Iespiedshēmas plates pamatīpašības ir atkarīgas no substrāta plates veiktspējas.Lai uzlabotu iespiedshēmas plates tehnisko veiktspēju, vispirms ir jāuzlabo iespiedshēmas substrāta plates veiktspēja.Lai apmierinātu iespiedshēmas plates izstrādes vajadzības, tiek pakāpeniski izstrādāti un nodoti ekspluatācijā dažādi jauni materiāli.
Pēdējos gados PCB tirgus ir novirzījis uzmanību no datoriem uz sakariem, tostarp bāzes stacijām, serveriem un mobilajiem termināļiem.Mobilo sakaru ierīces, ko pārstāv viedtālruņi, ir panākušas PCB lielāku blīvumu, plānāku un augstāku funkcionalitāti.Iespiedshēmu tehnoloģija nav atdalāma no substrāta materiāliem, kas ietver arī PCB substrātu tehniskās prasības.Attiecīgais substrāta materiālu saturs tagad ir sakārtots īpašā rakstā nozares uzziņai.
1 Pieprasījums pēc augsta blīvuma un smalkām līnijām
1.1 Pieprasījums pēc vara folijas
Visi PCB tiek izstrādāti augsta blīvuma un plānas līnijas izstrādes virzienā, un HDI plāksnes ir īpaši pamanāmas.Pirms desmit gadiem IPC definēja HDI plati kā līnijas platumu/līniju atstatumu (L/S) 0,1 mm/0,1 mm un mazāku.Tagad nozare pamatā sasniedz parasto L/S 60 μm un uzlaboto L/S 40 μm.Japānas 2013. gada versijas instalēšanas tehnoloģiju ceļveža dati liecina, ka 2014. gadā HDI plates parastais L/S bija 50 μm, uzlabotais L/S bija 35 μm un izmēģinājuma laikā ražotais L/S bija 20 μm.
PCB ķēdes modeļa veidošanās, tradicionālais ķīmiskās kodināšanas process (atņemšanas metode) pēc fotoattēlveidošanas uz vara folijas substrāta, minimālā atņemšanas metodes robeža smalko līniju veidošanai ir aptuveni 30 μm, un ir nepieciešams plāns vara folijas (9 ~ 12 μm) substrāts.Sakarā ar plānas vara folijas CCL augsto cenu un daudzajiem plānas vara folijas laminēšanas defektiem daudzas rūpnīcas ražo 18 μm vara foliju un pēc tam izmanto kodināšanu, lai ražošanas laikā atšķaidītu vara slāni.Šai metodei ir daudz procesu, sarežģīta biezuma kontrole un augstas izmaksas.Labāk ir izmantot plānu vara foliju.Turklāt, ja PCB ķēde L/S ir mazāka par 20 μm, plāno vara foliju parasti ir grūti apstrādāt.Tam ir nepieciešams īpaši plāns vara folijas (3–5 μm) substrāts un īpaši plāna vara folija, kas piestiprināta pie nesēja.
Papildus plānākām vara folijām pašreizējām smalkajām līnijām ir nepieciešams mazs raupjums vara folijas virsmā.Parasti, lai uzlabotu savienojuma spēku starp vara foliju un pamatni un nodrošinātu vadītāja nolobīšanās izturību, vara folijas slānis ir raupjš.Parastās vara folijas raupjums ir lielāks par 5 μm.Vara folijas raupju smailīšu iestrādāšana substrātā uzlabo nolobīšanās pretestību, bet, lai kontrolētu stieples precizitāti līnijas kodināšanas laikā, ir viegli saglabāt iegultās substrāta virsotnes, izraisot īssavienojumus starp līnijām vai samazinātu izolāciju. , kas ir ļoti svarīgi smalkām līnijām.Līnija ir īpaši nopietna.Tāpēc ir nepieciešamas vara folijas ar zemu raupjumu (mazāk par 3 μm) un vēl mazāku raupjumu (1,5 μm).
1.2. Pieprasījums pēc laminētām dielektriskām loksnēm
HDI plātnes tehniskā iezīme ir tāda, ka veidošanās procesā (BuildingUpProcess), parasti izmantotajā ar sveķiem pārklātā vara folijā (RCC) vai daļēji sacietējušā epoksīda stikla auduma un vara folijas laminētajā slānī ir grūti panākt smalkas līnijas.Pašlaik tiek izmantota daļēji aditīvā metode (SAP) vai uzlabotā daļēji apstrādātā metode (MSAP), t.i., sakraušanai tiek izmantota izolācijas dielektriskā plēve, un pēc tam vara veidošanai tiek izmantota bezelektroniskā vara pārklāšana. vadītāja slānis.Tā kā vara slānis ir ārkārtīgi plāns, ir viegli veidot smalkas līnijas.
Viens no puspiedevas metodes galvenajiem punktiem ir laminētais dielektriskais materiāls.Lai atbilstu augsta blīvuma smalko līniju prasībām, laminētais materiāls izvirza prasības attiecībā uz dielektriskajām elektriskajām īpašībām, izolāciju, karstumizturību, savienošanas spēku utt., Kā arī HDI plātnes procesa pielāgošanās spējas.Pašlaik starptautiskie HDI laminēto materiālu materiāli galvenokārt ir Japānas Ajinomoto Company ABF / GX sērijas produkti, kas izmanto epoksīda sveķus ar dažādiem cietinātājiem, lai pievienotu neorganisku pulveri, lai uzlabotu materiāla stingrību un samazinātu CTE, un stikla šķiedras audumu. izmanto arī, lai palielinātu stingrību..Līdzīgi plānslāņa lamināta materiāli ir arī Japānas Sekisui Chemical Company, un arī Taivānas Rūpniecisko tehnoloģiju pētniecības institūts ir izstrādājis šādus materiālus.Arī ABF materiāli tiek nepārtraukti uzlaboti un attīstīti.Jaunās paaudzes laminētajiem materiāliem īpaši nepieciešams zems virsmas raupjums, zema termiskā izplešanās, zemi dielektriskie zudumi un plāns stingrs stiprinājums.
Globālajā pusvadītāju iepakojumā IC iepakojuma substrāti ir aizstājuši keramikas substrātus ar organiskiem substrātiem.Flip chip (FC) iepakojuma substrātu solis kļūst arvien mazāks.Tagad tipiskais līnijas platums/rindu atstatums ir 15 μm, un nākotnē tas būs plānāks.Daudzslāņu nesēja veiktspējai galvenokārt ir nepieciešamas zemas dielektriskās īpašības, zems termiskās izplešanās koeficients un augsta karstumizturība, kā arī zemu izmaksu substrāta meklēšana, pamatojoties uz veiktspējas mērķu sasniegšanu.Pašlaik smalko ķēžu masveida ražošanā pamatā tiek izmantots laminētas izolācijas un plānas vara folijas MSPA process.Izmantojiet SAP metodi, lai izveidotu ķēžu modeļus ar L/S mazāku par 10 μm.
Kad PCB kļūst blīvāki un plānāki, HDI plātņu tehnoloģija ir attīstījusies no serdi saturošiem laminātiem uz bezkodolu Anylayer starpsavienojuma laminātiem (Anylayer).Jebkura slāņa starpsavienojuma lamināta HDI plāksnes ar tādu pašu funkciju ir labākas par serdi saturošām lamināta HDI plāksnēm.Platību un biezumu var samazināt par aptuveni 25%.Tiem jāizmanto plānāks un jāsaglabā labas dielektriskā slāņa elektriskās īpašības.
2 Augstas frekvences un liela ātruma pieprasījums
Elektronisko sakaru tehnoloģiju diapazons ir no vadu līdz bezvadu, no zemas frekvences un zema ātruma līdz augstas frekvences un liela ātruma.Pašreizējā mobilā tālruņa veiktspēja ir iegājusi 4G un virzīsies uz 5G, tas ir, ātrāku pārraides ātrumu un lielāku pārraides jaudu.Globālās mākoņdatošanas laikmeta parādīšanās ir dubultojusi datu trafiku, un augstfrekvences un ātrgaitas sakaru iekārtas ir neizbēgama tendence.PCB ir piemērots augstfrekvences un ātrgaitas pārraidei.Papildus signāla traucējumu un zudumu samazināšanai shēmas projektēšanā, signāla integritātes saglabāšanai un PCB ražošanas uzturēšanai, lai tā atbilstu konstrukcijas prasībām, ir svarīgi, lai būtu augstas veiktspējas substrāts.
Lai atrisinātu PCB ātruma un signāla integritātes palielināšanas problēmu, projektēšanas inženieri galvenokārt koncentrējas uz elektriskā signāla zuduma īpašībām.Galvenie faktori substrāta izvēlei ir dielektriskā konstante (Dk) un dielektriskie zudumi (Df).Ja Dk ir mazāks par 4 un Df0,010, tas ir vidējs Dk/Df lamināts, un, ja Dk ir zemāks par 3,7 un Df0,005 ir zemāks, tas ir zemas Dk/Df klases lamināti, tagad ir dažādi substrāti. ienākt tirgū, no kuriem izvēlēties.
Pašlaik visbiežāk izmantotie augstfrekvences shēmas plates substrāti galvenokārt ir sveķi uz fluora bāzes, polifenilētera (PPO vai PPE) sveķi un modificētie epoksīdsveķi.Dielektriskiem substrātiem uz fluora bāzes, piemēram, politetrafluoretilēnam (PTFE), ir viszemākās dielektriskās īpašības, un tos parasti izmanto virs 5 GHz.Ir arī modificēti epoksīda FR-4 vai PPO substrāti.
Papildus iepriekš minētajiem sveķiem un citiem izolācijas materiāliem, vadītāja vara virsmas raupjums (profils) ir arī svarīgs faktors, kas ietekmē signāla pārraides zudumu, ko ietekmē ādas efekts (SkinEffect).Ādas efekts ir elektromagnētiskā indukcija, kas rodas vadā augstfrekvences signāla pārraides laikā, un induktivitāte ir liela stieples sekcijas centrā, tāpēc strāvai vai signālam ir tendence koncentrēties uz stieples virsmu.Vadītāja virsmas raupjums ietekmē pārraides signāla zudumu, un gludās virsmas zudums ir neliels.
Tajā pašā frekvencē, jo lielāks ir vara virsmas raupjums, jo lielāks ir signāla zudums.Tāpēc faktiskajā ražošanā mēs cenšamies pēc iespējas vairāk kontrolēt virsmas vara biezuma raupjumu.Nelīdzenums ir pēc iespējas mazāks, neietekmējot savienošanas spēku.Īpaši signāliem diapazonā virs 10 GHz.Pie 10 GHz vara folijas raupjumam jābūt mazākam par 1 μm, un labāk ir izmantot superplanāru vara foliju (virsmas raupjums 0,04 μm).Vara folijas virsmas raupjums arī jāapvieno ar piemērotu oksidācijas apstrādi un savienošanas sveķu sistēmu.Tuvākajā nākotnē būs ar sveķiem pārklāta vara folija ar gandrīz bez kontūrām, kurai var būt lielāka lobīšanās izturība un kas neietekmēs dielektriskos zudumus.