Podstawowe cechy drukowanej płyty drukowanej zależą od wydajności płyty podłoża. Aby poprawić wydajność techniczną płytki drukowanej, wydajność drukowanej płyty podłoża obwodu musi zostać najpierw ulepszona. Aby zaspokoić potrzeby opracowywania płytki drukowanej, różne nowe materiały są stopniowo rozwijane i stosowane.

W ostatnich latach rynek PCB skoncentrował się na komputerach na komunikację, w tym stacje bazowe, serwery i terminale mobilne. Mobilne urządzenia komunikacyjne reprezentowane przez smartfony napędzały PCB do wyższej gęstości, cieńszej i wyższej funkcjonalności. Technologia obwodów drukowanych jest nierozłączna z materiałów podłoża, co obejmuje również wymagania techniczne podłoża PCB. Odpowiednia zawartość materiałów podłoża jest teraz zorganizowana w specjalny artykuł dla odniesienia branży.

1 Zapotrzebowanie na wysoką gęstość i drobną linię

1.1 Zapotrzebowanie na folię miedzianą

Wszystkie PCB rozwijają się w kierunku rozwoju o dużej gęstości i cienkiej linii, a płyty HDI są szczególnie widoczne. Dziesięć lat temu IPC zdefiniowało płytę HDI jako szerokość linii/odstępy od linii (L/S) 0,1 mm/0,1 mm i poniżej. Obecnie przemysł zasadniczo osiąga konwencjonalny L/S 60 μm i zaawansowany L/S 40 μm. Japońska wersja danych mapy drogowej technologii instalacyjnej w 2013 r. Jest taka, że ​​w 2014 r. Konwencjonalna L/S płyty HDI wynosiła 50 μm, zaawansowane L/S wynosiło 35 μm, a L/s wyprodukowane przez próbę wynosił 20 μm.

Tworzenie wzoru obwodu PCB, tradycyjny proces trawienia chemicznego (metoda subtraktywna) Po fotoimgowaniu na podłożu folii miedzianej, minimalna granica metody subtraktywnej do wytwarzania drobnych linii wynosi około 30 μm, a substrat cienki folia miedzi (9 ~ 12 μm). Ze względu na wysoką cenę cienkiej folii miedzianej CCL i wiele defektów w cienkiej laminowaniu folii miedzi, wiele fabryk wytwarza 18 μm folii miedzianej, a następnie używa trawienia do rozcieńczenia warstwy miedzi podczas produkcji. Ta metoda ma wiele procesów, trudną kontrolę grubości i wysoki koszt. Lepiej jest użyć cienkiej folii miedzianej. Ponadto, gdy obwód PCB L/S jest mniejszy niż 20 μm, cienka folia miedziana jest ogólnie trudna w obsłudze. Wymaga podłoża ultratynowego miedzi (3 ~ 5 μm) i ultraciennej folii miedzianej przymocowanej do nośnika.

Oprócz cieńszych folii miedzianych obecne drobne linie wymagają niskiej chropowatości na powierzchni folii miedzianej. Zasadniczo, aby poprawić siłę wiązania między folią miedzi i podłoża i zapewnić wytrzymałość obierania przewodnika, warstwa folii miedzi jest chropowata. Chropowatość konwencjonalnej folii miedzianej jest większa niż 5 μm. Osadzanie szorstkich pików folii miedzi do podłoża poprawia odporność na obieranie, ale w celu kontrolowania dokładności drutu podczas trawienia linii, łatwo jest pozostać piki osadzającego podłoża, powodując zwarcia między liniami lub zmniejszoną izolację, która jest bardzo ważna dla drobnych linii. Linia jest szczególnie poważna. Dlatego wymagane są folii miedzi o niskiej chropowatości (mniej niż 3 μm), a nawet niższa chropowatość (1,5 μm).

1.2 Zapotrzebowanie na laminowane arkusze dielektryczne

Techniczną cechą płyty HDI jest to, że proces gromadzenia się (dodatek do budynku), powszechnie używana folia miedziana pokrytej żywicy (RCC) lub laminowana warstwa częściowo uderzonej szklanej szklanej szklanej i folii miedzianej jest trudna do osiągnięcia drobnych linii. Obecnie stosuje się metodę półprzezjadkową (SAP) lub ulepszona metoda półprzewodnikowa (MSAP), to znaczy izolacyjna folia dielektryczna stosuje się do układania, a następnie do utworzenia warstwy przewodnika miedzianego stosuje się do utworzenia miedzi. Ponieważ warstwa miedzi jest wyjątkowo cienka, łatwo jest utworzyć drobne linie.

Jednym z kluczowych punktów metody pół-addytywnej jest laminowany materiał dielektryczny. Aby spełnić wymagania drobnych linii o dużej gęstości, materiał laminowany przedstawia wymagania dielektrycznych właściwości elektrycznych, izolacji, odporności na ciepło, siły wiązania itp., A także możliwości adaptacji procesu płyty HDI. Obecnie międzynarodowe laminowane przez HDI materiały medialne są głównie produktami ABF/GX serii Japan Ajinomoto Company, które wykorzystują żywicę epoksydową z różnymi środkami utwardzającymi w celu dodania nieorganicznego proszku w celu poprawy sztywności materiału i zmniejszenia CTE, a szkliste szkliste tkaniny jest również używane w celu zwiększenia sztywności. . Istnieją również podobne materiały laminowane w cienkim filmie Sekisui Chemical Company z Japonii, a Tajwan Industrial Technology Research Institute również opracował takie materiały. Materiały ABF są również stale ulepszane i rozwijane. Nowa generacja materiałów laminowanych wymaga szczególnie niskiej chropowatości powierzchni, niskiej ekspansji cieplnej, niskiej utraty dielektrycznej i cienkiego sztywnego wzmocnienia.

W globalnym opakowaniu półprzewodnikowym substraty pakowania IC zastąpiły ceramiczne substraty organicznymi. Podłoża opakowania Flip Chip (FC) staje się coraz mniejsze. Teraz typowa szerokość linii/odstępy linii wynosi 15 μm i będzie cieńsze w przyszłości. Wydajność nośnika wielowarstwowego wymaga głównie niskich właściwości dielektrycznych, niskiego współczynnika rozszerzalności cieplnej i wysokiej odporności na ciepło oraz dążenia do tanich substratów na podstawie osiągnięcia celów wydajności. Obecnie masowa produkcja drobnych obwodów zasadniczo przyjmuje proces MSPA laminowanej izolacji i cienkiej folii miedzi. Użyj metody SAP do wytwarzania wzorów obwodów o L/S mniejszym niż 10 μm.

Kiedy PCB stają się gęstsze i cieńsze, technologia płyty HDI ewoluowała od laminatów zawierających rdzeń do laminatów połączeń bez korporacji (AnyLayer). Dowolne warstwy laminowane płytki HDI o tej samej funkcji są lepsze niż płytki HDI zawierające rdzeń. Obszar i grubość można zmniejszyć o około 25%. Muszą one stosować cieńsze i utrzymywać dobre właściwości elektryczne warstwy dielektrycznej.

2 Wysoka częstotliwość i zapotrzebowanie na wysoką prędkość

Technologia komunikacji elektronicznej waha się od przewodowej do bezprzewodowej, od niskiej częstotliwości i niskiej prędkości do wysokiej częstotliwości i dużej prędkości. Obecna wydajność telefonu komórkowego wprowadziła 4G i przejdzie do 5G, to znaczy szybsza prędkość transmisji i większą pojemność transmisji. Pojawienie się globalnej epoki przetwarzania w chmurze podwoiło ruch danych, a sprzęt komunikacyjny o dużej częstotliwości i szybkiej komunikacji jest nieuniknionym trendem. PCB nadaje się do transmisji o wysokiej częstotliwości i szybkiej prędkości. Oprócz zmniejszenia zakłóceń sygnału i utraty konstrukcji obwodu, utrzymania integralności sygnału i utrzymania produkcji PCB w celu spełnienia wymagań projektowych, ważne jest, aby mieć podłoże o wysokiej wydajności.

Aby rozwiązać problem PCB zwiększania prędkości i integralności sygnału, inżynierowie projektują głównie na właściwościach utraty sygnału elektrycznego. Kluczowymi czynnikami wyboru podłoża są stała dielektryczna (DK) i strata dielektryczna (DF). Gdy DK jest niższe niż 4 i DF0.010, jest to średni laminat DK/DF, a gdy DK jest niższy niż 3,7, a DF0.005 jest niższy, jest to laminaty o niskiej klasie DK/DF, teraz istnieje wiele substratów, aby wejść na rynek do wyboru.

Obecnie najczęściej stosowanymi substratami płytki o wysokiej częstotliwości są głównie żywice na bazie fluoru, żywice polifenylenowe (PPO lub PPE) i zmodyfikowane żywice epoksydowe. Podłoża dielektryczne na bazie fluoru, takie jak politetrafluoroetylen (PTFE), mają najniższe właściwości dielektryczne i są zwykle stosowane powyżej 5 GHz. Istnieją również zmodyfikowane epoksydowe podłoża FR-4 lub PPO.

Oprócz wyżej wymienionej żywicy i innych materiałów izolacyjnych chropowatość powierzchni (profil) miedzi przewodnika jest również ważnym czynnikiem wpływającym na utratę transmisji sygnału, na który wpływa efekt skóry (SKINEFFECT). Efektem skóry jest indukcja elektromagnetyczna wytwarzana w drucie podczas transmisji sygnału o wysokiej częstotliwości, a indukcyjność jest duża w środku przekroju drutu, tak że prąd lub sygnał zwykle koncentruje się na powierzchni drutu. Chropowatość powierzchni przewodnika wpływa na utratę sygnału transmisji, a utrata gładkiej powierzchni jest niewielka.

Przy tej samej częstotliwości im większa chropowatość powierzchni miedzi, tym większa utrata sygnału. Dlatego w rzeczywistej produkcji staramy się w jak największym stopniu kontrolować chropowatość grubości miedzi powierzchniowej. Chropowatość jest tak niewielka, jak to możliwe, bez wpływu na siłę wiązania. Szczególnie w przypadku sygnałów w zakresie powyżej 10 GHz. Przy 10 GHz chropowatość folii miedzi musi być mniejsza niż 1 μm i lepiej jest użyć superplanarnej folii miedzianej (chropowatość powierzchni 0,04 μm). Chropowatość powierzchni folii miedzianej należy również połączyć z odpowiednim obróbką utleniania i układem żywicy wiązania. W najbliższej przyszłości pojawi się folia miedziana pokryta żywicą bez żadnego zarysu, która może mieć wyższą siłę skórki i nie wpłynie na utratę dielektryczną.