ການພັດທະນາກະດານ PCB ແລະຄວາມຕ້ອງການ

ຄຸນລັກສະນະພື້ນຖານຂອງແຜ່ນວົງຈອນພິມແມ່ນຂຶ້ນກັບການປະຕິບັດຂອງກະດານຍ່ອຍ.ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບດ້ານວິຊາການຂອງແຜ່ນວົງຈອນພິມໄດ້, ປະສິດທິພາບຂອງແຜ່ນ substrate ວົງຈອນພິມຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງທໍາອິດ.ເພື່ອ​ຕອບ​ສະ​ຫນອງ​ຄວາມ​ຕ້ອງ​ການ​ຂອງ​ການ​ພັດ​ທະ​ນາ​ຂອງ​ແຜ່ນ​ວົງ​ຈອນ​ການ​ພິມ​, ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ໃຫມ່​ຕ່າງໆ​ແມ່ນ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ພັດ​ທະ​ນາ​ແລະ​ນໍາ​ໃຊ້​ເທື່ອ​ລະ​ກ້າວ​.

ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຕະຫຼາດ PCB ໄດ້ປ່ຽນຈຸດສຸມຂອງຕົນຈາກຄອມພິວເຕີໄປສູ່ການສື່ສານ, ລວມທັງສະຖານີຖານ, ເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍ, ແລະສະຖານີໂທລະສັບມືຖື.ອຸປະກອນການສື່ສານມືຖືທີ່ເປັນຕົວແທນໂດຍໂທລະສັບສະຫຼາດໄດ້ຂັບເຄື່ອນ PCBs ໃຫ້ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນ, ບາງໆ, ແລະການເຮັດວຽກທີ່ສູງຂຶ້ນ.ເທກໂນໂລຍີວົງຈອນພິມແມ່ນແຍກອອກຈາກວັດສະດຸຍ່ອຍ, ເຊິ່ງຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບຂໍ້ກໍານົດດ້ານວິຊາການຂອງແຜ່ນຍ່ອຍ PCB.ເນື້ອໃນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງວັດສະດຸ substrate ໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຖືກຈັດເຂົ້າໄປໃນບົດຄວາມພິເສດສໍາລັບການອ້າງອິງຂອງອຸດສາຫະກໍາ.

 

1 ຄວາມຕ້ອງການຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແລະເສັ້ນລະອຽດ

1.1 ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບ foil ທອງແດງ

PCBs ທັງຫມົດແມ່ນພັດທະນາໄປສູ່ການພັດທະນາທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງແລະເສັ້ນບາງ, ແລະກະດານ HDI ແມ່ນໂດດເດັ່ນໂດຍສະເພາະ.ສິບປີກ່ອນ, IPC ໄດ້ກໍານົດກະດານ HDI ເປັນເສັ້ນ width/line spacing (L/S) ຂອງ 0.1mm/0.1mm ແລະຂ້າງລຸ່ມນີ້.ໃນປັດຈຸບັນອຸດສາຫະກໍາໂດຍພື້ນຖານແລ້ວບັນລຸ L / S ທໍາມະດາຂອງ 60μm, ແລະ L / S ກ້າວຫນ້າຂອງ 40μm.ຂໍ້ມູນແຜນທີ່ເຕັກໂນໂລຢີການຕິດຕັ້ງສະບັບປີ 2013 ຂອງຍີ່ປຸ່ນແມ່ນວ່າໃນປີ 2014, L/S ທຳມະດາຂອງກະດານ HDI ແມ່ນ 50μm, L/S ຂັ້ນສູງແມ່ນ 35μm, ແລະ L/S ທົດລອງຜະລິດແມ່ນ 20μm.

ການສ້າງຮູບແບບວົງຈອນ PCB, ຂະບວນການ etching ສານເຄມີແບບດັ້ງເດີມ (ວິທີການຫັກລົບ) ຫຼັງຈາກ photoimaging ສຸດ substrate foil ທອງແດງ, ຂອບເຂດຈໍາກັດຕໍາ່ສຸດຂອງວິທີການຫັກລົບສໍາລັບການເຮັດໃຫ້ເສັ້ນລະອຽດແມ່ນປະມານ 30μm, ແລະ foil ທອງແດງບາງ (9 ~ 12μm) substrate ແມ່ນຕ້ອງການ.ເນື່ອງຈາກລາຄາສູງຂອງ foil ທອງແດງບາງໆ CCL ແລະຂໍ້ບົກພ່ອງຫຼາຍໃນ lamination foil ທອງແດງບາງໆ, ໂຮງງານຈໍານວນຫຼາຍຜະລິດ foil ທອງແດງ18μmແລະຫຼັງຈາກນັ້ນນໍາໃຊ້ etching ເພື່ອບາງຊັ້ນທອງແດງໃນໄລຍະການຜະລິດ.ວິທີການນີ້ມີຂະບວນການຫຼາຍ, ການຄວບຄຸມຄວາມຫນາແຫນ້ນທີ່ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ.ມັນດີກວ່າທີ່ຈະໃຊ້ແຜ່ນທອງແດງບາງໆ.ນອກຈາກນັ້ນ, ເມື່ອວົງຈອນ PCB L/S ຫນ້ອຍກວ່າ 20μm, ແຜ່ນທອງແດງບາງໆໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຍາກທີ່ຈະຈັດການກັບ.ມັນຕ້ອງການແຜ່ນຮອງແຜ່ນທອງແດງບາງທີ່ສຸດ (3 ~ 5μm) ແລະແຜ່ນທອງແດງບາງທີ່ສຸດທີ່ຕິດກັບຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ.

ນອກເຫນືອໄປຈາກ foils ທອງແດງບາງໆ, ເສັ້ນປັບໄຫມໃນປັດຈຸບັນຕ້ອງການຄວາມຫຍາບຕ່ໍາຂອງແຜ່ນທອງແດງ.ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ເພື່ອປັບປຸງແຮງຜູກມັດລະຫວ່າງ foil ທອງແດງແລະ substrate ແລະເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມເຂັ້ມແຂງປອກເປືອກ conductor, ຊັ້ນ foil ທອງແດງແມ່ນ roughened.ຄວາມຫຍາບຂອງແຜ່ນທອງແດງທໍາມະດາແມ່ນສູງກວ່າ 5μm.ການຝັງຈຸດສູງສຸດ rough ຂອງແຜ່ນທອງແດງເຂົ້າໄປໃນ substrate ປັບປຸງຄວາມຕ້ານທານການປອກເປືອກ, ແຕ່ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງສາຍໃນລະຫວ່າງການ etching ສາຍ, ມັນງ່າຍທີ່ຈະມີຈຸດສູງສຸດຂອງ substrate ຝັງໄວ້, ເຮັດໃຫ້ວົງຈອນສັ້ນລະຫວ່າງສາຍຫຼື insulation ຫຼຸດລົງ. , ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນຫຼາຍສໍາລັບເສັ້ນລະອຽດ.ເສັ້ນແມ່ນຮ້າຍແຮງໂດຍສະເພາະ.ດັ່ງນັ້ນ, foils ທອງແດງທີ່ມີຄວາມ roughness ຕ່ໍາ (ຫນ້ອຍກວ່າ 3 μm) ແລະແມ້ກະທັ້ງຕ່ໍາ roughness (1.5 μm) ແມ່ນຕ້ອງການ.

 

1.2 ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບແຜ່ນ dielectric laminated

ຄຸນລັກສະນະທາງວິຊາການຂອງກະດານ HDI ແມ່ນວ່າຂະບວນການກໍ່ສ້າງ (BuildingUpProcess), ແຜ່ນທອງແດງທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປ (RCC), ຫຼືຊັ້ນ laminated ຂອງຜ້າແກ້ວ epoxy ເຄິ່ງປິ່ນປົວແລະແຜ່ນທອງແດງແມ່ນຍາກທີ່ຈະບັນລຸເສັ້ນລະອຽດ.ໃນປັດຈຸບັນ, ວິທີການ semi-additive (SAP) ຫຼືວິທີການ semi-processed ປັບປຸງ (MSAP) ແມ່ນມັກຈະຖືກຮັບຮອງເອົາ, ນັ້ນແມ່ນ, ແຜ່ນ insulating dielectric ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບການ stacking, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ electroless ແຜ່ນທອງແດງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງເປັນທອງແດງ. ຊັ້ນ conductor.ເນື່ອງຈາກວ່າຊັ້ນທອງແດງແມ່ນບາງທີ່ສຸດ, ມັນງ່າຍທີ່ຈະເປັນເສັ້ນດີ.

ຫນຶ່ງໃນຈຸດສໍາຄັນຂອງວິທີການເຄິ່ງເພີ່ມເຕີມແມ່ນວັດສະດຸ laminated dielectric.ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງສາຍຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ, ວັດສະດຸ laminated ເອົາໃຈໃສ່ຕໍ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າ dielectric, insulation, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ພັນທະບັດ, ແລະອື່ນໆ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການປັບຕົວຂອງຄະນະກໍາມະ HDI.ໃນປັດຈຸບັນ, ວັດສະດຸສື່ມວນຊົນ laminated HDI ສາກົນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຜະລິດຕະພັນຊຸດ ABF / GX ຂອງບໍລິສັດຍີ່ປຸ່ນ Ajinomoto, ເຊິ່ງໃຊ້ epoxy resin ກັບຕົວແທນການປິ່ນປົວທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອເພີ່ມຝຸ່ນອະນົງຄະທາດເພື່ອປັບປຸງຄວາມແຂງຂອງວັດສະດຸແລະຫຼຸດຜ່ອນ CTE, ແລະຜ້າໃຍແກ້ວ. ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມງວດ..ນອກ​ນັ້ນ​ຍັງ​ມີ​ວັດ​ສະ​ດຸ​ແຜ່ນ​ບາງ​ທີ່​ຄ້າຍ​ຄື​ກັນ​ຂອງ​ບໍ​ລິ​ສັດ Sekisui Chemical ຂອງ​ຍີ່​ປຸ່ນ, ແລະ​ສະ​ຖາ​ບັນ​ຄົ້ນ​ຄ້​ວາ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກໍາ​ໄຕ້​ຫວັນ​ຍັງ​ໄດ້​ພັດ​ທະ​ນາ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ດັ່ງ​ກ່າວ​.ວັດສະດຸ ABF ຍັງໄດ້ຮັບການປັບປຸງແລະພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.ວັດສະດຸ laminated ລຸ້ນໃຫມ່ໂດຍສະເພາະຕ້ອງການຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຕ່ໍາ, ການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ, ການສູນເສຍ dielectric ຕ່ໍາ, ແລະການເສີມສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງບາງໆ.

ໃນການຫຸ້ມຫໍ່ semiconductor ທົ່ວໂລກ, substrates ການຫຸ້ມຫໍ່ IC ໄດ້ທົດແທນ substrates ceramic ກັບ substrates ອິນຊີ.pitch ຂອງ flip chip (FC) substrates ການຫຸ້ມຫໍ່ແມ່ນໄດ້ຮັບຂະຫນາດນ້ອຍແລະຂະຫນາດນ້ອຍ.ໃນປັດຈຸບັນຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນປົກກະຕິ / ໄລຍະຫ່າງແມ່ນ 15μm, ແລະມັນຈະບາງລົງໃນອະນາຄົດ.ການປະຕິບັດຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຫຼາຍຊັ້ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄຸນສົມບັດ dielectric ຕ່ໍາ, ຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາແລະການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນສູງ, ແລະການສະແຫວງຫາຂອງ substrates ຕ່ໍາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍບົນພື້ນຖານຂອງການບັນລຸເປົ້າຫມາຍການປະຕິບັດ.ໃນປັດຈຸບັນ, ການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງວົງຈອນປັບໄຫມໂດຍພື້ນຖານແລ້ວຮັບຮອງເອົາຂະບວນການ MSPA ຂອງ insulation laminated ແລະ foil ທອງແດງບາງໆ.ໃຊ້ວິທີການ SAP ເພື່ອຜະລິດຮູບແບບວົງຈອນທີ່ມີ L/S ຫນ້ອຍກວ່າ 10μm.

ເມື່ອ PCBs ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະບາງລົງ, ເທກໂນໂລຍີກະດານ HDI ໄດ້ພັດທະນາຈາກລາມິເນດທີ່ປະກອບດ້ວຍແກນຫຼັກໄປຫາເຄື່ອງເຄືອບດິນເຜົາທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນ (Anylayer).ກະດານ laminate HDI ເຊື່ອມຕໍ່ກັນທຸກຊັ້ນທີ່ມີຫນ້າທີ່ດຽວກັນແມ່ນດີກ່ວາກະດານ HDI ທີ່ປະກອບດ້ວຍແກນ.ພື້ນທີ່ແລະຄວາມຫນາສາມາດຫຼຸດລົງປະມານ 25%.ເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງໃຊ້ບາງໆແລະຮັກສາຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າທີ່ດີຂອງຊັ້ນ dielectric.

2 ຄວາມຖີ່ສູງແລະຄວາມຕ້ອງການຄວາມໄວສູງ

ເຕັກໂນໂລຍີການສື່ສານເອເລັກໂຕຣນິກມີຕັ້ງແຕ່ສາຍໄປຫາໄຮ້ສາຍ, ຈາກຄວາມຖີ່ຕ່ໍາແລະຄວາມໄວຕ່ໍາໄປສູ່ຄວາມຖີ່ສູງແລະຄວາມໄວສູງ.ການປະຕິບັດໂທລະສັບມືຖືໃນປະຈຸບັນໄດ້ເຂົ້າສູ່ 4G ແລະຈະກ້າວໄປສູ່ 5G, ນັ້ນແມ່ນ, ຄວາມໄວຂອງສາຍສົ່ງທີ່ໄວກວ່າແລະຄວາມສາມາດໃນການສົ່ງສັນຍານທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ.ການມາເຖິງຂອງຍຸກຄອມພິວເຕີ້ຟັງທົ່ວໂລກໄດ້ເຮັດໃຫ້ການຈະລາຈອນຂໍ້ມູນເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ແລະອຸປະກອນການສື່ສານທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງແລະຄວາມໄວສູງແມ່ນເປັນທ່າອ່ຽງທີ່ຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້.PCB ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ມີຄວາມໄວສູງແລະຄວາມໄວສູງ.ນອກເຫນືອຈາກການຫຼຸດຜ່ອນການລົບກວນຂອງສັນຍານແລະການສູນເສຍໃນການອອກແບບວົງຈອນ, ການຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ, ແລະການຮັກສາການຜະລິດ PCB ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການອອກແບບ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງມີ substrate ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ.

 

ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາຂອງ PCB ເພີ່ມຄວາມໄວແລະຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ, ວິສະວະກອນອອກແບບສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນສຸມໃສ່ຄຸນສົມບັດການສູນເສຍສັນຍານໄຟຟ້າ.ປັດໃຈສໍາຄັນສໍາລັບການຄັດເລືອກຂອງ substrate ແມ່ນຄົງທີ່ dielectric (Dk) ແລະການສູນເສຍ dielectric (Df).ເມື່ອ Dk ຕ່ໍາກວ່າ 4 ແລະ Df0.010, ມັນເປັນ laminate Dk / Df ຂະຫນາດກາງ, ແລະເມື່ອ Dk ຕ່ໍາກວ່າ 3.7 ແລະ Df0.005 ຕ່ໍາ, ມັນເປັນ laminates ຊັ້ນ Dk / Df ຕ່ໍາ, ໃນປັດຈຸບັນມີຫຼາຍ substrates. ເຂົ້າໄປໃນຕະຫຼາດທີ່ຈະເລືອກເອົາຈາກ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ແຜ່ນຍ່ອຍຂອງກະດານວົງຈອນຄວາມຖີ່ສູງທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນຢາງທີ່ອີງໃສ່ fluorine, polyphenylene ether (PPO ຫຼື PPE) ແລະຢາງ epoxy ທີ່ຖືກດັດແປງ.substrates dielectric ທີ່ອີງໃສ່ fluorine, ເຊັ່ນ polytetrafluoroethylene (PTFE), ມີຄຸນສົມບັດ dielectric ຕ່ໍາສຸດແລະປົກກະຕິແລ້ວຖືກນໍາໃຊ້ຂ້າງເທິງ 5 GHz.ນອກນັ້ນຍັງມີ epoxy FR-4 ຫຼື PPO substrates ທີ່ຖືກດັດແປງ.

ນອກເຫນືອໄປຈາກຢາງທີ່ກ່າວມາຂ້າງເທິງແລະວັດສະດຸ insulating ອື່ນໆ, ຄວາມຫຍາບຂອງຫນ້າດິນ (profile) ຂອງ conductor ທອງແດງຍັງເປັນປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍການສົ່ງສັນຍານ, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຜົນກະທົບຂອງຜິວຫນັງ (SkinEffect).ຜົນກະທົບຂອງຜິວຫນັງແມ່ນ induction ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນສາຍໃນລະຫວ່າງການສົ່ງສັນຍານຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະ inductance ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ຢູ່ໃຈກາງຂອງພາກສ່ວນສາຍ, ດັ່ງນັ້ນປະຈຸບັນຫຼືສັນຍານມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສຸມໃສ່ພື້ນຜິວຂອງສາຍໄດ້.roughness ດ້ານຂອງ conductor ຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍສັນຍານການສົ່ງ, ແລະການສູນເສຍຂອງພື້ນຜິວກ້ຽງແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍ.

ໃນຄວາມຖີ່ດຽວກັນ, ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວທອງແດງຫຼາຍຂື້ນ, ການສູນເສຍສັນຍານຫຼາຍຂື້ນ.ດັ່ງນັ້ນ, ໃນການຜະລິດຕົວຈິງ, ພວກເຮົາພະຍາຍາມຄວບຄຸມຄວາມຫນາຂອງທອງແດງຂອງຫນ້າດິນຫຼາຍເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້.ຄວາມຫຍາບຄາຍແມ່ນນ້ອຍທີ່ສຸດເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ແຮງຜູກມັດ.ໂດຍສະເພາະສໍາລັບສັນຍານໃນໄລຍະທີ່ສູງກວ່າ 10 GHz.ຢູ່ທີ່ 10GHz, ຄວາມຫຍາບຂອງແຜ່ນທອງແດງຈໍາເປັນຕ້ອງມີຫນ້ອຍກວ່າ 1μm, ແລະມັນດີກວ່າທີ່ຈະໃຊ້ແຜ່ນທອງແດງ super-planar (ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ 0.04μm).ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຂອງແຜ່ນທອງແດງຍັງຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະສົມປະສານກັບການປິ່ນປົວການຜຸພັງທີ່ເຫມາະສົມແລະລະບົບນ້ໍາຢາງພັນທະນາການ.ໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້, ຈະມີ foil ທອງແດງທີ່ມີນ້ໍາຢາງທີ່ເກືອບບໍ່ມີໂຄງຮ່າງ, ເຊິ່ງສາມາດມີຄວາມເຂັ້ມແຂງປອກເປືອກທີ່ສູງຂຶ້ນແລະຈະບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍຂອງ dielectric.