデータおよび歴史的データ経験を収集する一定の期間を必要とする。一貫性。つのスロット位置決め（ピンラム）、熱いメルトとリベット組合せのようなプレスの前に高精度、高信頼性中間位置決め方法を選んでください。プレスの適正なプレス加工と定期的なメンテナンスを設定することは、プレスの品質を確保し、接着剤の流動を制御し、加圧の冷却効果を抑制し、層間不整合の問題を低減するための鍵である。層間整合制御は，内層補償値，プレス位置決め方法，プレスプロセスパラメータ，材料特性などの要因を総合的に考慮する必要がある。

2.4内部回路技術

従来の露光機の解像度は約50×1／4 mであり、高品位ボードの製造には、レーザ直接結像機（LDI）を導入して、グラフィックスの解像度を向上させることができ、解像度は約20 mm×1／4 mに達することができる。また、高精度のアライメント露光機を用いることにより、層間のアライメント精度は50 mm×1／mより大きく、グラフィックアライメント精度を約15×1／4 mにまで向上させることができ、層間アライメント精度を30×1／4 m以内に制御することができ、従来の装置のアライメントずれを低減し、高レベルボードの層間アライメント精度を向上させることができる。

回路のエッチング能力を向上させるためには、設計上の回路やパッドの幅に適切な補償を与える必要があるが、帰還回路や独立回路などの特殊パターンの補償量をより詳細に設計する必要がある。考慮する。内部線幅、線距離、孤立リングサイズ、独立線、およびホール間距離の設計補償が妥当であるかどうかを確認する。インピーダンスと誘導リアクタンス設計要件がある。独立した線とインピーダンス線の設計補償が十分であるかどうかに注意してください、そして、エッチングの間、パラメタを制御してください、そして、量産は最初の部分が資格があると確認されたあとにされることができます。エッチング側の腐食を低減するためには、各エッチング液の組成を最適範囲内で制御する必要がある。従来のエッチングライン装置では、エッチング能力が不十分であり、装置の技術的な変換や高精度エッチングライン装置の導入が可能であり、エッチングの均一性を向上させ、エッチングバリやエッチング不良を低減することができる。

2.5プレスプロセス

主にプレスする前の層の間の現在の位置決め方法：4スロット位置決め（ピンラム）、ホットメルト、リベット、ホットメルト、リベット組合せ、および異なる製品構造は、異なる位置決め方法を採用する。高レベルボードに対しては，4スロット位置決め方式（pin lam）やfusion＋riveting法を用いる。位置決め穴は、OPEパンチマシンによって打ち抜かれ、パンチ精度は、±25・1／4 m・mで制御され、第1ボードにX線を使用して、層のずれを確認するように調整し、層ずれをバッチで生成することができる。大量生産中に、各プレートをユニットに溶着させ、その後の剥離を防止するかどうかをチェックする必要がある。プレス装置は高性能支持装置を採用している。プレスは、高精度のボードの整合性と信頼性を満たしています。

高品位ボード及び材料の積層構造に従って、適切なプレス手順を検討し、最良の加熱速度及び曲線を設定し、プレスシート材料の加熱速度を適切に低減し、従来の多層回路基板押下手順で高温を拡張する。硬化時間は，プレス工程中の摺動板と層間転位の問題を回避しながら，完全に流動し，硬化することを可能にする。異なる材料TG値を有するプレートは、格子プレートと同じであることができない一般的なパラメータを持つプレートは、特別なパラメータを持つプレートと混合することはできません拡張と収縮係数の合理性を確保するために，異なるプレートとプリプレグの特性が異なり，対応するプレートを使用しなければならないプリプレグパラメータを一緒にプレスし，使用したことのない特殊材料はプロセスパラメータを検証する必要がある。

2.6穴明けプロセス

各層の重ね合わせのため、プレートと銅の層はあまりにも厚いので、ドリルビットに深刻な摩耗を引き起こし、容易にドリルビットを壊す。穴数、落下速度、回転数は適宜減少させる。正確に正確な係数を提供するためにボードの拡張と収縮を測定する層の数は、ラウツェ14、穴径は、0〜2 mm、ホール間距離は、Ia＝0.175 mmであり、孔位置精度は、0.08 mmである。孔径は，φ0 . 4 mmより大きい。ステップ・ドリルは、12 : 1の厚さと直径比で、ステップ・ドリルと正と負の穿孔方法を採用します穴あけ穴と穴の厚さを制御するために、新しいドリルまたは1つの研削ドリルで可能な限り超高層ボードを掘削する必要があり、穴の厚さは25μm以内に制御する必要があります。高張厚銅板の掘削バリ問題を改善するため，バッチ検証後，高密度バッキングプレートの使用，積層板数の1，ドリルビット研削時間を3回以内に制御し，ドリルバリを効果的に改善できる。

高周波，高速，大容量データ伝送用の高レベルボードに対し，バックドリリング技術は信号完全性を改善する効果的な方法である。後部ドリルは、主に残りのスタブの長さ、2つの穴の穴の位置の整合性、および穴に銅線を制御します。すべてのボーリングマシン装置は、バックボーリング機能を持っていない、掘削機の機器は技術的にアップグレードする必要があります（背面掘削機能）、または背面掘削機能を備えた掘削機を購入する必要があります。産業関連文献と成熟量産アプリケーションから使用されるバックボーリング技術は、主に含まれています：伝統的な深さ制御逆穴あけ法、内側層は、信号フィードバック層で裏返し、深さの裏返しは、プレートの厚さ比に応じて計算されます。

信頼性試験

従来の多層基板よりも、基板サイズが厚く、重く、ユニットサイズが大きいシステム基板が一般的である。対応する熱容量も大きい。溶接中は、より多くの熱が必要であり、溶接高温時間が長い。217℃°C（錫−銀−銅半田の融点）では50秒〜90秒である。同時に、高レベル基板の冷却速度は比較的遅いので、リフロー半田付け試験のための時間が延長され、IPC−602 C、IPC−TM−650規格及び業界要件に従って、表2に記載されているように、高層基板の主信頼性試験が行われる。

第四に、結論

業界における高レベル回路基板処理技術に関する研究文献は少ない。本稿では，材料選択，積層構造設計，層間アライメント，内層配線製作，プレス工程，ドリル加工工程などの重要な工程プロセス制御点を紹介し，ピアの参照と理解を提供し，より多くのピアが高レベル回路基板の技術研究と通信に参画することを期待した。