પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ સબસ્ટ્રેટ બોર્ડની કામગીરી પર આધાર રાખે છે.પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડની તકનીકી કામગીરીને સુધારવા માટે, પ્રિન્ટેડ સર્કિટ સબસ્ટ્રેટ બોર્ડની કામગીરીને પહેલા સુધારવી આવશ્યક છે.પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડના વિકાસની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, વિવિધ નવી સામગ્રીઓ ધીમે ધીમે વિકસાવવામાં આવી રહી છે અને ઉપયોગમાં લેવાઈ રહી છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, PCB માર્કેટે તેનું ધ્યાન કોમ્પ્યુટર્સથી કોમ્યુનિકેશન્સ પર ખસેડ્યું છે, જેમાં બેઝ સ્ટેશન, સર્વર અને મોબાઈલ ટર્મિનલનો સમાવેશ થાય છે.સ્માર્ટફોન દ્વારા રજૂ કરાયેલા મોબાઇલ સંચાર ઉપકરણોએ PCB ને ઉચ્ચ ઘનતા, પાતળી અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા તરફ દોર્યું છે.પ્રિન્ટેડ સર્કિટ ટેકનોલોજી સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીથી અવિભાજ્ય છે, જેમાં PCB સબસ્ટ્રેટ્સની તકનીકી આવશ્યકતાઓ પણ સામેલ છે.સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીની સંબંધિત સામગ્રી હવે ઉદ્યોગના સંદર્ભ માટે વિશેષ લેખમાં ગોઠવવામાં આવી છે.

1 ઉચ્ચ-ઘનતા અને ફાઇન-લાઇનની માંગ

1.1 કોપર ફોઇલની માંગ

પીસીબી તમામ ઉચ્ચ ઘનતા અને પાતળા રેખાના વિકાસ તરફ વિકાસ કરી રહ્યા છે, અને એચડીઆઈ બોર્ડ ખાસ કરીને અગ્રણી છે.દસ વર્ષ પહેલાં, IPC એ HDI બોર્ડને 0.1mm/0.1mm અને નીચેની લાઇન પહોળાઈ/લાઇન અંતર (L/S) તરીકે વ્યાખ્યાયિત કર્યું હતું.હવે ઉદ્યોગ મૂળભૂત રીતે 60μmનો પરંપરાગત L/S અને 40μmનો અદ્યતન L/S પ્રાપ્ત કરે છે.ઇન્સ્ટોલેશન ટેક્નોલૉજી રોડમેપ ડેટાનું જાપાનનું 2013 વર્ઝન એ છે કે 2014માં, HDI બોર્ડનો પરંપરાગત L/S 50μm હતો, અદ્યતન L/S 35μm હતો અને ટ્રાયલ-પ્રોડ્યુસ્ડ L/S 20μm હતો.

પીસીબી સર્કિટ પેટર્નની રચના, કોપર ફોઇલ સબસ્ટ્રેટ પર ફોટોઇમેજિંગ પછી પરંપરાગત રાસાયણિક એચિંગ પ્રક્રિયા (બાદબાકી પદ્ધતિ), ફાઇન લાઇન્સ બનાવવા માટેની બાદબાકી પદ્ધતિની ન્યૂનતમ મર્યાદા લગભગ 30μm છે અને પાતળા કોપર ફોઇલ (9~12μm) સબસ્ટ્રેટની જરૂર છે.પાતળા કોપર ફોઇલ CCLની ઊંચી કિંમત અને પાતળા કોપર ફોઇલ લેમિનેશનમાં ઘણી ખામીઓને કારણે, ઘણી ફેક્ટરીઓ 18μm કોપર ફોઇલનું ઉત્પાદન કરે છે અને પછી ઉત્પાદન દરમિયાન કોપર લેયરને પાતળું કરવા માટે એચિંગનો ઉપયોગ કરે છે.આ પદ્ધતિમાં ઘણી પ્રક્રિયાઓ, મુશ્કેલ જાડાઈ નિયંત્રણ અને ઊંચી કિંમત છે.પાતળા કોપર ફોઇલનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે.વધુમાં, જ્યારે PCB સર્કિટ L/S 20μm કરતાં ઓછું હોય, ત્યારે પાતળા કોપર ફોઇલને હેન્ડલ કરવું સામાન્ય રીતે મુશ્કેલ હોય છે.તેને અલ્ટ્રા-થિન કોપર ફોઇલ (3~5μm) સબસ્ટ્રેટ અને વાહક સાથે જોડાયેલ અતિ-પાતળા કોપર ફોઇલની જરૂર છે.

પાતળા તાંબાના વરખ ઉપરાંત, વર્તમાન ફાઈન લાઈનોને કોપર ફોઈલની સપાટી પર ઓછી રફનેસની જરૂર પડે છે.સામાન્ય રીતે, કોપર ફોઇલ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના બોન્ડિંગ ફોર્સને સુધારવા અને કંડક્ટરની છાલની મજબૂતાઈ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, કોપર ફોઇલ લેયરને રફ કરવામાં આવે છે.પરંપરાગત કોપર ફોઇલની ખરબચડી 5μm કરતાં વધુ છે.કોપર ફોઇલની ખરબચડી શિખરોને સબસ્ટ્રેટમાં એમ્બેડ કરવાથી પીલિંગ પ્રતિકારમાં સુધારો થાય છે, પરંતુ લાઇન ઇચિંગ દરમિયાન વાયરની ચોકસાઈને નિયંત્રિત કરવા માટે, એમ્બેડિંગ સબસ્ટ્રેટ શિખરો બાકી રહે તે સરળ છે, જેના કારણે રેખાઓ વચ્ચે શોર્ટ સર્કિટ થાય છે અથવા ઇન્સ્યુલેશનમાં ઘટાડો થાય છે. , જે ફાઇન લાઇન માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.રેખા ખાસ કરીને ગંભીર છે.તેથી, ઓછી ખરબચડી (3 μm કરતાં ઓછી) અને તેનાથી પણ ઓછી ખરબચડી (1.5 μm) સાથે કોપર ફોઇલની જરૂર છે.

1.2 લેમિનેટેડ ડાઇલેક્ટ્રિક શીટ્સની માંગ

HDI બોર્ડની ટેકનિકલ વિશેષતા એ છે કે બિલ્ડઅપ પ્રક્રિયા (BuildingUpProcess), સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા રેઝિન-કોટેડ કોપર ફોઇલ (RCC), અથવા અર્ધ-ક્યોર્ડ ઇપોક્સી ગ્લાસ કાપડ અને કોપર ફોઇલના લેમિનેટેડ લેયરમાં ફાઇન લાઇન હાંસલ કરવી મુશ્કેલ છે.હાલમાં, સેમી-એડિટિવ મેથડ (એસએપી) અથવા સુધારેલી સેમી-પ્રોસેસ્ડ પદ્ધતિ (એમએસએપી) અપનાવવામાં આવે છે, એટલે કે, સ્ટેકીંગ માટે ઇન્સ્યુલેટીંગ ડાઇલેક્ટ્રિક ફિલ્મનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને પછી તાંબાની રચના માટે ઇલેક્ટ્રોલેસ કોપર પ્લેટિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. વાહક સ્તર.કારણ કે તાંબાનું પડ અત્યંત પાતળું હોય છે, તેથી ફાઈન લાઈનો બનાવવી સરળ છે.

સેમી-એડિટિવ પદ્ધતિના મુખ્ય મુદ્દાઓમાંનું એક લેમિનેટેડ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી છે.ઉચ્ચ-ઘનતાવાળી ફાઇન લાઇનની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, લેમિનેટેડ સામગ્રી ડાઇલેક્ટ્રિક વિદ્યુત ગુણધર્મો, ઇન્સ્યુલેશન, હીટ રેઝિસ્ટન્સ, બોન્ડિંગ ફોર્સ વગેરેની જરૂરિયાતો તેમજ HDI બોર્ડની પ્રક્રિયા અનુકૂલનક્ષમતા આગળ મૂકે છે.હાલમાં, આંતરરાષ્ટ્રીય એચડીઆઈ લેમિનેટેડ મીડિયા સામગ્રી મુખ્યત્વે જાપાન અજીનોમોટો કંપનીની ABF/GX શ્રેણીના ઉત્પાદનો છે, જે સામગ્રીની કઠોરતાને સુધારવા અને CTE ઘટાડવા અને CTE ઘટાડવા માટે અકાર્બનિક પાવડર ઉમેરવા માટે વિવિધ ક્યોરિંગ એજન્ટો સાથે ઇપોક્સી રેઝિનનો ઉપયોગ કરે છે. કઠોરતા વધારવા માટે પણ વપરાય છે..જાપાનની સેકિસુઇ કેમિકલ કંપનીની સમાન પાતળી-ફિલ્મ લેમિનેટ સામગ્રી પણ છે અને તાઇવાન ઇન્ડસ્ટ્રિયલ ટેક્નોલોજી રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટે પણ આવી સામગ્રી વિકસાવી છે.એબીએફ સામગ્રી પણ સતત સુધારેલ અને વિકસિત થાય છે.લેમિનેટેડ સામગ્રીની નવી પેઢીને ખાસ કરીને નીચી સપાટીની ખરબચડી, નીચી થર્મલ વિસ્તરણ, ઓછી ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન અને પાતળા કઠોર મજબૂતીકરણની જરૂર પડે છે.

વૈશ્વિક સેમિકન્ડક્ટર પેકેજિંગમાં, IC પેકેજિંગ સબસ્ટ્રેટ્સે સિરામિક સબસ્ટ્રેટને કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ સાથે બદલ્યું છે.ફ્લિપ ચિપ (FC) પેકેજિંગ સબસ્ટ્રેટ્સની પિચ નાની અને નાની થઈ રહી છે.હવે લાક્ષણિક લાઇન પહોળાઈ/લાઇન અંતર 15μm છે, અને તે ભવિષ્યમાં વધુ પાતળું હશે.મલ્ટિ-લેયર કેરિયરની કામગીરી માટે મુખ્યત્વે નીચા ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો, નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને ઉચ્ચ ગરમી પ્રતિકાર અને કામગીરીના લક્ષ્યોને પૂર્ણ કરવાના આધારે ઓછા ખર્ચે સબસ્ટ્રેટ્સની શોધની જરૂર પડે છે.હાલમાં, ફાઇન સર્કિટનું મોટા પાયે ઉત્પાદન મૂળભૂત રીતે લેમિનેટેડ ઇન્સ્યુલેશન અને પાતળા કોપર ફોઇલની MSPA પ્રક્રિયાને અપનાવે છે.10μm કરતાં ઓછી L/S સાથે સર્કિટ પેટર્ન બનાવવા માટે SAP પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરો.

જ્યારે PCBs ઘટ્ટ અને પાતળું બને છે, ત્યારે HDI બોર્ડ ટેક્નોલોજી કોર-સમાવતી લેમિનેટથી કોરલેસ એનીલેયર ઇન્ટરકનેક્શન લેમિનેટ (એનીલેયર) સુધી વિકસિત થઈ છે.સમાન કાર્ય સાથે કોઈપણ સ્તરના ઇન્ટરકનેક્શન લેમિનેટ HDI બોર્ડ કોર ધરાવતા લેમિનેટ HDI બોર્ડ કરતાં વધુ સારા છે.વિસ્તાર અને જાડાઈ લગભગ 25% ઘટાડી શકાય છે.આને પાતળાનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ અને ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તરના સારા વિદ્યુત ગુણધર્મો જાળવવા જોઈએ.

2 ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ ઝડપની માંગ

ઈલેક્ટ્રોનિક કોમ્યુનિકેશન ટેક્નોલોજી વાયર્ડથી લઈને વાયરલેસ સુધી, ઓછી આવર્તન અને ઓછી ગતિથી લઈને ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ ઝડપ સુધીની છે.વર્તમાન મોબાઇલ ફોનનું પ્રદર્શન 4G માં પ્રવેશ્યું છે અને તે 5G તરફ આગળ વધશે, એટલે કે ઝડપી ટ્રાન્સમિશન સ્પીડ અને મોટી ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા.વૈશ્વિક ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગ યુગના આગમનથી ડેટા ટ્રાફિક બમણો થયો છે, અને ઉચ્ચ-આવર્તન અને હાઇ-સ્પીડ સંચાર સાધનો એ અનિવાર્ય વલણ છે.PCB ઉચ્ચ-આવર્તન અને હાઇ-સ્પીડ ટ્રાન્સમિશન માટે યોગ્ય છે.સર્કિટ ડિઝાઇનમાં સિગ્નલની દખલગીરી અને નુકશાન ઘટાડવા ઉપરાંત, સિગ્નલની અખંડિતતા જાળવવા અને ડિઝાઇનની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા PCB ઉત્પાદન જાળવવા ઉપરાંત, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સબસ્ટ્રેટ હોવું મહત્વપૂર્ણ છે.

PCB વધારવાની ઝડપ અને સિગ્નલની અખંડિતતાની સમસ્યાને ઉકેલવા માટે, ડિઝાઇન ઇજનેરો મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ નુકશાન ગુણધર્મો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.સબસ્ટ્રેટની પસંદગી માટેના મુખ્ય પરિબળો ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ (Dk) અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન (Df) છે.જ્યારે Dk 4 અને Df0.010 કરતા નીચું હોય છે, ત્યારે તે મધ્યમ Dk/Df લેમિનેટ હોય છે, અને જ્યારે Dk 3.7 અને Df0.005 કરતા નીચું હોય છે, ત્યારે તે નીચા Dk/Df ગ્રેડના લેમિનેટ હોય છે, હવે ત્યાં વિવિધ પ્રકારના સબસ્ટ્રેટ છે. પસંદ કરવા માટે બજારમાં પ્રવેશવા માટે.

હાલમાં, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટ બોર્ડ સબસ્ટ્રેટ્સ મુખ્યત્વે ફ્લોરિન-આધારિત રેઝિન, પોલિફેનીલીન ઈથર (PPO અથવા PPE) રેઝિન અને સંશોધિત ઇપોક્સી રેઝિન છે.ફ્લોરિન આધારિત ડાઇલેક્ટ્રિક સબસ્ટ્રેટ્સ, જેમ કે પોલિટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન (પીટીએફઇ), સૌથી ઓછા ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે અને સામાન્ય રીતે 5 ગીગાહર્ટ્ઝથી ઉપર વપરાય છે.સંશોધિત ઇપોક્સી FR-4 અથવા PPO સબસ્ટ્રેટ્સ પણ છે.

ઉપરોક્ત રેઝિન અને અન્ય ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીઓ ઉપરાંત, કંડક્ટર કોપરની સપાટીની ખરબચડી (પ્રોફાઇલ) પણ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન નુકશાનને અસર કરતું મહત્વનું પરિબળ છે, જે ત્વચાની અસર (SkinEffect) દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.ત્વચાની અસર એ ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન વાયરમાં ઉત્પન્ન થયેલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન છે, અને વાયર વિભાગના કેન્દ્રમાં ઇન્ડક્ટન્સ મોટી હોય છે, જેથી વર્તમાન અથવા સિગ્નલ વાયરની સપાટી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.કંડક્ટરની સપાટીની રફનેસ ટ્રાન્સમિશન સિગ્નલના નુકસાનને અસર કરે છે, અને સરળ સપાટીનું નુકસાન ઓછું છે.

સમાન આવર્તન પર, તાંબાની સપાટીની રફનેસ જેટલી વધારે છે, સિગ્નલનું નુકસાન વધારે છે.તેથી, વાસ્તવિક ઉત્પાદનમાં, અમે શક્ય તેટલી સપાટીની તાંબાની જાડાઈની ખરબચડીને નિયંત્રિત કરવાનો પ્રયાસ કરીએ છીએ.બંધન બળને અસર કર્યા વિના ખરબચડી શક્ય તેટલી નાની છે.ખાસ કરીને 10 GHz થી ઉપરની રેન્જમાં સિગ્નલો માટે.10GHz પર, કોપર ફોઇલની રફનેસ 1μm કરતાં ઓછી હોવી જરૂરી છે, અને સુપર-પ્લાનર કોપર ફોઇલ (સપાટીની રફનેસ 0.04μm) નો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે.કોપર ફોઇલની સપાટીની ખરબચડીને પણ યોગ્ય ઓક્સિડેશન ટ્રીટમેન્ટ અને બોન્ડિંગ રેઝિન સિસ્ટમ સાથે જોડવાની જરૂર છે.નજીકના ભવિષ્યમાં, લગભગ કોઈ રૂપરેખા વિનાનું રેઝિન-કોટેડ કોપર ફોઈલ હશે, જેની છાલની મજબૂતાઈ વધુ હોઈ શકે છે અને તે ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાનને અસર કરશે નહીં.