PCB 뉴스 - 고밀도 상호 연결 회로 기판의 핵심 생산 공정 제어

고밀도 상호 연결 PCB 회로 기판은 일반적으로 10~20 층 이상의 HDI 고다층 회로 기판으로 기존 다층 회로 기판보다 가공하기 어렵고 고품질 및 신뢰성 요구 사항이 있습니다.주로 통신설비, 고급서버, 의료전자, 항공, 공업통제, 군사 등 분야에 응용된다.최근 몇 년 동안 응용 통신, 기지국, 항공, 군사 등 분야의 고급판 시장 수요는 여전히 강하다.중국 전신 설비 시장이 빠르게 발전함에 따라 고급 별판 시장의 전망이 밝다.

현재 국내에서 높은 수준의 회로기판을 대량 생산할 수 있는 PCB 제조업체는 주로 외자기업이나 소수의 내자기업이다.높은 수준의 회로기판을 생산하려면 높은 기술과 설비 투자뿐만 아니라 기술자와 생산자의 경험 축적도 필요하다.이와 동시에 고급회로기판을 도입하는 고객인증절차가 엄격하고 번거롭기에 고급회로기판이 기업에 진입하고 산업화를 실현하는 문턱이 더욱 높다.생산 주기가 더 길다.PCB 평균 계층 수는 PCB 회사의 기술 수준과 제품 구조를 측정하는 중요한 기술 지표가되었습니다.이 글은 고등급 회로판 생산에서 부딪히는 주요 가공 난점을 간략하게 소개하고, 고등급 회로판 생산의 핵심 공정의 통제 요점을 소개하여 동업자들이 참고하고 참고할 수 있도록 한다.

1.주요 생산 난점

고급 회로 기판은 기존 회로 기판의 특성에 비해 보드가 더 두껍고, 레이어가 더 많으며, 선과 구멍이 더 밀집되어 있고, 유닛 크기가 더 크며, 개전층이 더 얇은 특성을 가지고 있다.내부 공간, 레이어 간의 정렬, 임피던스 제어 및 신뢰성 요구 사항이 더욱 엄격합니다.

1.1 계층 간 문제 해결

많은 수의 고급 보드로 인해 고객 설계자는 PCB의 각 레이어 정렬에 대한 요구가 점점 더 엄격해지고 있습니다.일반적으로 레이어 간의 정렬 공차는 ± 75 ° m에 의해 제어됩니다.고급 플레이트 유닛의 대규모 설계와 그래픽 전송 작업장의 환경 온도와 습도, 서로 다른 핵심 층의 팽창과 수축 불일치로 인한 어긋남과 중첩 등을 고려하여 층간 위치 추적 방법 등을 고려한다.,고층판의 층 사이의 조준 정도를 통제하기가 더욱 어렵다.

1.2 내부 회로 제작의 어려움

고급판은 고TG, 고속, 고주파, 두꺼운 구리, 얇은 개전층 등 특수재료를 채용하여 내부회로의 제작과 도안치수의 통제에 대해 아주 높은 요구를 제기하였다. 례를 들면 저항신호전송의 완전성은 내부회로의 생산난이도를 증가시켰다.선폭과 선간격이 작고 개로와 단락이 증가하며 단락이 증가하여 통과율이 낮다.더 많은 정밀 회로 신호층이 존재하고 내부 계층에서 AOI 검사를 누락할 확률이 증가한다;내심판은 비교적 얇고 구겨지기 쉬우며 노출과 식각 불량으로 기계를 지나갈 때 쉽게 말린다.고급판은 대부분 시스템판으로서 단위크기가 상대적으로 크고 완제품페기원가가 상대적으로 높다.

1.3 어려움 제압

여러 개의 코어 패널과 예비 침출재가 겹쳐져 있어 층압 생산 과정에서 미끄럼, 층화, 수지 빈틈, 기포 잔류물 등의 결함이 나타날 수 있다.중첩구조를 설계할 때 재료의 내열성, 내압, 접착제의 사용량과 매체의 두께를 충분히 고려하고 합리적인 고급압판절차를 설치해야 한다.팽창과 수축량의 제어와 치수 계수의 보상이 일치하지 않는 여러 층이 있습니다.얇은 레이어 간 절연 레이어는 레이어 간 신뢰성 테스트에 실패하기 쉽습니다.그림 1은 열응력 시험 후 판재 분층의 결함도이다.

1.4 시추 난점

높은 TG, 고속, 고주파, 두꺼운 구리 특수 판재를 사용하여 드릴의 거칠기, 드릴의 가시 및 구멍 제거의 난이도를 증가시킵니다.여러 층이 있는데, 구리의 총 두께와 판의 두께를 누적하여 구멍을 뚫으면 칼이 부러지기 쉽다;밀집 BGA가 많고 CAF 실효 문제는 구멍 벽 간격이 좁아 발생한다;판의 두께는 경사진 드릴의 문제를 일으키기 쉽다.

2. 주요 생산 과정 통제

2.1 재료 선택

고성능, 다기능 전자 부품의 발전에 따라 신호 전송의 고주파, 고속 발전을 가져왔기 때문에 전자 회로 재료의 개전 상수와 개전 손실이 상대적으로 낮고 낮은 CTE와 낮은 흡수율이 요구된다.고급 판재의 가공 및 신뢰성 요구 사항을 충족하는 속도와 고성능 복동층 압판 재료.상용 판재 공급업체는 주로 A 시리즈, B 시리즈, C 시리즈, D 시리즈가 있다.이 네 가지 내부 기판의 주요 특성을 비교하였는데, 표1을 보십시오.고층 두꺼운 구리 회로기판의 경우 수지 함량이 높은 예침재를 사용한다.레이어 간 프리패치 사이에 흐르는 접착제의 양은 내부 패턴을 채우기에 충분합니다.절연 전매층이 너무 두꺼우면 완제품판이 너무 두꺼울 수 있습니다.반면 절연 전매질층이 너무 얇으면 전매질 계층화와 고압 테스트 실패 등 품질 문제가 발생하기 쉬워 절연 전매질 재료 선택이 중요하다.

2.2 레이어 구조 설계

중첩구조 설계에서 고려하는 주요 요소는 재료의 내열성, 내수전압, 충전재의 양과 개전층의 두께이다.아래의 주요 원칙을 따라야 한다.

(1) 예비 침출물과 코어 패널 제조업체는 일치해야 합니다.PCB의 신뢰성을 보장하기 위해 고객의 특별한 요구 사항을 제외한 모든 예비 침출물 레이어에 단일 1080 또는 106 예비 침출물을 사용하지 마십시오.고객이 미디어 두께 요구 사항이 없을 경우 IPC-A-600G에 따라 메자닌 미디어의 두께를 0.09mm로 보장해야 합니다.

(2) 고객이 높은 TG 조각을 필요로 할 때 심판과 예비 침출재는 반드시 상응하는 높은 TG 재료를 사용해야 한다.

(3) 내부 기판 3OZ 이상의 경우 1080R/C65%, 1080HR/C 68%, 106R/C 73%, 106HR/C76% 등 수지 함량이 높은 예비 침출재를 사용한다.다만 106 고점성 예침재를 모두 사용하지 않도록 했다. 이 구조는 106 예침재가 여러 개 겹치는 것을 방지하도록 설계됐다.유리섬유의 사선이 너무 얇기 때문에 유리섬유의 사선은 큰 기저구역 내에서 내려앉아 판의 사이즈 안정성과 층화에 영향을 주었다.

(4) 고객이 특별한 요구 사항이 없는 경우 일반적으로 계층 간 미디어 레이어의 두께 공차는 +/-10% 로 제어됩니다.임피던스 보드의 경우 전매체 두께 공차는 IPC-4101 C/M 공차로 제어됩니다.임피던스는 인수와 기판 두께에 영향을 미칩니다. 연관된 경우 얇은 판 공차도 IPC-4101 C/M 공차를 준수해야 합니다.

2.3 레이어 선종류 제어

코어 패널 크기 보정 및 생산 크기 제어의 정확성은 고층 패널의 각 레이어 크기를 정확하게 보상하고 각 레이어 패널의 팽창과 수축을 보장하기 위해 생산 중인 데이터와 이력 데이터 경험을 수집하는 데 일정한 시간이 필요합니다.일관성스탬핑하기 전에 고정밀도, 신뢰성이 높은 메자닌 위치 지정(Pin-LAM), 열 용융 및 리벳 조합과 같은 메자닌 위치 지정 방법을 선택합니다.적합한 압제 공예와 압기의 일상적인 유지 보수를 설치하는 것은 압제의 품질을 확보하고, 압제의 교류와 냉각 효과를 제어하며, 층간 오차 문제를 줄이는 관건이다.층대층 조준 제어는 내층 보상치, 프레스 포지셔닝 방법, 프레스 공정 매개 변수와 재료 특성 등 요소를 종합적으로 고려해야 한다.

2.4 내부 회로 기술

기존 노출기의 해상도가 약 50Isla ¼m이기 때문에 고급 별판 생산의 경우 약 20Isla ¼m의 해상도로 그래픽의 해상도를 높일 수 있는 레이저 직접 이미징기(LDI)를 도입할 수 있다.전통적인 노출기의 조준 정밀도는 ±25μm이며, 층과 층 사이의 조준 정밀도는 50μm보다 크다.고정밀 조준 노출기를 사용하면 도형 조준 정밀도를 약 15 ° m로 높일 수 있고, 층간 조준 정밀도를 30 ° m 이내로 제어할 수 있어 전통 설비의 조준 편차를 줄이고 고급판의 층간 조준 정확도를 높일 수 있다.

회로의 식각 능력을 향상시키기 위해서는 공정 설계에서 회로와 용접판 (또는 용접링) 의 너비를 적절하게 보상할 필요가 있지만, 회류 회로와 독립 회로와 같은 특수 패턴의 보상량을 더 상세하게 설계할 필요가 있다.고려내부 선가중치, 선가중치, 분리 루프 치수, 독립선 및 구멍 선가중치에 대한 설계 보상이 적절한지 확인하지 않으면 엔지니어링 설계를 변경합니다.임피던스와 센싱 임피던스의 설계 요구 사항이 있습니다.독립선과 임피던스 라인의 설계 보상이 충분한지 주의하고, 식각 과정에서 매개변수를 제어하고, 첫 번째 합격을 확인한 후에야 대량 생산을 진행할 수 있다.식각 측면의 부식을 줄이기 위해서는 각 조의 식각 용액의 구성을 최적 범위 내에서 통제할 필요가 있다.전통적인 각식선 설비는 각식 능력이 부족하여 설비를 기술 개조하거나 고정밀 각식선 설비를 도입하여 각식의 균일성을 높이고 각식 가시와 불결한 각식을 줄일 수 있다.

2.5 압제 공정

현재 프레스 전의 층간 포지셔닝 방법은 주로 4개의 슬롯 포지셔닝 (Pin-LAM), 열용융, 리벳, 열용융과 리벳 조합이 있으며, 서로 다른 제품 구조는 서로 다른 포지셔닝 방법을 채택한다.고급 보드의 경우 4개의 슬롯 위치(Pin LAM) 또는 용접 + 리벳 방법을 사용합니다.위치 구멍은 OPE 프레스에 의해 펀치되며 펀치 정밀도는 ± 25 ° m로 제어됩니다.정착할 때, 기계를 조정하여 첫 번째 판으로 하여금 X선을 사용하여 층편차를 검사하게 하는데, 층편차는 대량으로 생산할 수 있다.대규모 생산 과정에서 각 판이 유닛에 융합되어 이후의 계층화를 방지할 필요가 있다.프레스 설비는 고성능 부대 설비를 채택한다.이 프레스는 고급판의 정밀도와 신뢰성을 만족시킨다.

고층판의 층압구조와 사용된 재료에 근거하여 적합한 압제절차를 연구하고 최적의 가열속도와 곡선을 설정하며 전통적인 다층회로판압제절차에서 압제편재의 가열속도를 적당히 낮추고 고온을 연장한다.고화시간은 수지가 충분히 류동하고 고화되는것을 허용하며 동시에 압제과정에 미끄럼판과 층간의 위치착오문제가 나타나지 않도록 하였다.서로 다른 재료의 TG 값을 가진 판은 참빗판과 같을 수 없습니다.공통 매개변수가 있는 보드는 특수 매개변수가 있는 보드와 혼합할 수 없습니다.주어진 팽창과 수축 계수의 합리성을 확보하기 위해 판재와 예침재에 따라 성능이 다르므로 해당 판재를 사용해야 한다. 예침재 매개변수가 함께 눌려 한 번도 사용하지 않은 특수 재료는 공정 매개변수를 검증해야 한다.

2.6 시추 공정

각 층이 중첩되어 판과 구리층이 너무 두껍기 때문에 드릴에 심각한 마모를 초래하여 드릴이 끊어지기 쉽다.구멍 수, 감소 속도 및 회전 속도를 적절히 감소시킵니다.판재의 팽창과 수축을 정확하게 측정하여 정확한 계수를 제공한다.층수는 14층, 공경은 0.2mm 또는 공선거리는 0.175mm, 공위정밀도는 0.025mm이다. 공경은 4.0mm 이상이다. 계단식 드릴은 12:1의 두께비로 계단식 드릴과 음수 드릴링 방법을 사용한다.드릴의 최전방과 구멍 두께를 제어하기 위해 고층판은 가능한 한 새 드릴이나 단일 드릴을 사용하여 구멍을 뚫어야 하며 구멍 두께는 25um 이내로 제어해야 한다.고층 두꺼운 동판의 드릴 구멍 가시 문제를 개선하기 위해 대량 검증을 거쳐 고밀도 패드를 사용하며, 접이식 수량은 한 조각이며, 드릴 연마 횟수를 3회 이내로 통제하면 드릴 구멍 가시를 효과적으로 개선할 수 있다.

고주파, 고속 및 대용량 데이터 전송에 사용되는 고급 보드의 경우 역드릴링 기술은 신호의 무결성을 향상시키는 효과적인 방법입니다.백드릴링은 주로 나머지 컷의 길이, 두 구멍의 구멍 위치 일관성 및 구멍의 동선을 제어합니다.모든 드릴링 설비에 반드릴링 기능이 있는 것은 아니다. 드릴링 설비는 반드시 기술 업그레이드 (반드릴링 기능이 있음) 를 해야 하거나 반드릴링 기능이 있는 드릴을 구매해야 한다.업계 관련 문헌과 성숙한 양산 응용에서 사용하는 드릴링 기술은 주로 전통적인 깊이 제어 드릴링 방법, 내층은 신호 피드백 층을 가진 드릴링, 깊이 드릴링은 판두비에 따라 계산하며, 여기서 더 이상 설명하지 않는다.

3. 신뢰성 테스트

고층 플레이트는 일반적으로 시스템 플레이트이며 기존 다중 플레이트보다 두껍고 무겁고 단위 크기가 큽니다.그에 상응하는 열 용량도 더 크다.용접 과정에서 더 많은 열이 필요하고 용접 고온 시간이 더 길다.217°C(주석-은-구리 용접점의 용접점)에서 50초~90초가 소요됩니다.또한 상부판의 냉각 속도가 상대적으로 느리기 때문에 환류 용접 테스트의 시간이 길어지고 IPC-6012C, IPC-TM-650 표준과 업계 요구에 따라 상부판에 대해 주요 신뢰성 테스트를 실시한다. 표 2와 같다.

넷째, 결론

업계에서 높은 수준의 회로 기판 가공 기술에 대한 연구 문헌이 상대적으로 적다.본고는 재료 선택, 층압 구조 설계, 층간 조준, 내층선 생산, 압제 공예, 드릴 공예 등 관건적인 생산 공예 과정 통제점을 소개하여 동업자들이 참고하고 이해할 수 있도록 하며, 더 많은 동업자들이 높은 수준의 회로판의 기술 연구와 교류에 참여하기를 희망한다.