Comment réaliser des PCB de haute précision ?

Le circuit imprimé de haute précision fait référence à l'utilisation d'une largeur/espacement de ligne fin, de micro-trous, d'une largeur d'anneau étroite (ou pas de largeur d'anneau) et de trous enterrés et borgnes pour obtenir une densité élevée.

Haute précision signifie que le résultat « fin, petit, étroit et mince » conduira inévitablement à des exigences de haute précision. Prenons l'exemple de la largeur de ligne :

Une largeur de ligne de 0,20 mm, 0,16 ~ 0,24 mm produite conformément à la réglementation est qualifiée et l'erreur est de (0,20 ± 0,04) mm ; tandis que la largeur de ligne est de 0,10 mm, l'erreur est de (0,1 ± 0,02) mm, évidemment la précision de cette dernière est augmentée d'un facteur 1, et ainsi de suite n'est pas difficile à comprendre, donc les exigences de haute précision ne seront pas discutées séparément. Mais il s’agit d’un problème majeur dans la technologie de production.

Technologie de fil petit et dense

À l'avenir, la largeur/pas de ligne haute densité sera de 0,20 mm-0,13 mm-0,08 mm-0,005 mm pour répondre aux exigences du SMT et du boîtier multi-puces (Mulitichip Package, MCP). La technologie suivante est donc requise.
①Substrat

Utilisation d'un substrat en feuille de cuivre fine ou ultra-fine (<18um) et d'une technologie de traitement de surface fine.
②Processus

En utilisant un film sec plus fin et un processus de collage humide, un film sec fin et de bonne qualité peut réduire la distorsion et les défauts de la largeur de la ligne. Le film humide peut combler les petits espaces d'air, augmenter l'adhérence de l'interface et améliorer l'intégrité et la précision du fil.
③Film photorésistant électrodéposé

Une photorésine électrodéposée (ED) est utilisée. Son épaisseur peut être contrôlée dans la plage de 5 à 30/um et il peut produire des fils fins plus parfaits. Il est particulièrement adapté aux bagues à largeur étroite, sans largeur d'anneau et à la galvanoplastie à plaque complète. Il existe actuellement plus de dix lignes de production ED dans le monde.
④ Technologie d'exposition à la lumière parallèle

Utilisation de la technologie d’exposition à la lumière parallèle. Étant donné que l'exposition à la lumière parallèle peut surmonter l'influence de la variation de largeur de ligne provoquée par les rayons obliques de la source lumineuse « ponctuelle », un fil fin avec une largeur de ligne précise et des bords lisses peut être obtenu. Cependant, l'équipement d'exposition parallèle est coûteux, l'investissement est élevé et il est nécessaire de travailler dans un environnement très propre.
⑤Technologie d'inspection optique automatique

Utilisation de la technologie d’inspection optique automatique. Cette technologie est devenue un moyen de détection indispensable dans la production de fils fins et est rapidement promue, appliquée et développée.

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Technologie microporeuse

 

 

Les trous fonctionnels des cartes imprimées utilisées pour le montage en surface de la technologie microporeuse sont principalement utilisés pour l'interconnexion électrique, ce qui rend l'application de la technologie microporeuse plus importante. L’utilisation de matériaux de forage conventionnels et de perceuses CNC pour produire de minuscules trous entraîne de nombreux échecs et des coûts élevés.

Par conséquent, la haute densité des cartes imprimées est principalement axée sur le raffinement des fils et des plots. Même si d’excellents résultats ont été obtenus, son potentiel est limité. Pour améliorer encore la densité (comme les fils de moins de 0,08 mm), le coût s'envole. , Alors tournez-vous vers l'utilisation de micropores pour améliorer la densification.

Ces dernières années, les perceuses à commande numérique et la technologie des micro-perceuses ont fait des percées et la technologie des micro-trous s'est donc développée rapidement. Il s’agit de la principale caractéristique remarquable de la production actuelle de PCB.

À l'avenir, la technologie de formation de micro-trous s'appuiera principalement sur des perceuses CNC avancées et d'excellentes micro-têtes, et les petits trous formés par la technologie laser sont toujours inférieurs à ceux formés par les perceuses CNC du point de vue du coût et de la qualité des trous. .
①Perceuse CNC

À l'heure actuelle, la technologie des perceuses CNC a réalisé de nouvelles percées et progrès. Et formé une nouvelle génération de perceuses CNC caractérisées par le perçage de minuscules trous.

L'efficacité du perçage de petits trous (moins de 0,50 mm) de la perceuse à micro-trous est 1 fois supérieure à celle de la perceuse CNC conventionnelle, avec moins de pannes et la vitesse de rotation est de 11 à 15 tr/min ; il peut percer des micro-trous de 0,1 à 0,2 mm, en utilisant une teneur en cobalt relativement élevée. Le petit foret de haute qualité peut percer trois plaques (1,6 mm/bloc) empilées les unes sur les autres. Lorsque le foret est cassé, il peut automatiquement s'arrêter et signaler la position, remplacer automatiquement le foret et vérifier le diamètre (la bibliothèque d'outils peut contenir des centaines de pièces) et peut contrôler automatiquement la distance constante entre la pointe du foret et le couvercle. et la profondeur de perçage, afin que des trous borgnes puissent être percés, cela n'endommagera pas le comptoir. Le dessus de table de la perceuse CNC adopte un type à coussin d'air et à lévitation magnétique, qui peut se déplacer plus rapidement, plus léger et plus précis sans rayer la table.

De telles perceuses sont actuellement très demandées, comme la Mega 4600 de Prurite en Italie, la série Excellon 2000 aux États-Unis et des produits de nouvelle génération en provenance de Suisse et d'Allemagne.
②Perçage laser

Il existe en effet de nombreux problèmes avec les perceuses CNC et les forets conventionnels pour percer de minuscules trous. Cela a entravé les progrès de la technologie des micro-trous, c'est pourquoi l'ablation au laser a attiré l'attention, la recherche et les applications.

Mais il existe un inconvénient fatal, à savoir la formation d'un trou en corne, qui s'aggrave à mesure que l'épaisseur de la plaque augmente. Couplé à la pollution par ablation à haute température (en particulier les cartes multicouches), à la durée de vie et à l'entretien de la source lumineuse, à la répétabilité des trous de corrosion et au coût, la promotion et l'application des micro-trous dans la production de cartes imprimées ont été limitées. . Cependant, l'ablation laser est toujours utilisée dans les plaques microporeuses fines et de haute densité, en particulier dans la technologie d'interconnexion haute densité (HDI) MCM-L, telle que la gravure de films polyester et le dépôt de métal dans les MCM. (Technologie de pulvérisation) est utilisée dans l’interconnexion combinée haute densité.

La formation de vias enterrés dans des cartes multicouches d'interconnexion haute densité avec des structures de vias enterrés et aveugles peut également être appliquée. Cependant, grâce au développement et aux avancées technologiques des perceuses CNC et des micro-perceuses, celles-ci ont été rapidement promues et appliquées. Par conséquent, l’application du perçage laser dans les cartes de circuits imprimés à montage en surface ne peut pas constituer une position dominante. Mais il a encore sa place dans un certain domaine.

 

③Technologie enterrée, aveugle et traversante

La technologie de combinaison enterrée, aveugle et traversante est également un moyen important d’augmenter la densité des circuits imprimés. Généralement, les trous enterrés et borgnes sont de minuscules trous. En plus d'augmenter le nombre de câbles sur la carte, les trous enterrés et borgnes sont interconnectés par la couche interne « la plus proche », ce qui réduit considérablement le nombre de trous traversants formés, et le réglage du disque d'isolation réduira également considérablement, augmentant ainsi le nombre de câblages efficaces et d'interconnexions intercouches dans la carte, et amélioration de la densité d'interconnexion.

Par conséquent, la carte multicouche avec la combinaison de trous enterrés, borgnes et traversants a une densité d'interconnexion au moins 3 fois supérieure à celle de la structure de carte à trous complets conventionnelle pour la même taille et le même nombre de couches. Si le enterré, aveugle, la taille des cartes imprimées combinées aux trous traversants sera considérablement réduite ou le nombre de couches sera considérablement réduit.

Par conséquent, dans les cartes imprimées montées en surface haute densité, les technologies de trous enterrés et borgnes ont été de plus en plus utilisées, non seulement dans les cartes imprimées montées en surface dans les grands ordinateurs, les équipements de communication, etc., mais également dans les applications civiles et industrielles. Il a également été largement utilisé dans ce domaine, même dans certaines cartes minces, telles que les cartes PCMCIA, Smard, IC et autres cartes minces à six couches.

Les cartes de circuits imprimés avec des structures à trous enterrés et borgnes sont généralement complétées par des méthodes de production de « sous-cartes », ce qui signifie qu'elles doivent être complétées par plusieurs pressages, perçages et placages de trous, un positionnement précis est donc très important.