Mengapa sukar untuk membuat papan PCB berbilang lapisan

Dengan perkembangan teknologi maklumat elektronik, semakin banyak bidang menggunakan papan PCB berbilang lapisan. Secara tradisinya, kami mentakrifkan papan PCB dengan lebih daripada 4 lapisan sebagai "papan PCB berbilang lapisan", dan lebih daripada 10 lapisan sebagai "papan PCB berbilang lapisan tinggi". Sama ada ia boleh menghasilkan papan PCB berbilang lapisan peringkat tinggi adalah penunjuk penting untuk mengukur kekuatan pengeluar papan PCB. Ia boleh menghasilkan papan berbilang lapisan peringkat tinggi dengan lebih daripada 20 lapisan, yang dianggap sebagai syarikat PCB dengan kekuatan teknikal yang terbaik.

1. Kesukaran pengeluaran utama

Berbanding dengan papan litar konvensional, papan litar peringkat tinggi mempunyai komponen yang lebih tebal, lebih banyak lapisan, garisan dan vias yang lebih padat, saiz unit yang lebih besar, lapisan dielektrik yang lebih nipis, dsb., ruang dalaman, penjajaran interlayer, kawalan impedans dan kebolehpercayaan. Keperluan seksual lebih ketat.

(1) Kesukaran dalam penjajaran antara lapisan

Disebabkan oleh bilangan besar lapisan papan bertingkat tinggi, bahagian reka bentuk pelanggan mempunyai keperluan yang lebih dan lebih ketat pada penjajaran setiap lapisan PCB. Biasanya, toleransi penjajaran antara lapisan dikawal kepada ±75μm. Faktor seperti susunan terkehel dan kaedah penentududukan antara lapisan yang disebabkan oleh ketidakkonsistenan pengembangan dan pengecutan lapisan papan teras yang berbeza menjadikannya lebih sukar untuk mengawal penjajaran antara lapisan papan bertingkat tinggi.

(2) Kesukaran dalam membuat lapisan dalam

Papan bertingkat tinggi menggunakan bahan khas seperti TG tinggi, kelajuan tinggi, frekuensi tinggi, tembaga tebal, dan lapisan dielektrik nipis, yang mengemukakan keperluan tinggi untuk pengeluaran litar lapisan dalam dan kawalan saiz grafik. Lebar talian dan jarak talian adalah kecil, litar terbuka dan pintas meningkat, seluar pendek mikro meningkat, dan kadar lulus adalah rendah; terdapat banyak lapisan isyarat garis halus, dan kebarangkalian terlepas pemeriksaan AOI lapisan dalam meningkat; ketebalan papan teras dalam adalah nipis, yang mudah berkedut, mengakibatkan pendedahan dan goresan yang lemah. Ia adalah mudah untuk menggulung papan apabila mesin selesai; kos membuang produk siap agak tinggi.

(3) Kesukaran dalam menekan

Papan teras dalaman berbilang dan prepreg ditindih, dan kecacatan seperti plat gelongsor, pendelaminasi, lompang resin dan sisa buih terdedah kepada berlaku semasa pengeluaran laminasi. Apabila mereka bentuk struktur berlamina, adalah perlu untuk mempertimbangkan sepenuhnya rintangan haba, menahan voltan, jumlah pengisian gam dan ketebalan dielektrik bahan, dan menetapkan program menekan papan peringkat tinggi yang munasabah.

(4) Kesukaran dalam pengeluaran penggerudian

Penggunaan plat khas tembaga TG tinggi, berkelajuan tinggi, frekuensi tinggi dan tebal meningkatkan kesukaran penggerudian kekasaran, penggerudian burr dan penyahcemaran. Bilangan lapisan adalah besar, jumlah ketebalan tembaga terkumpul dan ketebalan plat, dan alat penggerudian mudah pecah; terdapat banyak BGA padat, dan masalah kegagalan CAF disebabkan oleh jarak dinding lubang sempit; masalah penggerudian condong mudah disebabkan oleh ketebalan plat.

2. Kawalan proses pengeluaran utama

(1) Pemilihan bahan

Bahan litar elektronik dikehendaki mempunyai pemalar dielektrik dan kehilangan dielektrik yang agak rendah, serta CTE yang rendah, penyerapan air yang rendah dan bahan lamina bersalut tembaga berprestasi tinggi yang lebih baik untuk memenuhi keperluan pemprosesan dan kebolehpercayaan papan peringkat tinggi.

(2) Reka bentuk struktur berlamina

Faktor utama yang dipertimbangkan dalam reka bentuk struktur berlapis ialah rintangan haba bahan, voltan tahan, jumlah pengisian gam dan ketebalan lapisan dielektrik, dll. Prinsip utama berikut harus diikuti:

a. Pengeluar papan prapreg dan teras mesti konsisten. Untuk memastikan kebolehpercayaan PCB, semua lapisan prepreg harus mengelak daripada menggunakan single 1080 atau 106 prepreg (kecuali jika pelanggan mempunyai keperluan khas).

b. Apabila pelanggan memerlukan helaian TG tinggi, papan teras dan prepreg mesti menggunakan bahan TG tinggi yang sepadan.

c. Untuk substrat dalaman 3OZ atau lebih tinggi, gunakan prepregs dengan kandungan resin yang tinggi, tetapi cuba elakkan reka bentuk struktur menggunakan semua 106 prepreg resin tinggi.

d. Jika pelanggan tidak mempunyai keperluan khas, toleransi ketebalan lapisan dielektrik antara lapisan biasanya dikawal dengan tambah /-10 peratus . Untuk plat impedans, toleransi ketebalan dielektrik dikawal oleh toleransi kelas IPC-4101 C/M, jika faktor pengaruh impedans berkaitan dengan ketebalan substrat , toleransi plat juga mestilah selaras dengan IPC{ {2}} Toleransi kelas C/M.

(3) Kawalan penjajaran antara lapisan

Ketepatan pampasan saiz papan teras lapisan dalam dan kawalan saiz pengeluaran perlu diberi pampasan dengan tepat untuk saiz grafik setiap lapisan papan bertingkat tinggi melalui data yang dikumpul dalam pengeluaran dan pengalaman data sejarah untuk tempoh masa tertentu, untuk memastikan pengembangan dan pengecutan papan teras setiap lapisan. ketekalan.

(4) Proses litar lapisan dalam

Memandangkan keupayaan resolusi mesin pendedahan tradisional adalah kira-kira 50μm, untuk pengeluaran papan peringkat tinggi, mesin pengimejan langsung laser (LDI) boleh diperkenalkan untuk meningkatkan keupayaan resolusi imej, dan keupayaan resolusi boleh mencapai kira-kira 20μm. Ketepatan penjajaran mesin pendedahan tradisional ialah ±25μm, dan ketepatan penjajaran antara lapisan lebih besar daripada 50μm; menggunakan mesin pendedahan penjajaran berketepatan tinggi, ketepatan penjajaran corak boleh ditingkatkan kepada kira-kira 15μm, dan ketepatan penjajaran antara lapisan dikawal dalam 30μm.

(5) Proses menekan

Pada masa ini, kaedah penentududukan interlayer sebelum laminasi termasuk: penentududukan empat slot (Pin LAM), leburan panas, rivet, leburan panas dan gabungan rivet. Struktur produk yang berbeza menggunakan kaedah kedudukan yang berbeza. Untuk papan bertingkat tinggi, kaedah penentududukan empat slot digunakan, atau kaedah gabungan tambah rivet digunakan. Mesin penebuk OPE menebuk lubang penentududukan, dan ketepatan tebukan dikawal pada ±25μm.

Mengikut struktur berlamina papan bertingkat tinggi dan bahan yang digunakan, kaji prosedur laminasi yang sesuai, tetapkan kadar pemanasan dan lengkung yang terbaik, kurangkan kadar pemanasan lembaran laminasi dengan sewajarnya, memanjangkan masa pengawetan suhu tinggi, buat resin mengalir dan sembuh sepenuhnya, dan elakkan daripada menekan Masalah seperti plat gelongsor dan terkehel interlayer semasa proses gabungan.

(6) Proses penggerudian

Oleh kerana superposisi setiap lapisan, plat dan lapisan tembaga adalah sangat tebal, yang akan memakai mata gerudi secara serius dan mudah memecahkan bilah gerudi. Bilangan lubang, kelajuan jatuh dan kelajuan putaran harus dilaraskan dengan sewajarnya. Mengukur pengembangan dan pengecutan papan dengan tepat dan menyediakan pekali yang tepat; bilangan lapisan lebih besar daripada atau sama dengan 14 lapisan, diameter lubang kurang daripada atau sama dengan 0.2mm, atau jarak lubang ke garisan kurang daripada atau sama dengan 0. 175mm. Penggerudian langkah demi langkah, dengan nisbah ketebalan kepada diameter 12:1, dihasilkan oleh penggerudian langkah demi langkah, kaedah penggerudian positif dan negatif; kawal hujung penggerudian dan ketebalan lubang, dan gunakan gerudi baru atau gerudi pengisar untuk papan bertingkat tinggi sebanyak mungkin, dan ketebalan lubang dikawal dalam 25um.

3. Ujian kebolehpercayaan

Papan bertingkat tinggi lebih tebal, lebih berat, dan mempunyai saiz unit yang lebih besar daripada papan berbilang lapisan konvensional, dan kapasiti haba yang sepadan juga lebih besar. Semasa mengimpal, lebih banyak haba diperlukan dan masa kimpalan suhu tinggi yang dialami lebih lama. Ia mengambil masa 50 saat hingga 90 saat pada 217 darjah (takat lebur pateri timah-perak-tembaga), dan kadar penyejukan papan peringkat tinggi adalah agak perlahan, jadi masa untuk ujian aliran semula adalah berpanjangan.