Trükitud vooluahela põhiomadused sõltuvad substraadi tahvli jõudlusest. Trükitud vooluahela tehnilise jõudluse parandamiseks tuleb kõigepealt täiustada trükitud vooluringi substraadi tahvli jõudlust. Trükitud vooluahela arendamise vajaduste rahuldamiseks arendatakse seda järk -järgult mitmesuguseid uusi materjale.
Viimastel aastatel on PCB turg nihutanud oma fookuse arvutitest kommunikatsioonile, sealhulgas tugijaamad, serverite ja mobiilsideterminalidele. Nutitelefonide esindatud mobiilsideseadmed on ajendanud PCB -sid suurema tiheduse, õhema ja suurema funktsionaalsusega. Trükitud vooluahela tehnoloogia on substraadimaterjalidest lahutamatu, mis hõlmab ka PCB substraatide tehnilisi nõudeid. Substraadimaterjalide asjakohane sisu on nüüd jaotatud spetsiaalseks artikliks tööstuse viite jaoks.
1 Nõudlus suure tiheduse ja peenjoone järele
1.1 Vaskfooliumi nõudmine
Kõik PCB-d arenevad suure tihedusega ja õhukese rea arengu suunas ning eriti silmapaistvad HDI tahvlid. Kümme aastat tagasi määratles IPC HDI tahvli rea laiuse/rea vahekauguseks (L/S) 0,1 mm/0,1 mm ja alla. Nüüd saavutab tööstus põhimõtteliselt tavapärase l/s 60 μm ja kaugelearenenud l/s 40 μm. Jaapani 2013. aasta installatsioonitehnoloogia teekaardi andmete versioon on see, et 2014. aastal oli HDI tahvli tavapärane L/S 50 μm, arenenud L/S oli 35 μm ja uuringu toodetud L/S oli 20 μm.
PCB vooluringi mustri moodustumine, traditsiooniline keemiline söövitusprotsess (subtraktiivne meetod) Pärast vaskfooliumi substraadil oleva foto pildistamist on alamraktiivse meetodi minimaalne piirnormide tegemiseks umbes 30 μm ja vajalik on õhuke vaskfoolium (9 ~ 12 μm) substraat. Õhukese vaskfooliumi CCL kõrge hinna ja õhukese vaskfooliumi lamineerimise paljude defektide tõttu toodavad paljud tehased 18 μm vaskfooliumi ja kasutavad seejärel söövitamist vaskkihi õhukeseks tootmise ajal. Sellel meetodil on palju protsesse, keeruline paksuse juhtimine ja kõrged kulud. Parem on kasutada õhukest vaskfooliumi. Lisaks, kui PCB vooluahel L/S on alla 20 μm, on õhukese vaskfooliumi käsitsemine üldiselt keeruline. See nõuab ülikerge vaskfooliumi (3 ~ 5 μm) substraati ja kanduri külge kinnitatud ülikerge vaskfooliumi.
Lisaks õhematele vaskfooliumidele vajavad praegused peened jooned vaskfooliumi pinnal madala kareduse. Üldiselt on vaskfooliumi ja substraadi vahelise sidumisjõu parandamiseks ning juhi koorimise tugevuse tagamiseks vaskfooliumi kiht karedaks. Tavalise vaskfooliumi karedus on suurem kui 5 μm. Vaskfooliumi karedate piikide kinnistamine substraadi parandab koorimiskindlust, kuid traadi täpsuse kontrollimiseks joone söövitamise ajal on lihtne, kui manustatavad substraadi piikud jäävad, põhjustades lühiseid joonte vahel või on väga oluline peenjoonte jaoks. Liin on eriti tõsine. Seetõttu on vaja madala karedusega vaskfooliume (alla 3 μM) ja veelgi madalama kareduse (1,5 μM).
1.2 Lamineeritud dielektriliste lehtede nõudlus
HDI tahvli tehniline omadus on see, et ehitusprotsess (ehitustegevuse protsess), tavaliselt kasutatava vaiguga kattega vaskfooliumi (RCC) või poolkultuuriga epoksülapi lamineeritud kihti ja vaskfooliumi lamineeritud kihti on keeruline peeneid joonte saavutada. Praegu kiputakse kasutama poolaegset meetodit (SAP) või täiustatud pooltöödeldud meetodit (MSAP), see tähendab, et virnastamiseks kasutatakse isoleerivat dielektrilist kilet ja seejärel kasutatakse vaskjuhi kihi moodustamiseks elektrolevat vaskplaatimist. Kuna vaskkiht on äärmiselt õhuke, on peeneid jooni moodustada lihtne.
Poola-aditiivse meetodi üks võtmepunkte on lamineeritud dielektriline materjal. Kõrge tihedusega peenjoonte nõuete täitmiseks esitab lamineeritud materjal dielektriliste elektriliste omaduste, isolatsiooni, soojustakistuse, sidemejõudude jms nõudeid, samuti HDI tahvli protsessi kohanemisvõime. Praegu on rahvusvahelised HDI lamineeritud meediumimaterjalid peamiselt Jaapani Ajinomoto ettevõtte ABF/GX seeria tooted, mis kasutavad erinevate kõvenemisagentidega epoksüvaiku, et lisada anorgaanilist pulbrit materjali jäikuse parandamiseks ja CTE vähendamiseks ning ka klaasist riiet kasutatakse jäikuse suurendamiseks. . Selliseid materjale on välja töötanud ka Jaapani Sekisui Chemical Company sarnased õhukese kilega laminaadimaterjalid ning ka Taiwani tööstustehnoloogia uurimisinstituut. Ka ABF -i materjale on pidevalt täiustatud ja arenenud. Lamineeritud materjalide uus põlvkond nõuab eriti madalat pinna karedust, madalat soojuspaisumist, madalat dielektrilist kaotust ja õhukest jäika tugevnemist.
Globaalses pooljuhtpakendis on IC -pakendi substraadid asendanud keraamilised substraadid orgaaniliste substraatidega. Flip Chip (FC) pakendisubstraatide samm muutub väiksemaks. Nüüd on tüüpiline liinilaius/joonevahemik 15 μm ja tulevikus on see õhem. Mitmekihilise kandja jõudlus nõuab peamiselt madalaid dielektrilisi omadusi, madalat soojuspaisumiskoefitsienti ja kõrge soojustakistust ning odavate substraatide püüdlust tulemuslikkuse eesmärkide saavutamise alusel. Praegu võtab peenete vooluringide masstootmine põhimõtteliselt kasutusele MSPA lamineeritud isolatsiooni ja õhukese vaskfooliumi protsessi. Kasutage SAP -meetodit vooluahela mustrite tootmiseks, mille L/S on alla 10 μm.
Kui PCB-d muutuvad tihedamaks ja õhemaks, on HDI Board Technology arenenud südamikust sisaldavatest laminaatidest kuni südamikuni ükskõik millise igasuguse ühendamislaminaatideni (ükskõik millise mängijaga). Igasuguse kihi ühendamise laminaat HDI-tahvlid, millel on sama funktsioon, on paremad kui tuuma sisaldavad laminaat HDI tahvlid. Pindala ja paksust saab vähendada umbes 25%. Need peavad kasutama õhemaid ja hoidma dielektrilise kihi häid elektrilisi omadusi.
2 kõrgsagedus ja kiire nõudlus
Elektrooniline kommunikatsioonitehnoloogia ulatub juhtmest traadita, madala sagedusega ja madala kiirusega kuni kõrgsagedusliku ja suure kiirusega. Praegune mobiiltelefoni jõudlus on sisenenud 4G ja liigub 5G suunas, see tähendab kiiremini käigukasti kiirus ja suurem ülekandemaht. Globaalse pilvandmetöötluse ajastu tulek on kahekordistanud andmeliiklust ning kõrgsagedus- ja kiire kommunikatsiooniseadmed on vältimatu trend. PCB sobib kõrgsageduslikuks ja kiireks käiguks. Lisaks signaalide häirete ja kadude vähendamisele vooluringi kujundamisel, signaali terviklikkuse säilitamisel ja PCB tootmise säilitamisel, et täita projekteerimisnõudeid, on oluline omada suure jõudlusega substraati.
PCB probleemi suurendamiseks kiiruse ja signaali terviklikkuse lahendamiseks keskenduvad disainiinsenerid peamiselt elektrisignaali kadude omadustele. Substraadi valimise peamised tegurid on dielektriline konstant (DK) ja dielektriline kadu (DF). Kui DK on madalam kui 4 ja DF0.010, on see keskmine DK/DF -laminaat ja kui DK on madalam kui 3,7 ja DF0.005, on see madalam, on see madal DK/DF -klassi laminaadid, nüüd on turule sisenemiseks mitmesuguseid substraate.
Praegu on kõige sagedamini kasutatavad kõrgsagedusplaadi substraadid peamiselt fluoripõhised vaigud, polüfenüleeni eeter (PPO või PPE) vaigud ja modifitseeritud epoksüvaigud. Fluoripõhistel dielektrilistel substraatidel, näiteks polütetrafluoroetüleenil (PTFE), on madalaimad dielektrilised omadused ja neid kasutatakse tavaliselt üle 5 GHz. Seal on ka modifitseeritud epoksü FR-4 või PPO substraate.
Lisaks ülalnimetatud vaigule ja muudele isoleermaterjalidele on ka juhi vase pinnakaredus (profiil) oluline tegur, mis mõjutab signaali ülekandekadu, mida mõjutab naha efekt (Skinfect). Nahaefekt on kõrgsagedusliku signaali ülekande ajal traadis tekitatud elektromagnetiline induktsioon ja induktiivsus on traadisektsiooni keskel suur, nii et vool või signaal kipub koondama traadi pinnale. Juhi pinnakaredus mõjutab ülekandesignaali kadu ja sileda pinna kadu on väike.
Samal sagedusel, mida suurem on vaskpinna karedus, seda suurem on signaali kadu. Seetõttu püüame tegelikus tootmises võimalikult palju kontrollida vase paksuse karedust. Karedus on võimalikult väike, mõjutamata sidemeid. Eriti signaalide puhul vahemikus üle 10 GHz. 10 GHz juures peab vaskfooliumi karedus olema väiksem kui 1 μm ja parem on kasutada ülikergete vaskfooliumi (pinna karedus 0,04 μm). Samuti tuleb vaskfooliumi pinnakaredus kombineerida sobiva oksüdatsiooni töötlemise ja sidumisvaigusüsteemiga. Lähitulevikus toimub vaiguga kaetud vaskfoolium, millel pole peaaegu kontuuri, millel võib olla suurem koorik ja see ei mõjuta dielektrilist kaotust.
