Perché è così difficile realizzare schede PCB multistrato

Con lo sviluppo della tecnologia dell'informazione elettronica, sempre più campi utilizzano schede PCB multistrato. Tradizionalmente, definiamo le schede PCB con più di 4 strati come "schede PCB multistrato" e più di 10 strati come "schede PCB multistrato alto". Se è in grado di produrre schede PCB multistrato di alto livello è un indicatore importante per misurare la forza di un produttore di schede PCB. Può produrre schede multistrato di alto livello con più di 20 strati, che è considerata un'azienda di PCB con una forza tecnica di prim'ordine.

1. Principali difficoltà produttive

Rispetto ai circuiti stampati convenzionali, i circuiti stampati di alto livello hanno componenti più spessi, più strati, linee e vie più dense, dimensioni dell'unità più grandi, strati dielettrici più sottili, ecc., Spazio interno, allineamento interstrato, controllo dell'impedenza e affidabilità. I requisiti sessuali sono più rigorosi.

(1) Difficoltà nell'allineamento intercalare

A causa del gran numero di strati di pannelli a molti piani, il lato del design del cliente ha requisiti sempre più severi sull'allineamento di ogni strato del PCB. Di solito, la tolleranza di allineamento tra gli strati è controllata a ±75μm. Fattori come l'impilamento di dislocazione e i metodi di posizionamento interstrato causati dall'incoerenza dell'espansione e della contrazione di diversi strati di scheda centrale rendono più difficile controllare l'allineamento interstrato delle schede a molti piani.

(2) Difficoltà nel fare strati interni

Il pannello a molti piani adotta materiali speciali come alto TG, alta velocità, alta frequenza, rame spesso e sottile strato dielettrico, che pone requisiti elevati per la produzione di circuiti a strato interno e il controllo delle dimensioni grafiche. La larghezza della linea e l'interlinea sono piccole, i circuiti aperti e i cortocircuiti aumentano, i micro-cortocircuiti aumentano e la velocità di passaggio è bassa; ci sono molti strati di segnale di linee sottili e aumenta la probabilità di mancata ispezione dello strato interno AOI; lo spessore della scheda interna del nucleo è sottile, il che è facile da raggrinzire, con conseguente scarsa esposizione e incisione. È facile arrotolare la tavola quando la macchina è finita; il costo della rottamazione del prodotto finito è relativamente elevato.

(3) Difficoltà di pressatura

Più pannelli interni e preimpregnati sono sovrapposti e difetti come piastre scorrevoli, delaminazione, vuoti di resina e residui di bolle sono inclini a verificarsi durante la produzione di laminazione. Quando si progetta la struttura laminata, è necessario considerare pienamente la resistenza al calore, resistere alla tensione, alla quantità di riempimento della colla e allo spessore dielettrico del materiale e impostare un ragionevole programma di pressatura del pannello di alto livello.

(4) Difficoltà nella produzione di perforazioni

L'uso di piastre speciali in rame ad alto TG, ad alta velocità, ad alta frequenza e spesse aumenta la difficoltà di foratura della rugosità, delle bave di perforazione e della decontaminazione. Il numero di strati è grande, lo spessore totale cumulativo del rame e lo spessore della piastra e lo strumento di foratura è facile da rompere; ci sono molti BGA densi e il problema del guasto CAF causato dalla spaziatura delle pareti dei fori stretti; il problema della foratura inclinata è facilmente causato dallo spessore della piastra.

2. Controllo dei principali processi produttivi

(1) Selezione dei materiali

I materiali dei circuiti elettronici devono avere una costante dielettrica relativamente bassa e una perdita dielettrica, nonché un basso CTE, un basso assorbimento d'acqua e migliori materiali laminati rivestiti in rame ad alte prestazioni per soddisfare i requisiti di lavorazione e affidabilità delle schede di alto livello.

(2) Progettazione di strutture laminate

I principali fattori considerati nella progettazione della struttura laminata sono la resistenza al calore del materiale, la tensione di resistenza, la quantità di riempimento della colla e lo spessore dello strato dielettrico, ecc. Dovrebbero essere seguiti i seguenti principi fondamentali:

un. I produttori di preimpregnati e schede di base devono essere coerenti. Al fine di garantire l'affidabilità del PCB, tutti gli strati di prepreg dovrebbero evitare l'utilizzo di un singolo preimpregnato 1080 o 106 (tranne se il cliente ha requisiti speciali).

b. Quando il cliente richiede un foglio TG elevato, il pannello centrale e il preimpregnato devono utilizzare il corrispondente materiale TG elevato.

c. Per substrati interni di 3 OZ o superiori, utilizzare preimpregnati ad alto contenuto di resina, ma cercare di evitare la progettazione strutturale dell'utilizzo di tutti i 106 preimpregnati ad alta resina.

d. Se il cliente non ha esigenze particolari, la tolleranza di spessore dello strato dielettrico intercalare è generalmente controllata da +/-10%. Per la piastra di impedenza, la tolleranza di spessore dielettrico è controllata dalla tolleranza di classe C/M IPC-4101, se il fattore di influenza dell'impedenza è correlato allo spessore del substrato, le tolleranze della piastra devono anche essere conformi alle tolleranze di classe C/M IPC-4101.

(3) Controllo dell'allineamento intercalare

L'accuratezza della compensazione dimensionale della scheda core dello strato interno e il controllo delle dimensioni di produzione devono essere accuratamente compensati per la dimensione grafica di ogni strato della scheda a molti piani attraverso i dati raccolti in produzione e l'esperienza dei dati storici per un certo periodo di tempo, in modo da garantire l'espansione e la contrazione della scheda centrale di ciascun strato. consistenza.

(4) Processo del circuito dello strato interno

Poiché la capacità di risoluzione della macchina di esposizione tradizionale è di circa 50μm, per la produzione di schede di alto livello, è possibile introdurre una macchina di imaging diretto laser (LDI) per migliorare la capacità di risoluzione dell'immagine e la capacità di risoluzione può raggiungere circa 20μm. La precisione di allineamento della macchina di esposizione tradizionale è di ±25μm e la precisione di allineamento interstrato è superiore a 50μm; utilizzando una macchina di esposizione ad allineamento ad alta precisione, la precisione di allineamento del modello può essere aumentata a circa 15 μm e la precisione dell'allineamento interstrato è controllata entro 30 μm.

(5) Processo di pressatura

Allo stato attuale, i metodi di posizionamento intercalare prima della laminazione includono principalmente: posizionamento a quattro slot (Pin LAM), hot melt, rivetto, hot melt e combinazione di rivetti. Diverse strutture di prodotto adottano diversi metodi di posizionamento. Per le tavole a molti piani, viene utilizzato il metodo di posizionamento a quattro slot o viene utilizzato il metodo di fusione + rivettatura. La punzonatrice OPE perfora i fori di posizionamento e la precisione di punzonatura è controllata a ± 25μm.

In base alla struttura laminata del pannello a molti piani e ai materiali utilizzati, studiare la procedura di laminazione appropriata, impostare la migliore velocità di riscaldamento e curva, ridurre in modo appropriato la velocità di riscaldamento del foglio di laminazione, prolungare il tempo di polimerizzazione ad alta temperatura, rendere il flusso di resina e polimerizzare completamente ed evitare problemi di pressatura come la lastra di scorrimento e la dislocazione dell'intercalare durante il processo di combinazione.

(6) Processo di perforazione

A causa della sovrapposizione di ciascuno strato, la piastra e lo strato di rame sono super spessi, il che consumerà seriamente la punta del trapano e romperà facilmente la lama del trapano. Il numero di fori, la velocità di caduta e la velocità di rotazione devono essere regolati in modo appropriato. Misurare con precisione l'espansione e la contrazione della scheda e fornire coefficienti accurati; il numero di strati è maggiore o uguale a 14 strati, il diametro del foro è inferiore o uguale a 0,2 mm o la distanza tra foro e linea è inferiore o uguale a 0,175 mm. La perforazione passo-passo, con un rapporto spessore-diametro di 12:1, viene prodotta con metodi di perforazione passo-passo, positivi e negativi; controllare il più possibile la punta di perforazione e lo spessore del foro e utilizzare un nuovo trapano o un trapano di rettifica per pannelli a molti piani e lo spessore del foro è controllato entro 25um.

3. Test di affidabilità

Le schede a molti piani sono più spesse, più pesanti e hanno dimensioni unitarie maggiori rispetto alle schede multistrato convenzionali e anche la capacità termica corrispondente è maggiore. Durante la saldatura, è necessario più calore e il tempo di saldatura ad alta temperatura sperimentato è più lungo. Ci vogliono da 50 secondi a 90 secondi a 217 ° C (il punto di fusione della saldatura stagno-argento-rame) e la velocità di raffreddamento della scheda di alto livello è relativamente lenta, quindi il tempo per il test di riflusso è prolungato.