Karakteristik dhasar papan sirkuit dicithak gumantung marang kinerja papan substrat.Kanggo nambah kinerja teknis papan sirkuit sing dicithak, kinerja papan substrat sirkuit sing dicithak kudu ditingkatake dhisik.Kanggo nyukupi kabutuhan pangembangan papan sirkuit sing dicithak, macem-macem bahan anyar Dibangun kanthi bertahap lan digunakake.
Ing taun-taun pungkasan, pasar PCB wis ngalih fokus saka komputer menyang komunikasi, kalebu stasiun pangkalan, server, lan terminal seluler.Piranti komunikasi seluler sing diwakili dening smartphone wis mimpin PCB menyang Kapadhetan sing luwih dhuwur, luwih tipis, lan fungsionalitas sing luwih dhuwur.Teknologi sirkuit cetak ora bisa dipisahake saka bahan substrat, sing uga kalebu syarat teknis substrat PCB.Isi sing cocog saka bahan substrat saiki diatur dadi artikel khusus kanggo referensi industri.
1 Panjaluk kanggo kapadhetan dhuwur lan garis sing apik
1.1 Dikarepake kanggo foil tembaga
PCB kabeh berkembang menyang dhuwur-Kapadhetan lan lancip-line pembangunan, lan Papan HDI utamané penting.Sepuluh taun kepungkur, IPC nemtokake papan HDI minangka jembar garis / spasi baris (L / S) 0.1mm / 0.1mm lan ngisor.Saiki industri Sejatine entuk L / S konvensional 60μm, lan L / S majeng 40μm.Versi Jepang saka data roadmap teknologi instalasi ing 2013 yaiku ing 2014, L / S konvensional papan HDI yaiku 50μm, L / S canggih yaiku 35μm, lan L / S sing diprodhuksi uji coba yaiku 20μm.
Tatanan pola sirkuit PCB, proses etsa kimia tradisional (cara subtractive) sawise photoimaging ing landasan foil tembaga, watesan minimal saka cara subtractive kanggo nggawe garis nggoleki kira-kira 30μm, lan lancip tembaga foil (9 ~ 12μm) landasan dibutuhake.Amarga rega dhuwur saka foil tembaga lancip CCL lan akeh cacat ing laminasi foil tembaga lancip, akeh pabrik gawé 18μm foil tembaga lan banjur nggunakake etching kanggo lancip lapisan tembaga sak produksi.Cara iki akeh pangolahan, kontrol kekandelan angel, lan biaya dhuwur.Iku luwih apik kanggo nggunakake foil tembaga lancip.Kajaba iku, nalika sirkuit PCB L / S kurang saka 20μm, foil tembaga lancip umume angel kanggo nangani.Mbutuhake substrat foil tembaga ultra tipis (3~5μm) lan foil tembaga ultra tipis sing dipasang ing operator kasebut.
Saliyane foil tembaga sing luwih tipis, garis sing apik saiki mbutuhake kekasaran sing kurang ing permukaan foil tembaga.Umumé, kanggo nambah kekuatan iketan antarane foil tembaga lan landasan lan kanggo mesthekake kekuatan peeling dirijen, lapisan foil tembaga wis roughened.The roughness saka foil tembaga conventional luwih saka 5μm.Embedding saka pucuk atos foil tembaga menyang landasan mbenakake resistance peeling, nanging kanggo ngontrol akurasi kabel sak baris etching, iku gampang kanggo duwe pucuk landasan embedding isih, nyebabake sirkuit cendhak antarane garis utawa melorot jampel. , sing penting banget kanggo garis sing apik.Garis kasebut utamane serius.Mulane, foil tembaga kanthi kekasaran kurang (kurang saka 3 μm) lan malah kekasaran sing luwih murah (1,5 μm) dibutuhake.
1.2 Panjaluk lembaran dielektrik laminated
Fitur teknis papan HDI yaiku proses buildup (BuildingUpProcess), foil tembaga sing dilapisi resin (RCC) sing umum digunakake, utawa lapisan laminated saka kain kaca epoxy semi-cured lan foil tembaga angel entuk garis sing apik.Saiki, metode semi-aditif (SAP) utawa metode semi-proses sing luwih apik (MSAP) cenderung diadopsi, yaiku, film dielektrik insulasi digunakake kanggo numpuk, lan banjur plating tembaga electroless digunakake kanggo mbentuk tembaga. lapisan konduktor.Amarga lapisan tembaga iku arang banget lancip, iku gampang kanggo mbentuk garis nggoleki.
Salah sawijining titik kunci metode semi-aditif yaiku bahan dielektrik laminated.Kanggo nyukupi syarat-syarat garis-garis halus kanthi kapadhetan dhuwur, materi laminated ngetrapake syarat-syarat sifat listrik dielektrik, insulasi, tahan panas, kekuwatan ikatan, lan liya-liyane, uga adaptasi proses papan HDI.Saiki, bahan media laminated HDI internasional utamane produk seri ABF / GX saka Japan Ajinomoto Company, sing nggunakake resin epoksi kanthi agen pengawet sing beda kanggo nambah bubuk anorganik kanggo nambah kekakuan materi lan nyuda CTE, lan kain serat kaca. uga digunakake kanggo nambah rigidity..Ana uga bahan laminasi film tipis sing padha saka Sekisui Chemical Company of Japan, lan Institut Riset Teknologi Industri Taiwan uga wis ngembangake bahan kasebut.Bahan ABF uga terus ditingkatake lan dikembangake.Bahan laminated generasi anyar utamane mbutuhake kekasaran permukaan sing sithik, ekspansi termal sing sithik, mundhut dielektrik sing sithik, lan penguatan kaku sing tipis.
Ing kemasan semikonduktor global, substrat kemasan IC wis ngganti substrat keramik karo substrat organik.Jarak substrat kemasan flip chip (FC) saya suwe saya cilik.Saiki jembar garis khas / spasi baris yaiku 15μm, lan bakal luwih tipis ing mangsa ngarep.Kinerja operator multi-lapisan utamane mbutuhake sifat dielektrik sing sithik, koefisien ekspansi termal sing kurang lan tahan panas sing dhuwur, lan ngupayakake substrat sing murah kanthi dhasar kanggo nggayuh tujuan kinerja.Ing saiki, produksi massa sirkuit nggoleki Sejatine adopts proses MSPA jampel laminated lan lancip tembaga foil.Gunakake metode SAP kanggo nggawe pola sirkuit kanthi L / S kurang saka 10μm.
Nalika PCB dadi luwih padhet lan tipis, teknologi papan HDI wis ngalami évolusi saka laminates sing ngemot inti dadi laminates interkoneksi Anylayer tanpa inti (Anylayer).Papan HDI laminate interkoneksi apa wae kanthi fungsi sing padha luwih apik tinimbang papan HDI laminate sing ngemot inti.Wilayah lan kekandelan bisa dikurangi kira-kira 25%.Iki kudu nggunakake luwih tipis lan njaga sifat listrik sing apik saka lapisan dielektrik.
2 Frekuensi dhuwur lan dikarepake kacepetan dhuwur
Teknologi komunikasi elektronik kisaran saka kabel kanggo nirkabel, saka frekuensi kurang lan kacepetan kurang kanggo frekuensi dhuwur lan kacepetan dhuwur.Kinerja ponsel saiki wis mlebu 4G lan bakal pindhah menyang 5G, yaiku, kacepetan transmisi luwih cepet lan kapasitas transmisi luwih gedhe.Tekane jaman komputasi awan global wis tikel kaping pindho lalu lintas data, lan peralatan komunikasi frekuensi lan kacepetan dhuwur minangka tren sing ora bisa dihindari.PCB cocok kanggo transmisi frekuensi dhuwur lan kacepetan dhuwur.Saliyane nyuda gangguan sinyal lan mundhut desain sirkuit, njaga integritas sinyal, lan njaga manufaktur PCB kanggo nyukupi syarat desain, penting kanggo duwe substrat kinerja dhuwur.
Kanggo ngatasi masalah PCB nambah kacepetan lan integritas sinyal, insinyur desain utamane fokus ing sifat mundhut sinyal listrik.Faktor kunci kanggo milih substrat yaiku konstanta dielektrik (Dk) lan mundhut dielektrik (Df).Nalika Dk luwih murah tinimbang 4 lan Df0.010, iku laminate Dk / Df medium, lan nalika Dk luwih murah tinimbang 3.7 lan Df0.005 luwih murah, laminate kelas Dk / Df kurang, saiki ana macem-macem substrat. kanggo mlebu pasar kanggo milih saka.
Saiki, substrat papan sirkuit frekuensi dhuwur sing paling umum digunakake yaiku resin adhedhasar fluorine, resin polyphenylene ether (PPO utawa PPE) lan resin epoksi sing dimodifikasi.Substrat dielektrik adhedhasar fluorine, kayata polytetrafluoroethylene (PTFE), nduweni sifat dielektrik paling murah lan biasane digunakake ing ndhuwur 5 GHz.Ana uga substrat epoksi FR-4 utawa PPO sing diowahi.
Saliyane resin sing kasebut ing ndhuwur lan bahan insulasi liyane, kekasaran permukaan (profil) tembaga konduktor uga minangka faktor penting sing mengaruhi mundhut transmisi sinyal, sing kena pengaruh efek kulit (SkinEffect).Efek kulit yaiku induksi elektromagnetik sing digawe ing kabel sajrone transmisi sinyal frekuensi dhuwur, lan induktansi gedhe ing tengah bagean kabel, saengga arus utawa sinyal cenderung konsentrasi ing permukaan kabel.Ing roughness lumahing konduktor mengaruhi mundhut saka sinyal transmisi, lan mundhut saka lumahing Gamelan cilik.
Ing frekuensi sing padha, sing luwih roughness saka lumahing tembaga, sing luwih mundhut sinyal.Mulane, ing produksi nyata, kita nyoba kanggo ngontrol roughness saka kekandelan tembaga lumahing sabisa.Kekasaran minangka cilik sabisa tanpa mengaruhi gaya ikatan.Utamane kanggo sinyal ing kisaran ndhuwur 10 GHz.Ing 10GHz, kekasaran foil tembaga kudu kurang saka 1μm, lan luwih becik nggunakake foil tembaga super-planar (kasaran permukaan 0.04μm).Kekasaran permukaan foil tembaga uga kudu digabung karo perawatan oksidasi sing cocog lan sistem resin ikatan.Ing mangsa ngarep, bakal ana foil tembaga sing dilapisi resin kanthi meh ora ana garis, sing bisa duwe kekuatan kulit sing luwih dhuwur lan ora bakal nyebabake mundhut dielektrik.