چگونه می توان دقت PCB را بالا برد؟

برد مدار با دقت بالا به استفاده از عرض/فاصله خطوط ریز، سوراخ های کوچک، عرض حلقه باریک (یا بدون عرض حلقه) و سوراخ های مدفون و کور برای دستیابی به چگالی بالا اشاره دارد.

دقت بالا به این معنی است که نتیجه "ریز، کوچک، باریک و نازک" ناگزیر به نیازهای دقت بالا منجر می شود. عرض خط را به عنوان مثال در نظر بگیرید:

عرض خط 0.20 میلی متر، 0.16 تا 0.24 میلی متر تولید شده مطابق با مقررات واجد شرایط است و خطا (0.04±0.20) میلی متر است. در حالی که عرض خط 0.10 میلی متر است، خطا (0.1±0.02) میلی متر است، بدیهی است که دقت مورد دوم با ضریب 1 افزایش می یابد، و غیره درک آن دشوار نیست، بنابراین الزامات دقت بالا مورد بحث قرار نخواهد گرفت. به طور جداگانه اما این یک مشکل برجسته در فناوری تولید است.

تکنولوژی سیم کوچک و متراکم

در آینده، عرض/پیچ خط با چگالی بالا از 0.20mm-0.13mm-0.08mm-0.005mm خواهد بود تا الزامات بسته بندی SMT و چند تراشه (Multichip Package, MCP) را برآورده کند. بنابراین، تکنولوژی زیر مورد نیاز است.
① بستر

استفاده از فویل مسی نازک یا فوق نازک (<18 میلی متر) و تکنولوژی تصفیه سطح ریز.
②فرایند

با استفاده از فیلم خشک نازک تر و فرآیند چسباندن مرطوب، فیلم خشک نازک و با کیفیت خوب می تواند اعوجاج و عیوب عرض خط را کاهش دهد. فیلم مرطوب می تواند شکاف های هوای کوچک را پر کند، چسبندگی رابط را افزایش دهد و یکپارچگی و دقت سیم را بهبود بخشد.
③فیلم مقاوم در برابر نور الکترونه‌گذاری شده

فترزیست الکترورسوب شده (ED) استفاده می شود. ضخامت آن را می توان در محدوده 5-30/um کنترل کرد و می تواند سیم های ظریف تری تولید کند. به ویژه برای عرض حلقه باریک، بدون عرض حلقه و آبکاری تمام صفحه مناسب است. در حال حاضر بیش از ده خط تولید ED در جهان وجود دارد.
④ فناوری قرار گرفتن در معرض نور موازی

استفاده از فناوری نوردهی موازی از آنجایی که قرار گرفتن در معرض نور موازی می تواند بر تأثیر تغییر عرض خط ناشی از پرتوهای مورب منبع نور "نقطه" غلبه کند، سیم ظریف با اندازه پهنای خط دقیق و لبه های صاف را می توان به دست آورد. با این حال، تجهیزات نوردهی موازی گران است، سرمایه گذاری بالا است و برای کار در یک محیط بسیار تمیز لازم است.
⑤ تکنولوژی بازرسی نوری خودکار

با استفاده از فناوری بازرسی نوری خودکار این فناوری به وسیله ای ضروری برای تشخیص در تولید سیم های ریز تبدیل شده است و به سرعت در حال ترویج، اعمال و توسعه است.

انجمن الکترونیک EDA365

 

فناوری میکرو متخلخل

 

 

سوراخ‌های کاربردی تخته‌های چاپی مورد استفاده برای نصب سطحی فناوری میکرو متخلخل عمدتاً برای اتصال الکتریکی استفاده می‌شود که کاربرد فناوری ریز متخلخل را مهم‌تر می‌کند. استفاده از مواد مته معمولی و ماشین‌های حفاری CNC برای ایجاد سوراخ‌های ریز دارای خرابی‌های فراوان و هزینه‌های بالایی است.

بنابراین، تراکم بالای تخته های چاپی بیشتر بر روی اصلاح سیم ها و پدها متمرکز است. اگرچه نتایج بزرگی به دست آمده است، پتانسیل آن محدود است. برای بهبود بیشتر چگالی (مانند سیم های کمتر از 0.08 میلی متر)، هزینه ها افزایش می یابد. بنابراین برای بهبود چگالی به استفاده از ریز منافذ بپردازید.

در سال‌های اخیر، ماشین‌های حفاری کنترل عددی و فناوری میکرو مته پیشرفت‌هایی را ایجاد کرده‌اند و در نتیجه فناوری ریز سوراخ‌ها به سرعت توسعه یافته است. این ویژگی برجسته اصلی در تولید PCB فعلی است.

در آینده، فناوری شکل‌دهی ریز سوراخ‌ها عمدتاً بر ماشین‌های حفاری پیشرفته CNC و میکرو سرهای عالی متکی خواهد بود و سوراخ‌های کوچکی که توسط فناوری لیزر ایجاد می‌شوند هنوز از نظر هزینه و کیفیت سوراخ پایین‌تر از سوراخ‌های تشکیل‌شده توسط دستگاه‌های حفاری CNC هستند. .
①دستگاه حفاری CNC

در حال حاضر، فناوری دستگاه حفاری CNC پیشرفت ها و پیشرفت های جدیدی را ایجاد کرده است. و نسل جدیدی از دستگاه حفاری CNC را تشکیل داد که با حفاری سوراخ های کوچک مشخص می شود.

راندمان حفاری سوراخ های کوچک (کمتر از 0.50 میلی متر) دستگاه حفاری ریز سوراخ 1 برابر بیشتر از دستگاه حفاری CNC معمولی است، با شکست های کمتر و سرعت چرخش 11-15r / دقیقه است. می‌تواند با استفاده از محتوای نسبتاً بالای کبالت، ریز سوراخ‌های 0.1-0.2 میلی‌متری ایجاد کند. مته کوچک با کیفیت بالا می تواند سه صفحه (1.6 میلی متر / بلوک) را که روی هم قرار گرفته اند سوراخ کند. هنگامی که مته شکسته می شود، می تواند به طور خودکار متوقف شود و موقعیت را گزارش کند، به طور خودکار مته را جایگزین کرده و قطر آن را بررسی کند (کتابخانه ابزار می تواند صدها قطعه را در خود جای دهد)، و می تواند به طور خودکار فاصله ثابت بین نوک مته و پوشش را کنترل کند. و عمق حفاری، بنابراین سوراخ های کور می تواند حفاری شود، این به کانتر آسیب نمی رساند. روی میز دستگاه حفاری CNC از نوع بالشتک هوا و شناور مغناطیسی استفاده می کند که می تواند سریعتر، سبک تر و دقیق تر بدون خراش روی میز حرکت کند.

چنین ماشین های حفاری در حال حاضر مورد تقاضا هستند، مانند Mega 4600 از Prurite در ایتالیا، سری Excellon 2000 در ایالات متحده، و محصولات نسل جدید از سوئیس و آلمان.
②حفاری لیزری

در واقع مشکلات زیادی با ماشین های مته CNC معمولی و مته ها برای سوراخ کردن سوراخ های کوچک وجود دارد. این مانع از پیشرفت فناوری میکرو سوراخ شده است، بنابراین لیزر فرسایش توجه، تحقیقات و کاربرد را به خود جلب کرده است.

اما یک نقص مهلک وجود دارد، یعنی ایجاد سوراخ شاخ، که با افزایش ضخامت صفحه، جدی تر می شود. همراه با آلودگی فرسایشی در دمای بالا (به ویژه تخته های چند لایه)، طول عمر و نگهداری منبع نور، تکرارپذیری سوراخ های خوردگی و هزینه، ترویج و کاربرد ریز سوراخ ها در تولید تخته های چاپی محدود شده است. . با این حال، فرسایش لیزر هنوز در صفحات ریز متخلخل نازک و با چگالی بالا، به ویژه در فناوری اتصال متقابل با چگالی بالا (HDI) MCM-L، مانند اچ کردن فیلم پلی استر و رسوب فلز در MCM ها استفاده می شود. (فناوری Sputtering) در اتصالات ترکیبی با چگالی بالا استفاده می شود.

همچنین می‌توان از شکل‌گیری ویاهای مدفون در تخته‌های چند لایه به هم پیوسته با چگالی بالا با ساختارهای مدفون و کور نیز استفاده کرد. با این حال، با توجه به پیشرفت و پیشرفت های تکنولوژیکی ماشین های حفاری CNC و میکرو مته ها، آنها به سرعت ترویج و اعمال شدند. بنابراین، استفاده از حفاری لیزری در مدارهای نصب سطحی نمی‌تواند موقعیت غالب را تشکیل دهد. اما همچنان در یک زمینه خاص جایگاهی دارد.

 

③ تکنولوژی مدفون، کور و از طریق سوراخ

فن آوری ترکیبی مدفون، کور و از طریق سوراخ نیز راه مهمی برای افزایش چگالی مدارهای چاپی است. به طور کلی، سوراخ های مدفون و کور سوراخ های کوچکی هستند. علاوه بر افزایش تعداد سیم کشی روی برد، سوراخ های مدفون و کور توسط "نزدیک ترین" لایه داخلی به هم متصل می شوند که تعداد سوراخ های ایجاد شده را تا حد زیادی کاهش می دهد و تنظیم دیسک ایزوله نیز تا حد زیادی کاهش می یابد و در نتیجه افزایش می یابد. تعداد سیم کشی موثر و اتصال بین لایه ای در برد و بهبود چگالی اتصال.

بنابراین، تخته چند لایه با ترکیبی از سوراخ‌های مدفون، کور و سوراخ‌های عبوری، حداقل 3 برابر تراکم اتصال متقابل بالاتری نسبت به ساختار تخته تمام سوراخ معمولی تحت همان اندازه و تعداد لایه‌ها دارد. در صورت دفن، کور، اندازه تخته های چاپ شده همراه با سوراخ های عبوری بسیار کاهش می یابد یا تعداد لایه ها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

بنابراین، در تخته‌های چاپی با چگالی بالا، فناوری‌های سوراخ‌دار و سوراخ کور به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند، نه تنها در تخته‌های چاپی روی سطح در رایانه‌های بزرگ، تجهیزات ارتباطی و غیره، بلکه در کاربردهای عمرانی و صنعتی. همچنین به طور گسترده ای در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته است، حتی در برخی از بردهای نازک مانند PCMCIA، اسمارد، کارت های آی سی و سایر بردهای نازک شش لایه.

بردهای مدار چاپی با ساختارهای سوراخ مدفون و کور عموماً با روش‌های تولید «تخته فرعی» تکمیل می‌شوند، به این معنی که باید از طریق چند پرس، سوراخ‌کاری و سوراخ‌کاری تکمیل شوند، بنابراین موقعیت‌یابی دقیق بسیار مهم است.