تعتمد الخصائص الأساسية للوحة الدوائر المطبوعة على أداء لوحة الركيزة. لتحسين الأداء الفني للوحة الدوائر المطبوعة ، يجب تحسين أداء لوحة الركيزة المطبوعة أولاً. من أجل تلبية احتياجات تطوير لوحة الدوائر المطبوعة ، يتم تطوير العديد من المواد الجديدة تدريجياً واستخدامها.

في السنوات الأخيرة ، قام سوق ثنائي الفينيل متعدد الكلور بتحويل تركيزه من أجهزة الكمبيوتر إلى الاتصالات ، بما في ذلك المحطات الأساسية والخوادم ومحطات الهواتف المحمولة. أدت أجهزة الاتصالات المتنقلة الممثلة بالهواتف الذكية إلى دفع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى كثافة أعلى وأرق وأعلى وظائف. لا يمكن فصل تكنولوجيا الدائرة المطبوعة عن مواد الركيزة ، والتي تتضمن أيضًا المتطلبات الفنية لركائز ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم الآن تنظيم المحتوى ذي الصلة للمواد الركيزة في مقال خاص للمرجع الصناعي.

1 الطلب على الكثافة العالية والخط الدقيق

1.1 الطلب على رقائق النحاس

تتطور مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور نحو التطوير العالي الكثافة والرقيقة ، وألواح HDI بارزة بشكل خاص. قبل عشر سنوات ، حددت IPC لوحة HDI على أنها عرض/تباعد خط (L/S) من 0.1 مم/0.1 مم وأقل. الآن تحقق الصناعة بشكل أساسي L/S تقليدي من 60μm ، و L/S متقدم من 40μm. إن الإصدار الياباني لعام 2013 من بيانات خريطة الطريق في تقنية التثبيت هو أنه في عام 2014 ، كان L/S التقليدي للوحة HDI 50μm ، وكانت L/S المتقدمة 35μm ، وكان L/S المنتجة التجريبية 20μm.

تكوين نمط دائرة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وعملية الحفر الكيميائية التقليدية (طريقة الطراع) بعد الضوئيات على الركيزة النحاسية ، ، يكون الحد الأدنى من طريقة الطرحة لصنع الخطوط الدقيقة حوالي 30μm ، ويحتاج الركيزة النحاسية النحاسية (9 ~ 12μm). نظرًا لارتفاع سعر CCL النحاسي النحاسي والعديد من العيوب في التصفيح الرفيع للنحاس ، فإن العديد من المصانع تنتج رقائق نحاسية 18 ميكرومتر ثم تستخدم الحفر لتخفيف الطبقة النحاسية أثناء الإنتاج. تحتوي هذه الطريقة على العديد من العمليات ، والتحكم الصعبة في السمك ، والتكلفة العالية. من الأفضل استخدام رقائق نحاسية رقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، عندما تكون دائرة PCB L/S أقل من 20μm ، يصعب التعامل مع رقائق النحاس الرقيقة عمومًا. يتطلب ركيزة نحاسية رفيعة (3 ~ 5μm) ورقة نحاسية رقيقة للغاية متصلة بالناقل.

بالإضافة إلى رقائق النحاس الأرق ، تتطلب الخطوط الدقيقة الحالية خشونة منخفضة على سطح رقائق النحاس. بشكل عام ، من أجل تحسين قوة الترابط بين رقائق النحاس والركيزة ولضمان قوة تقشير الموصل ، يتم تقشير طبقة رقائق النحاس. إن خشونة رقائق النحاس التقليدية أكبر من 5μm. إن تضمين قمم رقائق النحاس الخشنة في الركيزة يحسن مقاومة التقشير ، ولكن من أجل السيطرة على دقة السلك أثناء حفر الخط ، من السهل أن تتبقى قمم الركيزة المضمنة ، مما يسبب دوائر قصيرة بين الخطوط أو انخفاض العزل ، وهو أمر مهم للغاية للخطوط الدقيقة. الخط خطير بشكل خاص. لذلك ، هناك حاجة إلى رقائق النحاس ذات الخشونة المنخفضة (أقل من 3 ميكرومتر) وحتى الخشونة السفلية (1.5 ميكرومتر).

1.2 الطلب على ملاءات العزل الكهربائي مغلفة

تتمثل الميزة الفنية في لوحة HDI في أن عملية التراكم (المعالجة) ، أو رقائق النحاس المغلفة بالراتنج الشائعة الاستخدام (RCC) ، أو الطبقة المغلقة من القماش الزجاجي شبه الايبوكسي شبه المحموم ورقائق النحاس النحاسية يصعب تحقيق خطوط دقيقة. في الوقت الحاضر ، تميل الطريقة شبه الإضافية (SAP) أو الطريقة شبه المعالجة المحسنة (MSAP) إلى اعتمادها ، أي يتم استخدام فيلم عازل عازلة للتكديس ، ثم يتم استخدام طلاء النحاس الكهربائي لتشكيل طبقة موصل نحاسية. نظرًا لأن طبقة النحاس رقيقة للغاية ، فمن السهل تكوين خطوط دقيقة.

واحدة من النقاط الرئيسية للطريقة شبه المضافة هي المادة العازلة المغلفة. من أجل تلبية متطلبات الخطوط الدقيقة ذات الكثافة العالية ، تضع المادة الرقائقية متطلبات الخواص الكهربائية العازلة ، العزل ، مقاومة الحرارة ، قوة الترابط ، وما إلى ذلك ، وكذلك القدرة على التكيف مع لوحة HDI. في الوقت الحاضر ، تعد مواد وسائل الإعلام الدولية HDI بشكل أساسي منتجات ABF/GX لشركة Ajinomoto اليابانية ، والتي تستخدم راتنج الايبوكسي مع عوامل علاجية مختلفة لإضافة مسحوق غير عضوي لتحسين صلابة المواد وتقليل CTE ، كما يتم استخدام قطعة قماش الألياف الزجاجية لزيادة الانسكاب. . هناك أيضًا مواد تصفيح رقيقة من الأسماك الرقيقة من شركة Sekisui Chemical Company في اليابان ، كما قام معهد أبحاث التكنولوجيا الصناعية في تايوان بتطوير مثل هذه المواد. كما يتم تحسين مواد ABF وتطويرها بشكل مستمر. يتطلب الجيل الجديد من المواد الرقمية بشكل خاص خشونة السطح المنخفض ، والتمدد الحراري المنخفض ، وفقدان عازل منخفض ، وتقوية صلبة رقيقة.

في عبوة أشباه الموصلات العالمية ، حلت ركائز تغليف IC محل ركائز السيراميك مع ركائز عضوية. تصبح خطوط التعبئة والتغليف الخاصة بتشريح Flip Chip (FC) أصغر وأصغر. الآن هو تباعد عرض الخط/الخط النموذجي 15μm ، وسيكون أرق في المستقبل. يتطلب أداء الناقل متعدد الطبقات بشكل أساسي خصائص عازلة منخفضة ، ومعامل تمدد حراري منخفض ومقاومة عالية للحرارة ، والسعي وراء ركائز منخفضة التكلفة على أساس تحقيق أهداف الأداء. في الوقت الحاضر ، يتبنى الإنتاج الضخم للدوائر الدقيقة بشكل أساسي عملية MSPA للعزل المصفوفة ورقائق النحاس الرقيقة. استخدم طريقة SAP لتصنيع أنماط الدائرة مع L/S أقل من 10μm.

عندما تصبح مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أكثر كثافة وأرق ، تطورت تقنية لوحة HDI من المصطلحات المحتوية على الأساس إلى صفحات ربط anylayer anylayer (anylayer). تعتبر ألواح HDI للاتصال الداخلي من أي طبقة مع نفس الوظيفة أفضل من ألواح HDI المحتوية على الأساس. يمكن تقليل المنطقة والسمك بحوالي 25 ٪. يجب أن تستخدم هذه أرق والحفاظ على خصائص كهربائية جيدة للطبقة العازلة.

2 التردد العالي والطلب العالي السرعة

تتراوح تكنولوجيا الاتصالات الإلكترونية من السلكية إلى اللاسلكية ، من التردد المنخفض والسرعة المنخفضة إلى التردد العالي والسرعة العالية. دخل أداء الهاتف المحمول الحالي 4G وسيتحرك نحو 5G ، أي سرعة نقل أسرع وسعة نقل أكبر. لقد ضاعف عصر الحوسبة السحابية العالمية حركة البيانات ، كما أن معدات الاتصالات عالية التردد والعالية السرعة هي اتجاه لا مفر منه. PCB مناسب للتردد العالي ونقل عالي السرعة. بالإضافة إلى تقليل تداخل الإشارة وفقدانها في تصميم الدوائر ، والحفاظ على سلامة الإشارة ، والحفاظ على تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتلبية متطلبات التصميم ، من المهم أن يكون لديك ركيزة عالية الأداء.

من أجل حل مشكلة زيادة سرعة PCB وسلامة الإشارة ، يركز مهندسو التصميم بشكل أساسي على خصائص فقدان الإشارة الكهربائية. العوامل الرئيسية لاختيار الركيزة هي ثابت العزل الكهربائي (DK) وفقدان العزل الكهربائي (DF). عندما يكون DK أقل من 4 و DF0.010 ، فهو عبارة عن تصفيح متوسطة DK/DF ، وعندما يكون DK أقل من 3.7 و DF0.005 أقل ، فهو منخفض لاتحادات DK/DF ، والآن هناك مجموعة متنوعة من الركائز لدخول السوق للاختيار من بينها.

في الوقت الحاضر ، فإن ركائز لوحة الدوائر ذات التردد العالي الأكثر استخدامًا هي الراتنجات المستندة إلى الفلور ، وراتنجات البوليفينلين (PPO أو PPE) وراتنجات الإيبوكسي المعدلة. ركائز العزل الكهربائية القائمة على الفلور ، مثل polytetrafluoroethylene (PTFE) ، لها أدنى خصائص عازلة وعادة ما تستخدم أعلى من 5 جيجاهرتز. هناك أيضًا ركائز Epoxy FR-4 أو PPO.

بالإضافة إلى الراتنجات المذكورة أعلاه والمواد العازلة الأخرى ، فإن خشونة السطح (الملف الشخصي) للنحاس الموصل هي أيضًا عامل مهم يؤثر على فقدان الإشارة ، والذي يتأثر بتأثير الجلد (Skineffect). تأثير الجلد هو الحث الكهرومغناطيسي المتولد في السلك أثناء انتقال إشارة التردد العالي ، والحواف كبيرة في وسط القسم الأسلاك ، بحيث تميل التيار أو الإشارة إلى التركيز على سطح السلك. تؤثر خشونة السطح للموصل على فقدان إشارة النقل ، وفقدان السطح الملساء صغير.

في نفس التردد ، زادت خشونة سطح النحاس ، وكلما زاد فقدان الإشارة. لذلك ، في الإنتاج الفعلي ، نحاول التحكم في خشونة سمك النحاس السطحي قدر الإمكان. الخشونة صغيرة قدر الإمكان دون التأثير على قوة الترابط. خاصة للإشارات في النطاق فوق 10 جيجا هرتز. عند 10 جيجا هرتز ، يجب أن تكون خشونة إحباط النحاس أقل من 1μm ، ومن الأفضل استخدام رقائق النحاس الفائقة (خشونة السطح 0.04μm). يجب أيضًا دمج خشونة سطح رقائق النحاس مع معالجة أكسدة مناسبة ونظام راتنج الترابط. في المستقبل القريب ، سيكون هناك رقائق نحاسية مغلفة بالراتنج مع عدم وجود مخطط تفصيلي تقريبًا ، والتي يمكن أن يكون لها قوة قشر أعلى ولن تؤثر على فقدان العزل الكهربائي.