As características básicas da placa de circuíto impreso dependen do rendemento da placa de substrato. Para mellorar o rendemento técnico da placa de circuíto impreso, o rendemento da placa de substrato de circuíto impreso debe mellorarse primeiro. Para satisfacer as necesidades do desenvolvemento da placa de circuíto impreso, varios novos materiais que se está a desenvolver gradualmente e utilizados.

Nos últimos anos, o mercado de PCB cambiou o seu foco desde ordenadores a comunicacións, incluíndo estacións base, servidores e terminais móbiles. Os dispositivos de comunicación móbil representados polos teléfonos intelixentes levaron aos PCB a unha maior densidade, máis delgada e unha maior funcionalidade. A tecnoloxía de circuítos impresos é inseparable a partir de materiais de substrato, o que tamén implica os requisitos técnicos dos substratos de PCB. O contido relevante dos materiais do substrato está organizado nun artigo especial para a referencia da industria.

1 A demanda de alta densidade e liña fina

1.1 Demanda de papel de cobre

Os PCB están a desenvolverse para o desenvolvemento de alta densidade e de liña fina, e as placas HDI son especialmente destacadas. Hai dez anos, IPC definiu a placa HDI como ancho de liña/espazo entre as liñas (L/S) de 0,1 mm/0,1 mm e inferior. Agora a industria consegue basicamente un L/S convencional de 60μm e un L/S avanzado de 40μm. A versión de Xapón 2013 dos datos da folla de ruta da tecnoloxía de instalación é que en 2014, o L/S convencional da tarxeta HDI foi de 50μM, o L/S avanzado era de 35μm e o L/S producido por proba foi de 20μm.

Formación de patróns de circuítos PCB, o proceso tradicional de gravado químico (método subtractivo) Despois da fotoimagación no substrato de folla de cobre, o límite mínimo do método subtractivo para facer liñas finas é de aproximadamente 30μm e é necesario un substrato de folla de cobre (9 ~ 12μm). Debido ao elevado prezo da lámina de cobre fina CCL e os moitos defectos na laminación fina de folla de cobre, moitas fábricas producen lámina de cobre de 18 μm e logo usa o gravado para delimitar a capa de cobre durante a produción. Este método ten moitos procesos, control de grosor difícil e alto custo. É mellor usar folla de cobre fina. Ademais, cando o circuíto PCB L/S é inferior a 20μM, a folla de cobre fina é xeralmente difícil de manexar. Require unha folla de cobre ultra-fina (3 ~ 5μm) e unha folla de cobre ultra-fina unida ao transportista.

Ademais das láminas de cobre máis finas, as liñas finas actuais requiren unha baixa rugosidade na superficie da folla de cobre. Xeralmente, para mellorar a forza de unión entre a folla de cobre e o substrato e asegurar a forza de pelado do condutor, a capa de folla de cobre está encaixada. A rugosidade da folla de cobre convencional é superior a 5μm. A inserción dos picos rugosos da lámina de cobre no substrato mellora a resistencia ao pelado, pero para controlar a precisión do fío durante a gravación de liña, é fácil que os picos de incrustación de substratos restantes, provocando curtocircuítos entre as liñas ou a diminución do illamento, o que é moi importante para as liñas finas. A liña é especialmente grave. Polo tanto, son necesarias láminas de cobre con baixa rugosidade (menos de 3 μm) e incluso unha rugosidade inferior (1,5 μm).

1.2 A demanda de follas dieléctricas laminadas

A característica técnica do taboleiro HDI é que o proceso de acumulación (BuildingUpprocess), a lámina de cobre recuberta de resina (RCC) ou a capa laminada de pano de vidro epoxi semi-curado e folla de cobre é difícil de conseguir liñas finas. Na actualidade, o método semi-aditivo (SAP) ou o método semi-procesado mellorado (MSAP) ten tendido a adoptarse, é dicir, unha película dieléctrica illante úsase para apilarse e logo úsase a platación de cobre electroless para formar unha capa de condutor de cobre. Debido a que a capa de cobre é extremadamente delgada, é fácil formar liñas finas.

Un dos puntos clave do método semi-aditivo é o material dieléctrico laminado. Para cumprir os requisitos de liñas finas de alta densidade, o material laminado presenta os requisitos de propiedades eléctricas dieléctricas, illamento, resistencia á calor, forza de unión, etc., así como a adaptabilidade do proceso da tarxeta HDI. Na actualidade, os materiais internacionais de Media laminados HDI son principalmente os produtos da serie ABF/GX da compañía Ajinomoto de Xapón, que usan resina epoxi con diferentes axentes de curación para engadir po inorgánico para mellorar a rixidez do material e reducir o CTE e tamén se usa o pano de fibra de vidro para aumentar a rixidez. . Tamén hai materiais laminados de película fina similares de Sekisui Chemical Company de Xapón, e Taiwán Instituto de Investigación en Tecnoloxía Industrial tamén desenvolveu tales materiais. Os materiais ABF tamén son mellorados e desenvolvidos continuamente. A nova xeración de materiais laminados require especialmente rugosidade superficial, baixa expansión térmica, baixa perda dieléctrica e fortalecemento ríxido fino.

Nos envases globais de semiconductores, os substratos de envases IC substituíron os substratos cerámicos por substratos orgánicos. O ton de substratos de envasado Flip Chip (FC) é cada vez máis pequeno. Agora o espazo típico de ancho/liña de liña é de 15 micras, e será máis fino no futuro. O rendemento do transportista de varias capas require principalmente propiedades dieléctricas baixas, baixo coeficiente de expansión térmica e alta resistencia á calor e a procura de substratos de baixo custo en función dos obxectivos de rendemento. Na actualidade, a produción en masa de circuítos finos adopta basicamente o proceso MSPA de illamento laminado e lámina fina de cobre. Use o método SAP para fabricar patróns de circuítos con L/S menos de 10μm.

Cando os PCB se fan máis densos e máis delgados, a tecnoloxía do taboleiro HDI evolucionou desde laminados que conteñen núcleo ata os laminados de interconexión de anylayer (Anylayer). As placas HDI laminadas de interconexión de calquera capa coa mesma función son mellores que as placas HDI laminadas que conteñen núcleo. A área e o grosor pódense reducir aproximadamente un 25%. Estes deben usar máis finos e manter boas propiedades eléctricas da capa dieléctrica.

2 demanda de alta frecuencia e alta velocidade

A tecnoloxía de comunicación electrónica oscila desde cable ata sen fíos, desde baixa frecuencia e baixa velocidade a alta frecuencia e alta velocidade. O rendemento actual do teléfono móbil entrou en 4G e avanzará cara a 5G, é dicir, a velocidade de transmisión máis rápida e a maior capacidade de transmisión. A chegada da era mundial de computación en nube duplicou o tráfico de datos, e os equipos de comunicación de alta frecuencia e alta velocidade é unha tendencia inevitable. O PCB é adecuado para a transmisión de alta frecuencia e alta velocidade. Ademais de reducir a interferencia do sinal e a perda no deseño de circuítos, manter a integridade do sinal e manter a fabricación de PCB para satisfacer os requisitos de deseño, é importante ter un substrato de alto rendemento.

Para resolver o problema da velocidade de aumento da velocidade e a integridade do sinal de PCB, os enxeñeiros de deseño céntranse principalmente nas propiedades da perda de sinal eléctrica. Os factores clave para a selección do substrato son a constante dieléctrica (DK) e a perda dieléctrica (DF). Cando DK é inferior a 4 e DF0.010, é un laminado DK/DF medio, e cando DK é inferior a 3,7 e DF0.005 é menor, é baixo laminados de grao DK/DF, agora hai unha variedade de substratos para entrar no mercado para escoller.

Na actualidade, os substratos de placa de circuíto de alta frecuencia máis empregados son principalmente resinas a base de flúor, resinas de polifenileno (PPO ou PPE) e resinas epoxi modificadas. Os substratos dieléctricos baseados en flúor, como o politetrafluoroetileno (PTFE), teñen as propiedades dieléctricas máis baixas e adoitan usarse por encima dos 5 GHz. Tamén hai substratos Epoxy FR-4 ou PPO modificados.

Ademais da resina mencionada anteriormente e outros materiais illantes, a rugosidade superficial (perfil) do cobre condutor é tamén un factor importante que afecta a perda de transmisión do sinal, afectada polo efecto da pel (Skineffect). O efecto da pel é a indución electromagnética xerada no fío durante a transmisión do sinal de alta frecuencia, e a inductancia é grande no centro da sección de fío, de xeito que a corrente ou o sinal tende a concentrarse na superficie do fío. A rugosidade da superficie do condutor afecta á perda de sinal de transmisión e a perda de superficie lisa é pequena.

Na mesma frecuencia, canto maior sexa a rugosidade da superficie do cobre, maior será a perda do sinal. Polo tanto, na produción real, intentamos controlar a rugosidade do grosor do cobre superficial o máximo posible. A rugosidade é o máis pequena posible sen afectar a forza de unión. Especialmente para sinais no rango superior a 10 GHz. A 10GHz, a rugosidade da folla de cobre debe ser inferior a 1μm, e é mellor usar folla de cobre super-planar (rugosidade superficial 0,04μm). A rugosidade superficial da folla de cobre tamén debe combinarse cun tratamento adecuado de oxidación e un sistema de resina de unión. Nun futuro próximo, haberá unha folla de cobre recuberta de resina sen case ningún contorno, que pode ter unha maior forza de pel e non afectará a perda dieléctrica.