Warum ist es so schwierig, mehrlagige Leiterplatten herzustellen?

Mit der Entwicklung der elektronischen Informationstechnologie verwenden immer mehr Bereiche mehrschichtige Leiterplatten. Traditionell definieren wir Leiterplatten mit mehr als 4 Schichten als "Multilayer-Leiterplatten" und mehr als 10 Schichten als "High-Multi-Layer-Leiterplatten". Ob es High-Level-Multi-Layer-Leiterplatten herstellen kann, ist ein wichtiger Indikator, um die Festigkeit eines Leiterplattenherstellers zu messen. Es kann High-Level-Multi-Layer-Boards mit mehr als 20 Schichten herstellen, was als Leiterplattenunternehmen mit erstklassiger technischer Stärke gilt.

1. Wichtigste Produktionsschwierigkeiten

Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten haben High-Level-Leiterplatten dickere Komponenten, mehr Schichten, dichtere Linien und Durchmesser, größere Einheitengröße, dünnere dielektrische Schichten usw., Innenraum, Zwischenschichtausrichtung, Impedanzkontrolle und Zuverlässigkeit. Die sexuellen Anforderungen sind strenger.

(1) Schwierigkeiten bei der Ausrichtung zwischen den Schichten

Aufgrund der großen Anzahl von Hochhaus-Board-Layern hat die Kundendesign-Seite immer strengere Anforderungen an die Ausrichtung jeder Schicht der Leiterplatte. Normalerweise wird die Ausrichtungstoleranz zwischen den Schichten auf ±75μm kontrolliert. Faktoren wie Dislokationsstapelung und Interlayer-Positionierungsmethoden, die durch die Inkonsistenz der Ausdehnung und Kontraktion verschiedener Kernplatinenschichten verursacht werden, erschweren die Kontrolle der Interlayer-Ausrichtung von Hochhausplatten.

(2) Schwierigkeiten bei der Herstellung innerer Schichten

Die Hochhausplatte verwendet spezielle Materialien wie hohe TG, hohe Geschwindigkeit, hohe Frequenz, dickes Kupfer und dünne dielektrische Schicht, die hohe Anforderungen an die Herstellung von Innenschichtschaltungen und die grafische Größenkontrolle stellt. Die Linienbreite und der Zeilenabstand sind klein, die offenen und Kurzschlüsse nehmen zu, die Mikrokurzschlüsse nehmen zu und die Passrate ist niedrig; es gibt viele Signalschichten von feinen Linien, und die Wahrscheinlichkeit einer verpassten Inspektion der inneren Schicht AOI steigt; Die Dicke der inneren Kernplatte ist dünn, was leicht zu falten ist, was zu einer schlechten Belichtung und Ätzung führt. Es ist einfach, das Brett zu rollen, wenn die Maschine vorbei ist; Die Kosten für die Verschrottung des fertigen Produkts sind relativ hoch.

(3) Schwierigkeiten beim Pressen

Mehrere innere Kernplatten und Prepregs werden überlagert, und Defekte wie Gleitplatten, Delaminierung, Harzhohlräume und Blasenrückstände neigen dazu, während der Laminierungsproduktion aufzutreten. Bei der Gestaltung der laminierten Struktur ist es notwendig, die Hitzebeständigkeit vollständig zu berücksichtigen, der Spannung standzuhalten, die Menge der Klebstofffüllung und die dielektrische Dicke des Materials zu halten und ein vernünftiges High-Level-Board-Pressprogramm festzulegen.

(4) Schwierigkeiten bei der Bohrproduktion

Die Verwendung von Hoch-TG-, Hochgeschwindigkeits-, Hochfrequenz- und dicken Kupfer-Spezialplatten erhöht die Schwierigkeit des Bohrens von Rauheit, Bohrgraten und Dekontamination. Die Anzahl der Schichten ist groß, die kumulative Gesamtkupferdicke und Plattendicke, und das Bohrwerkzeug ist leicht zu brechen; Es gibt viele dichte BGAs und das CAF-Ausfallproblem, das durch den engen Lochwandabstand verursacht wird; Das Schrägbohrproblem wird leicht durch die Blechdicke verursacht.

2. Steuerung wichtiger Produktionsprozesse

(1) Materialauswahl

Elektronische Schaltungsmaterialien müssen eine relativ niedrige Dielektrizitätskonstante und einen geringen dielektrischen Verlust sowie einen niedrigen CTE, eine geringe Wasseraufnahme und bessere kupferplattierte Hochleistungslaminatmaterialien aufweisen, um die Verarbeitungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen von High-Level-Boards zu erfüllen.

(2) Laminiertes Strukturdesign

Die Hauptfaktoren, die bei der Gestaltung der laminierten Struktur berücksichtigt werden, sind die Hitzebeständigkeit des Materials, die Widerstandsspannung, die Menge der Leimfüllung und die Dicke der dielektrischen Schicht usw. Die folgenden Hauptprinzipien sollten befolgt werden:

ein. Prepreg- und Core-Board-Hersteller müssen konsistent sein. Um die Zuverlässigkeit der Leiterplatte zu gewährleisten, sollten alle Prepreg-Schichten die Verwendung einzelner Prepreg 1080 oder 106 vermeiden (es sei denn, der Kunde hat spezielle Anforderungen).

b. Wenn der Kunde ein hohes TG-Blech benötigt, müssen die Kernplatte und der Prepreg das entsprechende hohe TG-Material verwenden.

c. Verwenden Sie für innere Substrate von 3OZ oder höher Prepregs mit hohem Harzgehalt, aber versuchen Sie, das strukturelle Design der Verwendung aller 106 Prepregs mit hohem Harzgehalt zu vermeiden.

d. Hat der Kunde keine besonderen Anforderungen, wird die Dickentoleranz der Zwischenschicht-Dielektrikumschicht in der Regel um +/-10% geregelt. Für die Impedanzplatte wird die dielektrische Dickentoleranz durch die IPC-4101 C/M-Klassentoleranz geregelt, wenn der Impedanzeinflussfaktor mit der Dicke des Substrats zusammenhängt, müssen die Plattentoleranzen auch den IPC-4101 C/M-Klassentoleranzen entsprechen.

(3) Interlayer-Ausrichtungskontrolle

Die Genauigkeit der Größenkompensation der inneren Schichtkernplatte und die Kontrolle der Produktionsgröße müssen für die grafische Größe jeder Schicht der Hochhausplatte durch die in der Produktion gesammelten Daten und die Erfahrung historischer Daten für einen bestimmten Zeitraum genau kompensiert werden, um die Ausdehnung und Kontraktion der Kernplatte jeder Schicht sicherzustellen. Konsistenz.

(4) Innerschicht-Schaltungsprozess

Da die Auflösungsfähigkeit der herkömmlichen Belichtungsmaschine etwa 50 μm beträgt, kann für die Herstellung von High-Level-Boards eine Laser-Direct-Imaging-Maschine (LDI) eingeführt werden, um die Bildauflösungsfähigkeit zu verbessern, und die Auflösungsfähigkeit kann etwa 20 μm erreichen. Die Ausrichtungsgenauigkeit der herkömmlichen Belichtungsmaschine beträgt ±25 μm, und die Genauigkeit der Ausrichtungsgenauigkeit zwischen den Schichten beträgt mehr als 50 μm. Mit einer hochpräzisen Ausrichtungsbelichtungsmaschine kann die Genauigkeit der Musterausrichtung auf etwa 15 μm erhöht werden, und die Genauigkeit der Zwischenschichtausrichtung wird innerhalb von 30 μm gesteuert.

(5) Pressvorgang

Derzeit umfassen die Interlayer-Positionierungsmethoden vor der Laminierung hauptsächlich: Vier-Slot-Positionierung (Pin LAM), Hotmelt-, Niet-, Hotmelt- und Niet-Kombination. Unterschiedliche Produktstrukturen übernehmen unterschiedliche Positionierungsmethoden. Für Hochhausplatten wird das Vier-Schlitz-Positionierungsverfahren oder das Fusion + Niet-Verfahren verwendet. Die OPE-Stanzmaschine stanzt die Positionierlöcher aus und die Stanzgenauigkeit wird mit ±25 μm geregelt.

Entsprechend der laminierten Struktur der Hochhausplatte und den verwendeten Materialien sollten Sie das geeignete Laminierungsverfahren untersuchen, die beste Heizrate und -kurve einstellen, die Aufheizrate der Laminierplatte angemessen reduzieren, die Aushärtungszeit bei hohen Temperaturen verlängern, das Harz fließen und vollständig aushärten lassen und dringende Probleme wie Gleitplatte und Verlagerung der Zwischenschicht während des Kombinationsprozesses vermeiden.

(6) Bohrverfahren

Aufgrund der Überlagerung jeder Schicht sind die Platte und die Kupferschicht superdick, was den Bohrer ernsthaft verschleißt und das Bohrblatt leicht bricht. Die Anzahl der Löcher, die Fallgeschwindigkeit und die Rotationsgeschwindigkeit sollten entsprechend angepasst werden. Messen Sie genau die Ausdehnung und Kontraktion der Platte und liefern Sie genaue Koeffizienten; Die Anzahl der Schichten ist größer oder gleich 14 Schichten, der Lochdurchmesser ist kleiner oder gleich 0,2 mm oder der Loch-zu-Linie-Abstand ist kleiner oder gleich 0,175 mm. Schritt-für-Schritt-Bohrungen mit einem Dicken-Durchmesser-Verhältnis von 12:1 werden durch Schritt-für-Schritt-Bohren, positive und negative Bohrmethoden durchgeführt; Kontrollieren Sie die Bohrspitze und die Lochdicke und verwenden Sie so weit wie möglich einen neuen Bohrer oder einen Schleifbohrer für Hochhausbretter, und die Lochdicke wird innerhalb von 25 um kontrolliert.

3. Zuverlässigkeitsprüfung

Hochhausplatten sind dicker, schwerer und haben größere Einheitengrößen als herkömmliche Mehrschichtplatten, und die entsprechende Wärmekapazität ist ebenfalls größer. Während des Schweißens wird mehr Wärme benötigt und die Schweißhochtemperaturzeit ist länger. Es dauert 50 Sekunden bis 90 Sekunden bei 217 ° C (dem Schmelzpunkt von Zinn-Silber-Kupfer-Lot), und die Abkühlrate der High-Level-Platine ist relativ langsam, so dass die Zeit für den Reflow-Test verlängert wird.