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

في السنوات الأخيرة، حول سوق ثنائي الفينيل متعدد الكلور تركيزه من أجهزة الكمبيوتر إلى الاتصالات، بما في ذلك المحطات الأساسية والخوادم والمحطات الطرفية المتنقلة.لقد دفعت أجهزة الاتصالات المحمولة التي تمثلها الهواتف الذكية مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى زيادة الكثافة والأرق والوظائف الأعلى.لا يمكن فصل تكنولوجيا الدوائر المطبوعة عن المواد الأساسية، والتي تتضمن أيضًا المتطلبات الفنية لركائز ثنائي الفينيل متعدد الكلور.يتم الآن تنظيم المحتوى ذي الصلة للمواد الأساسية في مقالة خاصة كمرجع للصناعة.

1 الطلب على الكثافة العالية والخطوط الدقيقة

1.1 الطلب على رقائق النحاس

تتطور جميع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور نحو تطوير الكثافة العالية والخطوط الرفيعة، وتبرز لوحات HDI بشكل خاص.منذ عشر سنوات، حددت IPC لوحة HDI بأنها عرض الخط/تباعد الأسطر (L/S) بمقدار 0.1 مم/0.1 مم وأدناه.الآن تحقق الصناعة بشكل أساسي L/S تقليدي يبلغ 60μm، وL/S متقدم يبلغ 40μm.نسخة اليابان لعام 2013 من بيانات خارطة طريق تكنولوجيا التثبيت هي أنه في عام 2014، كان L/S التقليدي للوحة HDI يبلغ 50 ميكرومتر، وكان L/S المتقدم 35 ميكرومتر، وكان L/S المنتج تجريبيًا 20 ميكرومتر.

تشكيل نمط دائرة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، عملية النقش الكيميائي التقليدية (طريقة الطرح) بعد التصوير الضوئي على ركيزة رقائق النحاس، الحد الأدنى لطريقة الطرح لصنع الخطوط الدقيقة هو حوالي 30 ميكرومتر، ويلزم ركيزة رقيقة من رقائق النحاس (9 ~ 12 ميكرومتر).نظرًا لارتفاع سعر رقائق النحاس الرقيقة CCL والعيوب العديدة في تصفيح رقائق النحاس الرقيقة، تنتج العديد من المصانع رقائق نحاس 18 ميكرومتر ثم تستخدم النقش لترقيق الطبقة النحاسية أثناء الإنتاج.تحتوي هذه الطريقة على العديد من العمليات، وصعوبة التحكم في السماكة، والتكلفة العالية.من الأفضل استخدام رقائق النحاس الرفيعة.بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون طول دائرة PCB L/S أقل من 20μm، يصعب التعامل مع رقائق النحاس الرقيقة بشكل عام.إنها تتطلب ركيزة من رقائق النحاس الرقيقة جدًا (3 ~ 5 ميكرومتر) ورقاقة نحاسية رقيقة جدًا متصلة بالحامل.

بالإضافة إلى رقائق النحاس الرقيقة، 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 خشونة طبقة رقائق النحاس.خشونة رقائق النحاس التقليدية أكبر من 5μm.يؤدي تضمين القمم الخشنة لرقائق النحاس في الركيزة إلى تحسين مقاومة التقشير، ولكن من أجل التحكم في دقة السلك أثناء حفر الخط، من السهل بقاء قمم الركيزة المضمنة، مما يتسبب في حدوث دوائر قصيرة بين الخطوط أو انخفاض العزل ‎وهو مهم جدًا للخطوط الدقيقة.الخط خطير بشكل خاص.لذلك، هناك حاجة إلى رقائق نحاس ذات خشونة منخفضة (أقل من 3 ميكرومتر) وحتى خشونة أقل (1.5 ميكرومتر).

1.2 الطلب على الألواح العازلة مغلفة

الميزة التقنية للوحة HDI هي أن عملية التراكم (BuildingUpProcess)، أو رقائق النحاس المطلية بالراتنج شائعة الاستخدام (RCC)، أو الطبقة المصفحة من قماش زجاج الإيبوكسي شبه المعالج ورقائق النحاس يصعب تحقيق الخطوط الدقيقة.في الوقت الحاضر، تميل الطريقة شبه المضافة (SAP) أو الطريقة شبه المعالجة المحسنة (MSAP) إلى اعتمادها، أي أنه يتم استخدام فيلم عازل للكهرباء للتكديس، ومن ثم يتم استخدام طلاء النحاس اللاكهربائي لتشكيل النحاس طبقة الموصل.نظرًا لأن الطبقة النحاسية رقيقة للغاية، فمن السهل تشكيل خطوط دقيقة.

إحدى النقاط الرئيسية للطريقة شبه المضافة هي المادة العازلة الرقائقية.من أجل تلبية متطلبات الخطوط الدقيقة عالية الكثافة، فإن المادة المصفحة تضع متطلبات الخواص الكهربائية العازلة، والعزل، ومقاومة الحرارة، وقوة الترابط، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى قابلية عملية التكيف للوحة HDI.في الوقت الحاضر، مواد الوسائط المصفحة الدولية لـ HDI هي بشكل أساسي منتجات سلسلة ABF / GX لشركة Ajinomoto اليابانية، والتي تستخدم راتنجات الإيبوكسي مع عوامل معالجة مختلفة لإضافة مسحوق غير عضوي لتحسين صلابة المادة وتقليل CTE، وقماش الألياف الزجاجية يستخدم أيضًا لزيادة الصلابة..هناك أيضًا مواد صفائحية رقيقة مماثلة لشركة Sekisui Chemical Company اليابانية، وقد قام معهد تايوان لأبحاث التكنولوجيا الصناعية أيضًا بتطوير مثل هذه المواد.يتم أيضًا تحسين وتطوير مواد ABF بشكل مستمر.يتطلب الجيل الجديد من المواد المصفحة خشونة سطحية منخفضة، وتمددًا حراريًا منخفضًا، وفقدانًا منخفضًا للعزل الكهربائي، وتقوية صلبة رقيقة.

في عبوات أشباه الموصلات العالمية، استبدلت ركائز التعبئة والتغليف IC الركائز الخزفية بالركائز العضوية.أصبحت درجة ركائز التغليف ذات الرقاقة (FC) أصغر وأصغر.الآن يبلغ عرض الخط/تباعد الأسطر النموذجي 15 ميكرومترًا، 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، يعتمد الإنتاج الضخم للدوائر الدقيقة بشكل أساسي على عملية MSPA للعزل الرقائقي ورقائق النحاس الرقيقة.استخدم طريقة SAP لتصنيع أنماط الدوائر مع L/S أقل من 10μm.

عندما تصبح مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أكثر كثافة ونحافة، تطورت تقنية لوحة HDI من شرائح تحتوي على قلب إلى شرائح ربط Anylayer بدون قلب (Anylayer).تعد لوحات HDI الصفائحية ذات التوصيل البيني لأي طبقة والتي لها نفس الوظيفة أفضل من لوحات HDI الصفائحية المحتوية على النواة.يمكن تقليل المساحة والسمك بحوالي 25%.يجب أن تستخدم هذه العناصر أرق وتحافظ على الخواص الكهربائية الجيدة للطبقة العازلة.

2 التردد العالي والطلب عالي السرعة

تتراوح تكنولوجيا الاتصالات الإلكترونية من السلكية إلى اللاسلكية، ومن التردد المنخفض والسرعة المنخفضة إلى التردد العالي والسرعة العالية.لقد دخل الأداء الحالي للهاتف المحمول إلى شبكة 4G وسيتجه نحو 5G، أي سرعة نقل أسرع وقدرة نقل أكبر.لقد أدى ظهور عصر الحوسبة السحابية العالمية إلى مضاعفة حركة البيانات، وأصبحت معدات الاتصالات عالية التردد وعالية السرعة اتجاهًا لا مفر منه.ثنائي الفينيل متعدد الكلور مناسب للنقل عالي التردد وعالي السرعة.بالإضافة إلى تقليل تداخل الإشارة وفقدانها في تصميم الدوائر، والحفاظ على سلامة الإشارة، والحفاظ على تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتلبية متطلبات التصميم، فمن المهم أن يكون لديك ركيزة عالية الأداء.

من أجل حل مشكلة زيادة سرعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور 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 وDf0.010، فهو عبارة عن صفائح Dk/Df متوسطة، وعندما يكون Dk أقل من 3.7 وDf0.005 أقل، فهو صفائح منخفضة الدرجة Dk/Df، والآن هناك مجموعة متنوعة من الركائز لدخول السوق للاختيار من بينها.

في الوقت الحاضر، ركائز لوحات الدوائر عالية التردد الأكثر استخدامًا هي بشكل أساسي راتنجات الفلور وراتنجات إيثر البوليفينيلين (PPO أو PPE) وراتنجات الإيبوكسي المعدلة.تتمتع الركائز العازلة القائمة على الفلور، مثل بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE)، بأقل خصائص عازلة وعادة ما تستخدم فوق 5 جيجا هرتز.هناك أيضًا ركائز إيبوكسي FR-4 أو PPO معدلة.

بالإضافة إلى الراتنج المذكور أعلاه والمواد العازلة الأخرى، فإن خشونة السطح (الملف الجانبي) للنحاس الموصل هي أيضًا عامل مهم يؤثر على فقدان نقل الإشارة، والذي يتأثر بتأثير الجلد (SkinEffect).تأثير الجلد هو الحث الكهرومغناطيسي المتولد في السلك أثناء نقل الإشارة عالية التردد، ويكون الحث كبيرًا في وسط قسم السلك، بحيث يميل التيار أو الإشارة إلى التركيز على سطح السلك.تؤثر خشونة سطح الموصل على فقدان إشارة الإرسال، ويكون فقدان السطح الأملس صغيرًا.

عند نفس التردد، كلما زادت خشونة سطح النحاس، 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 بالنسبة للإشارات في النطاق فوق 10 جيجا هرتز.عند 10 جيجا هرتز، يجب أن تكون خشونة رقائق النحاس أقل من 1 ميكرومتر، ومن الأفضل استخدام رقائق النحاس فائقة المستوى (خشونة السطح 0.04 ميكرومتر).يجب أيضًا دمج خشونة سطح رقائق النحاس مع معالجة أكسدة مناسبة ونظام راتنجات الربط.في المستقبل القريب، سيكون هناك رقائق نحاسية مطلية بالراتنج بدون مخطط تفصيلي تقريبًا، والتي يمكن أن تتمتع بقوة تقشير أعلى ولن تؤثر على فقدان العزل الكهربائي.