Công nghệ PCB - Kiểm soát quy trình sản xuất chính của bảng mạch tiên tiến

Bảng mạch cao cấp thường được định nghĩa là bảng mạch cao cấp có từ 10 đến 20 lớp trở lên, khó xử lý hơn bảng mạch nhiều lớp truyền thống và có yêu cầu về chất lượng và độ tin cậy cao. Chủ yếu được sử dụng trong thiết bị truyền thông, máy chủ cao cấp, điện tử y tế, hàng không, kiểm soát công nghiệp, quân sự và các lĩnh vực khác. Trong những năm gần đây, nhu cầu thị trường bảng cao cấp cho các ứng dụng truyền thông, trạm cơ sở, hàng không, quân sự và các lĩnh vực khác vẫn mạnh mẽ. Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường thiết bị viễn thông Trung Quốc, triển vọng thị trường bảng điều khiển cao cấp là rất lớn.

Hiện nay, các nhà sản xuất PCB trong nước có khả năng sản xuất hàng loạt bảng mạch cấp cao chủ yếu là các công ty có vốn đầu tư nước ngoài hoặc một số ít các công ty có vốn trong nước. Sản xuất bảng mạch có trình độ cao không chỉ đòi hỏi đầu tư công nghệ và thiết bị cao mà còn tích lũy kinh nghiệm của các kỹ thuật viên và nhân viên sản xuất. Đồng thời, việc giới thiệu bảng mạch tiên tiến thủ tục chứng nhận khách hàng là nghiêm ngặt và rườm rà, do đó, bảng mạch tiên tiến vào doanh nghiệp và đạt được ngưỡng cao hơn cho công nghiệp hóa. Chu kỳ sản xuất dài hơn. PCB trung bình lớp đã trở thành một chỉ số kỹ thuật quan trọng để đo lường mức độ kỹ thuật và cấu trúc sản phẩm của công ty PCB. Bài viết này trình bày ngắn gọn những khó khăn xử lý chính gặp phải trong sản xuất bảng mạch cao cấp và giới thiệu các điểm kiểm soát của quy trình sản xuất chính của bảng mạch cao cấp để tham khảo và tham khảo ý kiến của các đồng nghiệp.

1. Khó khăn sản xuất chính

So với các đặc tính của bảng mạch truyền thống, bảng mạch cao cấp có các đặc tính của bảng dày hơn, nhiều lớp hơn, dày hơn dây và quá lỗ, kích thước đơn vị lớn hơn và lớp điện môi mỏng hơn. Không gian bên trong, mức độ liên kết giữa các lớp, kiểm soát trở kháng và độ tin cậy đòi hỏi khắt khe hơn.

1.1 Tìm kiếm khó khăn

Do một số lượng lớn các bảng phân loại cao cấp, các yêu cầu của khách hàng về sự liên kết của mỗi lớp PCB ngày càng nghiêm ngặt. Thông thường, dung sai căn chỉnh giữa các lớp được kiểm soát bằng ± 75 ° m. Xem xét thiết kế quy mô lớn của các đơn vị tấm cao và nhiệt độ môi trường và độ ẩm của cửa hàng truyền tải đồ họa, cũng như các yếu tố như sự giãn nở và co lại không nhất quán của các lớp lõi khác nhau, sự sai lệch và chồng chất do phương pháp định vị giữa các lớp, v.v., mức độ liên kết giữa các lớp tấm cao hơn khó kiểm soát hơn.

1.2 Khó khăn trong việc tạo mạch nội bộ

Bảng nâng cao sử dụng TG cao, tốc độ cao, tần số cao, đồng dày, lớp điện môi mỏng và các vật liệu đặc biệt khác, đặt ra yêu cầu cao về việc sản xuất mạch nội bộ và kiểm soát kích thước mô hình, chẳng hạn như tính toàn vẹn của truyền tín hiệu trở kháng, làm tăng khó khăn sản xuất của mạch nội bộ. Chiều rộng dòng và khoảng cách dòng nhỏ, mở và ngắn mạch tăng, ngắn mạch tăng, tỷ lệ vượt qua thấp; Càng nhiều lớp tín hiệu mạch tốt, xác suất phát hiện AOI lớp bên trong bị mất tăng lên; Tấm lõi bên trong mỏng hơn, dễ nhăn, tiếp xúc và khắc kém, dễ cuộn lên khi quá cảnh; Các tấm cao cấp chủ yếu là các tấm hệ thống, kích thước đơn vị tương đối lớn và chi phí phế liệu thành phẩm tương đối cao.

1.3 Nhấn khó

Nhiều tấm lõi bên trong và xếp chồng trước, dễ dàng tạo ra các khuyết tật như ván trượt, lớp, lỗ nhựa, dư lượng bong bóng trong quá trình ép sản xuất. Khi thiết kế cấu trúc nhiều lớp, cần phải xem xét đầy đủ khả năng chịu nhiệt của vật liệu, khả năng chịu áp lực, lượng keo và độ dày của phương tiện truyền thông và thiết lập một chương trình ép cao cấp hợp lý. Có nhiều lớp, việc kiểm soát lượng giãn nở và co lại không thể phù hợp với bù đắp của hệ số kích thước; Lớp cách nhiệt mỏng giữa các lớp dễ dẫn đến thất bại trong kiểm tra độ tin cậy giữa các lớp. Hình 1 là biểu đồ khiếm khuyết của sự phân tầng của tấm sau khi thử nghiệm ứng suất nhiệt.

1.4 Khó khăn trong khoan

Sử dụng TG cao, tốc độ cao, tần số cao, tấm đặc biệt đồng dày, làm tăng độ nhám khoan, burring và debossing khó khăn. Có rất nhiều lớp, tổng độ dày của đồng tích lũy và độ dày của tấm, khoan dễ dàng cắt; BGA dày đặc rất nhiều, vấn đề thất bại CAF do khoảng cách giữa các bức tường lỗ hẹp; Độ dày của tấm dễ gây ra vấn đề khoan nghiêng.

2. Kiểm soát quy trình sản xuất chính

2.1 Lựa chọn vật liệu

Với sự phát triển của các thành phần điện tử đa chức năng, hiệu suất cao, đã mang lại sự phát triển tần số cao, tốc độ cao của truyền tín hiệu, do đó yêu cầu vật liệu mạch điện tử phải có hằng số điện môi và tổn thất điện môi tương đối thấp, cũng như CTE thấp và hấp thụ nước thấp. Tỷ lệ và vật liệu laminate đồng hiệu suất cao hơn để đáp ứng các yêu cầu xử lý và độ tin cậy của tấm cao cấp.

2.2 Thiết kế cấu trúc xếp chồng

Các yếu tố chính được xem xét trong thiết kế cấu trúc xếp chồng là khả năng chịu nhiệt của vật liệu, điện áp chịu được, lượng chất độn và độ dày của lớp điện môi. Các nguyên tắc chính sau đây cần được tuân theo.

(1) Nhà sản xuất pre-nhúng và bảng lõi phải phù hợp. Để đảm bảo độ tin cậy của PCB, tránh sử dụng đơn 1080 hoặc 106 pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre Khi khách hàng không có yêu cầu về độ dày của phương tiện truyền thông, độ dày của phương tiện truyền thông bánh sandwich phải được đảm bảo theo IPC-A-600G là 0,09mm.

(2) Khi khách hàng cần tấm TG cao, tấm lõi và vật liệu pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre phải sử dụng vật liệu TG cao tương ứng.

(3) Đối với chất nền bên trong 3OZ trở lên, sử dụng pre-nhúng với hàm lượng nhựa cao, chẳng hạn như 1080R/C65%, 1080HR/C 68%, 106R/C 73%, 106HR/C76%; Nhưng cố gắng tránh sử dụng tất cả 106 prepre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre Bởi vì sợi sợi thủy tinh quá mỏng, sợi sợi thủy tinh sụp đổ trong khu vực cơ sở lớn, ảnh hưởng đến sự ổn định chiều và lớp của tấm.

2. Kiểm soát dây 3 lớp

Bồi thường kích thước bảng lõi bên trong và độ chính xác của kiểm soát kích thước sản xuất đòi hỏi một khoảng thời gian nhất định để thu thập dữ liệu và kinh nghiệm dữ liệu lịch sử trong sản xuất để bù đắp chính xác kích thước mỗi lớp của bảng điều khiển cao và đảm bảo mở rộng và co lại của mỗi lớp bảng lõi. Tính nhất quán Các phương pháp định vị bánh sandwich có độ chính xác cao, độ tin cậy cao như định vị bốn khe (Pin-LAM), nóng chảy và kết hợp đinh tán được lựa chọn trước khi dập. Thiết lập quy trình ép phù hợp và bảo trì hàng ngày của máy ép là chìa khóa để đảm bảo chất lượng ép, kiểm soát dòng chảy keo ép và hiệu quả làm mát, giảm các vấn đề sai lệch giữa các lớp. Kiểm soát căn chỉnh lớp-lớp đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố như giá trị bù lớp bên trong, phương pháp định vị ép, thông số công nghệ ép và đặc tính vật liệu.

2.4 Công nghệ mạch nội bộ

Để cải thiện khả năng khắc của mạch, trong thiết kế kỹ thuật PCB, cần phải bồi thường thích hợp cho chiều rộng của mạch và pad (hoặc vòng hàn), cũng như bù chi tiết hơn cho đồ họa đặc biệt, chẳng hạn như dòng chảy ngược, dòng độc lập, v.v. cân nhắc thiết kế. Xác nhận bồi thường thiết kế cho chiều rộng đường bên trong, khoảng cách đường, kích thước vòng cách ly, đường độc lập và khoảng cách đường lỗ là hợp lý, nếu không thay đổi thiết kế kỹ thuật. Có các yêu cầu thiết kế cho trở kháng và điện cảm. Chú ý đến việc bù đắp thiết kế của dây độc lập và dây trở kháng có đủ hay không, kiểm soát các thông số trong quá trình khắc và xác nhận rằng khối đầu tiên đủ điều kiện chỉ có thể được sản xuất hàng loạt. Để giảm ăn mòn bên khắc, cần phải kiểm soát thành phần của từng nhóm dung dịch khắc trong phạm vi tối ưu. Khả năng khắc truyền thống của thiết bị dòng khắc là không đủ, thiết bị có thể được sửa đổi kỹ thuật hoặc giới thiệu thiết bị dòng khắc có độ chính xác cao để cải thiện tính đồng nhất khắc, giảm burr khắc và khắc không sạch.

4, Kết luận

Các tài liệu nghiên cứu trong ngành về công nghệ xử lý PCB cấp cao là tương đối ít. Bài viết này mô tả các điểm kiểm soát quy trình sản xuất quan trọng như lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu nhiều lớp, liên kết giữa các lớp, sản xuất dây chuyền bên trong, quá trình ép, quá trình khoan và các điểm kiểm soát quy trình sản xuất quan trọng khác để tham khảo và hiểu đồng nghiệp, hy vọng nhiều đồng nghiệp hơn sẽ tham gia vào nghiên cứu kỹ thuật và trao đổi của bảng mạch cấp cao.