मुद्रित सर्किट बोर्ड की बुनियादी विशेषताएं सब्सट्रेट बोर्ड के प्रदर्शन पर निर्भर करती हैं।मुद्रित सर्किट बोर्ड के तकनीकी प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, पहले मुद्रित सर्किट सब्सट्रेट बोर्ड के प्रदर्शन में सुधार किया जाना चाहिए।मुद्रित सर्किट बोर्ड के विकास की जरूरतों को पूरा करने के लिए, विभिन्न नई सामग्रियों को धीरे-धीरे विकसित किया जा रहा है और उपयोग में लाया जा रहा है।

हाल के वर्षों में, पीसीबी बाजार ने अपना ध्यान कंप्यूटर से संचार पर स्थानांतरित कर दिया है, जिसमें बेस स्टेशन, सर्वर और मोबाइल टर्मिनल शामिल हैं।स्मार्टफ़ोन द्वारा प्रस्तुत मोबाइल संचार उपकरणों ने पीसीबी को उच्च घनत्व, पतले और उच्च कार्यक्षमता की ओर प्रेरित किया है।मुद्रित सर्किट प्रौद्योगिकी सब्सट्रेट सामग्री से अविभाज्य है, जिसमें पीसीबी सब्सट्रेट की तकनीकी आवश्यकताएं भी शामिल हैं।सब्सट्रेट सामग्री की प्रासंगिक सामग्री अब उद्योग के संदर्भ के लिए एक विशेष लेख में व्यवस्थित की गई है।

1 उच्च-घनत्व और महीन-रेखा की मांग

1.1 तांबे की पन्नी की मांग

सभी पीसीबी उच्च-घनत्व और पतली-रेखा विकास की ओर विकसित हो रहे हैं, और एचडीआई बोर्ड विशेष रूप से प्रमुख हैं।दस साल पहले, आईपीसी ने एचडीआई बोर्ड को 0.1 मिमी/0.1 मिमी और उससे कम की लाइन चौड़ाई/लाइन स्पेसिंग (एल/एस) के रूप में परिभाषित किया था।अब उद्योग मूल रूप से 60μm का पारंपरिक एल/एस और 40μm का उन्नत एल/एस प्राप्त करता है।जापान के इंस्टॉलेशन टेक्नोलॉजी रोडमैप डेटा का 2013 संस्करण यह है कि 2014 में, एचडीआई बोर्ड का पारंपरिक एल/एस 50μm था, उन्नत एल/एस 35μm था, और परीक्षण-निर्मित एल/एस 20μm था।

पीसीबी सर्किट पैटर्न का निर्माण, तांबे की पन्नी सब्सट्रेट पर फोटोइमेजिंग के बाद पारंपरिक रासायनिक नक़्क़ाशी प्रक्रिया (घटाने योग्य विधि), ठीक लाइनें बनाने के लिए घटाव विधि की न्यूनतम सीमा लगभग 30μm है, और पतली तांबे की पन्नी (9 ~ 12μm) सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है।पतली तांबे की पन्नी सीसीएल की ऊंची कीमत और पतली तांबे की पन्नी के लेमिनेशन में कई दोषों के कारण, कई कारखाने 18μm तांबे की पन्नी का उत्पादन करते हैं और फिर उत्पादन के दौरान तांबे की परत को पतला करने के लिए नक़्क़ाशी का उपयोग करते हैं।इस विधि में कई प्रक्रियाएँ, कठिन मोटाई नियंत्रण और उच्च लागत है।पतली तांबे की पन्नी का उपयोग करना बेहतर है।इसके अलावा, जब पीसीबी सर्किट एल/एस 20μm से कम होता है, तो पतली तांबे की पन्नी को संभालना आम तौर पर मुश्किल होता है।इसके लिए एक अति पतली तांबे की पन्नी (3~5μm) सब्सट्रेट और वाहक से जुड़ी एक अति पतली तांबे की पन्नी की आवश्यकता होती है।

पतली तांबे की पन्नी के अलावा, वर्तमान महीन रेखाओं के लिए तांबे की पन्नी की सतह पर कम खुरदरेपन की आवश्यकता होती है।आम तौर पर, तांबे की पन्नी और सब्सट्रेट के बीच संबंध बल में सुधार करने और कंडक्टर की छीलने की ताकत सुनिश्चित करने के लिए, तांबे की पन्नी की परत को खुरदरा किया जाता है।पारंपरिक तांबे की पन्नी का खुरदरापन 5μm से अधिक है।तांबे की पन्नी की खुरदरी चोटियों को सब्सट्रेट में एम्बेड करने से छीलने के प्रतिरोध में सुधार होता है, लेकिन लाइन नक़्क़ाशी के दौरान तार की सटीकता को नियंत्रित करने के लिए, एम्बेडिंग सब्सट्रेट चोटियों को शेष रखना आसान होता है, जिससे लाइनों के बीच शॉर्ट सर्किट होता है या इन्सुलेशन कम हो जाता है , जो बारीक रेखाओं के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।रेखा विशेष रूप से गंभीर है.इसलिए, कम खुरदरापन (3 माइक्रोमीटर से कम) और उससे भी कम खुरदरापन (1.5 माइक्रोमीटर) वाली तांबे की पन्नी की आवश्यकता होती है।

1.2 लेमिनेटेड डाइइलेक्ट्रिक शीट की मांग

एचडीआई बोर्ड की तकनीकी विशेषता यह है कि बिल्डअप प्रक्रिया (बिल्डिंगअपप्रोसेस), आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली राल-लेपित तांबे की पन्नी (आरसीसी), या अर्ध-ठीक एपॉक्सी ग्लास कपड़े और तांबे की पन्नी की लेमिनेटेड परत में महीन रेखाएं प्राप्त करना मुश्किल होता है।वर्तमान में, सेमी-एडिटिव मेथड (एसएपी) या बेहतर सेमी-प्रोसेस्ड मेथड (एमएसएपी) को अपनाया जा रहा है, यानी, स्टैकिंग के लिए एक इंसुलेटिंग डाइइलेक्ट्रिक फिल्म का उपयोग किया जाता है, और फिर कॉपर बनाने के लिए इलेक्ट्रोलेस कॉपर प्लेटिंग का उपयोग किया जाता है। कंडक्टर परत.चूँकि तांबे की परत बेहद पतली होती है, इसलिए महीन रेखाएँ बनाना आसान होता है।

सेमी-एडिटिव विधि के प्रमुख बिंदुओं में से एक लेमिनेटेड ढांकता हुआ सामग्री है।उच्च-घनत्व वाली महीन रेखाओं की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, लेमिनेटेड सामग्री ढांकता हुआ विद्युत गुणों, इन्सुलेशन, गर्मी प्रतिरोध, बंधन बल, आदि के साथ-साथ एचडीआई बोर्ड की प्रक्रिया अनुकूलन क्षमता की आवश्यकताओं को सामने रखती है।वर्तमान में, अंतर्राष्ट्रीय एचडीआई लेमिनेटेड मीडिया सामग्री मुख्य रूप से जापान अजीनोमोटो कंपनी के एबीएफ/जीएक्स श्रृंखला के उत्पाद हैं, जो सामग्री की कठोरता में सुधार करने और सीटीई को कम करने के लिए अकार्बनिक पाउडर जोड़ने के लिए विभिन्न इलाज एजेंटों के साथ एपॉक्सी राल का उपयोग करते हैं, और ग्लास फाइबर कपड़ा कठोरता बढ़ाने के लिए भी प्रयोग किया जाता है।.जापान की सेकिसुई केमिकल कंपनी की समान पतली-फिल्म लेमिनेट सामग्री भी हैं, और ताइवान औद्योगिक प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान ने भी ऐसी सामग्री विकसित की है।एबीएफ सामग्रियों में भी लगातार सुधार और विकास किया जा रहा है।लेमिनेटेड सामग्रियों की नई पीढ़ी को विशेष रूप से कम सतह खुरदरापन, कम तापीय विस्तार, कम ढांकता हुआ नुकसान और पतली कठोर मजबूती की आवश्यकता होती है।

वैश्विक सेमीकंडक्टर पैकेजिंग में, आईसी पैकेजिंग सब्सट्रेट्स ने सिरेमिक सब्सट्रेट्स को कार्बनिक सब्सट्रेट्स से बदल दिया है।फ्लिप चिप (एफसी) पैकेजिंग सब्सट्रेट्स की पिच छोटी और छोटी होती जा रही है।अब सामान्य लाइन चौड़ाई/लाइन रिक्ति 15μm है, और यह भविष्य में पतली हो जाएगी।मल्टी-लेयर कैरियर के प्रदर्शन के लिए मुख्य रूप से कम ढांकता हुआ गुण, कम थर्मल विस्तार गुणांक और उच्च गर्मी प्रतिरोध, और प्रदर्शन लक्ष्यों को पूरा करने के आधार पर कम लागत वाले सब्सट्रेट्स की खोज की आवश्यकता होती है।वर्तमान में, महीन सर्किट का बड़े पैमाने पर उत्पादन मूल रूप से लेमिनेटेड इन्सुलेशन और पतली तांबे की पन्नी की एमएसपीए प्रक्रिया को अपनाता है।10μm से कम L/S के साथ सर्किट पैटर्न बनाने के लिए SAP विधि का उपयोग करें।

जब पीसीबी सघन और पतले हो जाते हैं, तो एचडीआई बोर्ड तकनीक कोर-युक्त लैमिनेट्स से कोरलेस एनीलेयर इंटरकनेक्शन लैमिनेट्स (एनीलेयर) में विकसित हो गई है।समान कार्य वाले किसी भी परत इंटरकनेक्शन लेमिनेट एचडीआई बोर्ड कोर-युक्त लेमिनेट एचडीआई बोर्ड से बेहतर हैं।क्षेत्रफल और मोटाई को लगभग 25% तक कम किया जा सकता है।इन्हें थिनर का उपयोग करना चाहिए और ढांकता हुआ परत के अच्छे विद्युत गुणों को बनाए रखना चाहिए।

2 उच्च आवृत्ति और उच्च गति की मांग

इलेक्ट्रॉनिक संचार तकनीक वायर्ड से वायरलेस तक, कम आवृत्ति और कम गति से लेकर उच्च आवृत्ति और उच्च गति तक होती है।वर्तमान मोबाइल फोन का प्रदर्शन 4जी में प्रवेश कर चुका है और 5जी की ओर बढ़ेगा, यानी तेज ट्रांसमिशन गति और बड़ी ट्रांसमिशन क्षमता।वैश्विक क्लाउड कंप्यूटिंग युग के आगमन से डेटा ट्रैफ़िक दोगुना हो गया है, और उच्च आवृत्ति और उच्च गति संचार उपकरण एक अपरिहार्य प्रवृत्ति है।पीसीबी उच्च आवृत्ति और उच्च गति ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त है।सर्किट डिजाइन में सिग्नल हस्तक्षेप और हानि को कम करने, सिग्नल अखंडता बनाए रखने और डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पीसीबी विनिर्माण को बनाए रखने के अलावा, एक उच्च-प्रदर्शन सब्सट्रेट होना महत्वपूर्ण है।

पीसीबी की गति और सिग्नल अखंडता में वृद्धि की समस्या को हल करने के लिए, डिज़ाइन इंजीनियर मुख्य रूप से विद्युत सिग्नल हानि गुणों पर ध्यान केंद्रित करते हैं।सब्सट्रेट के चयन के लिए प्रमुख कारक ढांकता हुआ स्थिरांक (डीके) और ढांकता हुआ नुकसान (डीएफ) हैं।जब Dk 4 और Df0.010 से कम होता है, तो यह एक मध्यम Dk/Df लैमिनेट होता है, और जब Dk 3.7 से कम होता है और Df0.005 कम होता है, तो यह निम्न Dk/Df ग्रेड लैमिनेट होता है, अब विभिन्न प्रकार के सब्सट्रेट हैं चुनने के लिए बाज़ार में प्रवेश करना।

वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उच्च-आवृत्ति सर्किट बोर्ड सब्सट्रेट मुख्य रूप से फ्लोरीन-आधारित रेजिन, पॉलीफेनिलीन ईथर (पीपीओ या पीपीई) रेजिन और संशोधित एपॉक्सी रेजिन हैं।फ्लोरीन-आधारित ढांकता हुआ सब्सट्रेट, जैसे पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) में सबसे कम ढांकता हुआ गुण होते हैं और आमतौर पर 5 गीगाहर्ट्ज से ऊपर उपयोग किए जाते हैं।संशोधित एपॉक्सी FR-4 या PPO सबस्ट्रेट्स भी हैं।

उपर्युक्त राल और अन्य इन्सुलेट सामग्री के अलावा, कंडक्टर तांबे की सतह खुरदरापन (प्रोफाइल) भी सिग्नल ट्रांसमिशन हानि को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, जो त्वचा प्रभाव (स्किनइफेक्ट) से प्रभावित होता है।त्वचा प्रभाव उच्च-आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन के दौरान तार में उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय प्रेरण है, और तार अनुभाग के केंद्र में प्रेरण बड़ा होता है, जिससे करंट या सिग्नल तार की सतह पर केंद्रित हो जाता है।कंडक्टर की सतह का खुरदरापन ट्रांसमिशन सिग्नल के नुकसान को प्रभावित करता है, और चिकनी सतह का नुकसान छोटा होता है।

एक ही आवृत्ति पर, तांबे की सतह का खुरदरापन जितना अधिक होगा, सिग्नल हानि उतनी ही अधिक होगी।इसलिए, वास्तविक उत्पादन में, हम सतह तांबे की मोटाई की खुरदरापन को यथासंभव नियंत्रित करने का प्रयास करते हैं।बंधन बल को प्रभावित किए बिना खुरदरापन जितना संभव हो उतना छोटा है।विशेष रूप से 10 गीगाहर्ट्ज़ से ऊपर की रेंज के सिग्नल के लिए।10GHz पर, कॉपर फ़ॉइल खुरदरापन 1μm से कम होना चाहिए, और सुपर-प्लानर कॉपर फ़ॉइल (सतह खुरदरापन 0.04μm) का उपयोग करना बेहतर है।तांबे की पन्नी की सतह के खुरदरेपन को भी एक उपयुक्त ऑक्सीकरण उपचार और बंधन राल प्रणाली के साथ जोड़ा जाना चाहिए।निकट भविष्य में, लगभग बिना किसी रूपरेखा के एक राल-लेपित तांबे की पन्नी होगी, जिसमें उच्च छीलने की ताकत हो सकती है और ढांकता हुआ नुकसान को प्रभावित नहीं करेगा।