Ciri-ciri asas papan litar bercetak bergantung pada prestasi papan substrat.Untuk meningkatkan prestasi teknikal papan litar bercetak, prestasi papan substrat litar bercetak mesti dipertingkatkan terlebih dahulu.Untuk memenuhi keperluan pembangunan papan litar bercetak, pelbagai bahan baru Ia sedang dibangunkan secara beransur-ansur dan digunakan.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pasaran PCB telah mengalihkan tumpuannya daripada komputer kepada komunikasi, termasuk stesen pangkalan, pelayan dan terminal mudah alih.Peranti komunikasi mudah alih yang diwakili oleh telefon pintar telah mendorong PCB kepada ketumpatan yang lebih tinggi, nipis dan fungsi yang lebih tinggi.Teknologi litar bercetak tidak dapat dipisahkan daripada bahan substrat, yang juga melibatkan keperluan teknikal substrat PCB.Kandungan bahan substrat yang berkaitan kini disusun menjadi artikel khas untuk rujukan industri.

1 Permintaan untuk berketumpatan tinggi dan garis halus

1.1 Permintaan untuk kerajang kuprum

PCB semuanya berkembang ke arah pembangunan berketumpatan tinggi dan garis nipis, dan papan HDI amat menonjol.Sepuluh tahun yang lalu, IPC mentakrifkan papan HDI sebagai lebar garisan/jarak garis (L/S) 0.1mm/0.1mm dan ke bawah.Kini industri pada asasnya mencapai L/S konvensional sebanyak 60μm, dan L/S lanjutan sebanyak 40μm.Data peta jalan teknologi pemasangan Jepun versi 2013 ialah pada tahun 2014, L/S konvensional papan HDI ialah 50μm, L/S lanjutan ialah 35μm, dan L/S yang dihasilkan percubaan ialah 20μm.

Pembentukan corak litar PCB, proses goresan kimia tradisional (kaedah tolak) selepas pengimejan foto pada substrat foil tembaga, had minimum kaedah tolak untuk membuat garis halus adalah kira-kira 30μm, dan substrat foil tembaga nipis (9~12μm) diperlukan .Disebabkan oleh harga CCL foil tembaga nipis yang tinggi dan banyak kecacatan dalam laminasi foil tembaga nipis, banyak kilang menghasilkan foil tembaga 18μm dan kemudian menggunakan etsa untuk menipiskan lapisan tembaga semasa pengeluaran.Kaedah ini mempunyai banyak proses, kawalan ketebalan yang sukar, dan kos yang tinggi.Lebih baik menggunakan kerajang tembaga nipis.Di samping itu, apabila litar PCB L/S kurang daripada 20μm, kerajang tembaga nipis biasanya sukar dikendalikan.Ia memerlukan substrat kerajang kuprum ultra-nipis (3~5μm) dan kerajang kuprum ultra-nipis yang dilekatkan pada pembawa.

Sebagai tambahan kepada kerajang kuprum yang lebih nipis, garisan halus semasa memerlukan kekasaran yang rendah pada permukaan kerajang kuprum.Secara amnya, untuk meningkatkan daya ikatan antara kerajang tembaga dan substrat dan untuk memastikan kekuatan pengelupasan konduktor, lapisan kerajang tembaga dikasarkan.Kekasaran kerajang tembaga konvensional lebih besar daripada 5μm.Pembenaman puncak kasar kerajang kuprum ke dalam substrat meningkatkan rintangan pengelupasan, tetapi untuk mengawal ketepatan wayar semasa goresan garisan, mudah untuk mengekalkan puncak substrat benam, menyebabkan litar pintas antara garisan atau mengurangkan penebat. , yang sangat penting untuk garis halus.Talian itu amat serius.Oleh itu, kerajang tembaga dengan kekasaran rendah (kurang daripada 3 μm) dan kekasaran yang lebih rendah (1.5 μm) diperlukan.

1.2 Permintaan untuk kepingan dielektrik berlamina

Ciri teknikal papan HDI ialah proses pembentukan (BuildingUpProcess), kerajang tembaga bersalut resin (RCC) yang biasa digunakan, atau lapisan berlamina kain kaca epoksi separuh sembuh dan kerajang tembaga sukar untuk mencapai garis halus.Pada masa ini, kaedah semi-tambahan (SAP) atau kaedah separa diproses (MSAP) yang dipertingkatkan cenderung untuk diguna pakai, iaitu, filem dielektrik penebat digunakan untuk menyusun, dan kemudian penyaduran kuprum tanpa elektro digunakan untuk membentuk kuprum. lapisan konduktor.Kerana lapisan kuprum sangat nipis, ia mudah untuk membentuk garis halus.

Salah satu perkara utama kaedah separuh tambahan ialah bahan dielektrik berlamina.Untuk memenuhi keperluan garis halus berketumpatan tinggi, bahan berlapis mengemukakan keperluan sifat elektrik dielektrik, penebat, rintangan haba, daya ikatan, dll., serta kebolehsuaian proses papan HDI.Pada masa ini, bahan media berlamina HDI antarabangsa adalah terutamanya produk siri ABF/GX Syarikat Ajinomoto Jepun, yang menggunakan resin epoksi dengan agen pengawetan yang berbeza untuk menambah serbuk bukan organik untuk meningkatkan ketegaran bahan dan mengurangkan CTE, dan kain gentian kaca juga digunakan untuk meningkatkan ketegaran..Terdapat juga bahan lamina filem nipis yang serupa dari Sekisui Chemical Company of Japan, dan Institut Penyelidikan Teknologi Perindustrian Taiwan juga telah membangunkan bahan tersebut.Bahan ABF juga terus ditambah baik dan dibangunkan.Bahan berlamina generasi baharu terutamanya memerlukan kekasaran permukaan yang rendah, pengembangan haba yang rendah, kehilangan dielektrik yang rendah dan pengukuhan tegar nipis.

Dalam pembungkusan semikonduktor global, substrat pembungkusan IC telah menggantikan substrat seramik dengan substrat organik.Padang substrat pembungkusan cip flip (FC) semakin kecil.Kini lebar garisan biasa/jarak baris ialah 15μm, dan ia akan menjadi lebih nipis pada masa hadapan.Prestasi pembawa berbilang lapisan terutamanya memerlukan sifat dielektrik yang rendah, pekali pengembangan haba yang rendah dan rintangan haba yang tinggi, dan mengejar substrat kos rendah berdasarkan pencapaian matlamat prestasi.Pada masa ini, pengeluaran besar-besaran litar halus pada asasnya menggunakan proses MSPA penebat berlamina dan kerajang tembaga nipis.Gunakan kaedah SAP untuk menghasilkan corak litar dengan L/S kurang daripada 10μm.

Apabila PCB menjadi lebih padat dan nipis, teknologi papan HDI telah berkembang daripada lamina yang mengandungi teras kepada lamina sambung Anylayer tanpa teras (Anylayer).Papan HDI laminat sambung mana-mana lapisan dengan fungsi yang sama adalah lebih baik daripada papan HDI laminat yang mengandungi teras.Kawasan dan ketebalan boleh dikurangkan kira-kira 25%.Ini mesti menggunakan lebih nipis dan mengekalkan sifat elektrik yang baik bagi lapisan dielektrik.

2 Permintaan frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi

Teknologi komunikasi elektronik terdiri daripada berwayar kepada wayarles, daripada frekuensi rendah dan kelajuan rendah kepada frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi.Prestasi telefon mudah alih semasa telah memasuki 4G dan akan bergerak ke arah 5G, iaitu kelajuan penghantaran yang lebih pantas dan kapasiti penghantaran yang lebih besar.Kemunculan era pengkomputeran awan global telah menggandakan trafik data, dan peralatan komunikasi frekuensi tinggi dan berkelajuan tinggi adalah trend yang tidak dapat dielakkan.PCB sesuai untuk penghantaran frekuensi tinggi dan berkelajuan tinggi.Di samping mengurangkan gangguan isyarat dan kehilangan dalam reka bentuk litar, mengekalkan integriti isyarat, dan mengekalkan pembuatan PCB untuk memenuhi keperluan reka bentuk, adalah penting untuk mempunyai substrat berprestasi tinggi.

Untuk menyelesaikan masalah peningkatan kelajuan PCB dan integriti isyarat, jurutera reka bentuk terutamanya memberi tumpuan kepada sifat kehilangan isyarat elektrik.Faktor utama untuk pemilihan substrat ialah pemalar dielektrik (Dk) dan kehilangan dielektrik (Df).Apabila Dk lebih rendah daripada 4 dan Df0.010, ia adalah lamina Dk/Df sederhana, dan apabila Dk lebih rendah daripada 3.7 dan Df0.005 lebih rendah, ia adalah lamina gred Dk/Df rendah, kini terdapat pelbagai substrat untuk memasuki pasaran untuk dipilih.

Pada masa ini, substrat papan litar frekuensi tinggi yang paling biasa digunakan adalah terutamanya resin berasaskan fluorin, resin polifenilena eter (PPO atau PPE) dan resin epoksi yang diubah suai.Substrat dielektrik berasaskan fluorin, seperti polytetrafluoroethylene (PTFE), mempunyai sifat dielektrik yang paling rendah dan biasanya digunakan melebihi 5 GHz.Terdapat juga substrat epoksi FR-4 atau PPO yang diubah suai.

Sebagai tambahan kepada resin yang disebutkan di atas dan bahan penebat lain, kekasaran permukaan (profil) kuprum konduktor juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi kehilangan penghantaran isyarat, yang dipengaruhi oleh kesan kulit (SkinEffect).Kesan kulit ialah aruhan elektromagnet yang dihasilkan dalam wayar semasa penghantaran isyarat frekuensi tinggi, dan aruhan adalah besar di tengah bahagian wayar, supaya arus atau isyarat cenderung menumpukan pada permukaan wayar.Kekasaran permukaan konduktor menjejaskan kehilangan isyarat penghantaran, dan kehilangan permukaan licin adalah kecil.

Pada frekuensi yang sama, semakin besar kekasaran permukaan tembaga, semakin besar kehilangan isyarat.Oleh itu, dalam pengeluaran sebenar, kami cuba mengawal kekasaran ketebalan tembaga permukaan sebanyak mungkin.Kekasaran adalah sekecil mungkin tanpa menjejaskan daya ikatan.Terutama untuk isyarat dalam julat melebihi 10 GHz.Pada 10GHz, kekasaran kerajang kuprum perlu kurang daripada 1μm, dan lebih baik menggunakan kerajang tembaga super-planar (kekasaran permukaan 0.04μm).Kekasaran permukaan kerajang kuprum juga perlu digabungkan dengan rawatan pengoksidaan yang sesuai dan sistem resin ikatan.Dalam masa terdekat, akan ada kerajang tembaga bersalut resin dengan hampir tiada garis besar, yang boleh mempunyai kekuatan kulit yang lebih tinggi dan tidak akan menjejaskan kehilangan dielektrik.