Caracteristicile de bază ale plăcii de circuit imprimat depind de performanța plăcii de substrat. Pentru a îmbunătăți performanța tehnică a plăcii de circuite tipărite, performanța plăcii de substrat de circuit tipărit trebuie îmbunătățită mai întâi. Pentru a răspunde nevoilor dezvoltării plăcii de circuite tipărite, diverse materiale noi, acestea sunt dezvoltate treptat și utilizate.

În ultimii ani, piața PCB și -a mutat atenția de la calculatoare la comunicații, inclusiv stații de bază, servere și terminale mobile. Dispozitivele de comunicare mobilă reprezentate de smartphone -uri au condus PCB -urile la o densitate mai mare, mai subțire și o funcționalitate mai mare. Tehnologia circuitului tipărit este inseparabilă de materialele de substrat, care implică și cerințele tehnice ale substraturilor PCB. Conținutul relevant al materialelor de substrat este acum organizat într -un articol special pentru referința industriei.

1 Cererea de densitate ridicată și linie fină

1.1 Cerere de folie de cupru

PCB-urile se dezvoltă spre o dezvoltare de înaltă densitate și subțire, iar plăcile HDI sunt deosebit de proeminente. În urmă cu zece ani, IPC a definit placa HDI ca distanță de lățime/linie (L/S) de 0,1mm/0,1mm și mai jos. Acum, industria realizează practic un L/s convențional de 60 μm și un L/s avansat de 40 μm. Versiunea Japoniei din 2013 a datelor de parcurs a tehnologiei de instalare a tehnologiei este că, în 2014, L/S convențional al plăcii HDI a fost de 50 μm, avansarea L/S a fost de 35 μm, iar L/S produs de proces a fost de 20 μm.

Formarea modelului de circuit PCB, procesul tradițional de gravură chimică (metoda subtractivă) După fotoimagistica pe substratul foliei de cupru, limita minimă a metodei subtractive pentru realizarea liniilor fine este de aproximativ 30 μm și este necesară substratul subțire de folie de cupru (9 ~ 12μm). Datorită prețului ridicat al foliei subțiri de cupru CCL și a numeroaselor defecte ale laminului subțire de folie de cupru, multe fabrici produc 18μm folie de cupru și apoi folosesc gravură pentru a subția stratul de cupru în timpul producției. Această metodă are multe procese, controlul dificil al grosimii și costuri ridicate. Este mai bine să folosiți folie subțire de cupru. În plus, atunci când circuitul PCB L/S este mai mic de 20 μm, folia subțire de cupru este în general dificil de manevrat. Necesită un substrat de cupru ultra-subțire (3 ~ 5μm) și o folie de cupru ultra-subțire atașată la purtător.

În plus față de folii de cupru mai subțiri, liniile fine actuale necesită o rugozitate scăzută pe suprafața foliei de cupru. În general, pentru a îmbunătăți forța de lipire între folia de cupru și substrat și pentru a asigura rezistența la cojire a conductorului, stratul de folie de cupru este înrădăcinat. Rugozitatea foliei convenționale de cupru este mai mare de 5μm. Încorporarea vârfurilor accidentate ale foliei de cupru în substrat îmbunătățește rezistența de peeling, dar pentru a controla precizia sârmei în timpul gravurii de linie, este ușor să rămână vârfurile substratului de încorporare, provocând circuite scurte între linii sau o izolație scăzută, ceea ce este foarte important pentru liniile fine. Linia este deosebit de gravă. Prin urmare, sunt necesare folii de cupru cu rugozitate scăzută (mai puțin de 3 μm) și chiar rugozitate mai mică (1,5 μm).

1.2 Cererea de foi dielectrice laminate

Caracteristica tehnică a plăcii HDI este aceea că procesul de acumulare (BuildupProcess), folia de cupru acoperită cu rășină utilizată în mod obișnuit (RCC) sau stratul laminat de pânză de sticlă epoxidică semi-vindecată și folie de cupru este dificil de realizat linii fine. În prezent, metoda semi-aditivă (SAP) sau metoda semi-prelucrată îmbunătățită (MSAP) este tendința de a fi adoptată, adică o peliculă dielectrică izolatoare este utilizată pentru stivuire, iar apoi placarea de cupru cu electrolesă este utilizată pentru a forma un strat de conductor de cupru. Deoarece stratul de cupru este extrem de subțire, este ușor să formați linii fine.

Unul dintre punctele cheie ale metodei semi-aditive este materialul dielectric laminat. Pentru a îndeplini cerințele liniilor fine de înaltă densitate, materialul laminat prezintă cerințele proprietăților electrice dielectrice, izolației, rezistenței la căldură, forței de legare, etc., precum și adaptabilitatea procesului HDI. În prezent, materialele internaționale laminate HDI sunt în principal produse din seria ABF/GX ale companiei Japonia Ajinomoto, care utilizează rășină epoxidică cu agenți de întărire diferiți pentru a adăuga pulbere anorganică pentru a îmbunătăți rigiditatea materialului și a reduce CTE, iar pânza din fibră de sticlă este, de asemenea, utilizată pentru a crește rigiditatea. . Există, de asemenea, materiale laminate cu film subțire similare ale companiei chimice Sekisui din Japonia, iar Institutul de Cercetări Industriale din Taiwan a dezvoltat, de asemenea, astfel de materiale. Materialele ABF sunt, de asemenea, îmbunătățite și dezvoltate continuu. Noua generație de materiale laminate necesită în special o rugozitate scăzută a suprafeței, o expansiune termică scăzută, pierderi dielectrice scăzute și o întărire subțire rigidă.

În ambalajul global cu semiconductor, substraturile de ambalare IC au înlocuit substraturile ceramice cu substraturi organice. Pitch -ul substraturilor de ambalare Flip Chip (FC) este din ce în ce mai mic și mai mic. Acum, distanța tipică a lățimii/liniei de linie este de 15μm și va fi mai subțire în viitor. Performanța purtătorului cu mai multe straturi necesită în principal proprietăți dielectrice scăzute, coeficient de expansiune termică scăzută și rezistență ridicată la căldură și urmărirea substraturilor cu costuri reduse pe baza atingerii obiectivelor de performanță. În prezent, producția în masă a circuitelor fine adoptă practic procesul MSPA de izolare laminat și folie subțire de cupru. Utilizați metoda SAP pentru fabricarea modelelor de circuit cu L/s mai puțin de 10μm.

Atunci când PCB-urile devin mai dense și mai subțiri, tehnologia HDI Board a evoluat de la laminate care conțin miez la laminate de interconectare a anylayer-ului (Anylayer). Plăcile HDI laminate de interconectare cu aceeași funcție cu aceeași funcție sunt mai bune decât plăcile HDI laminate care conțin miez. Suprafața și grosimea pot fi reduse cu aproximativ 25%. Acestea trebuie să folosească mai subțire și să mențină proprietăți electrice bune ale stratului dielectric.

2 cerere de înaltă frecvență și viteză mare

Tehnologia de comunicare electronică variază de la fir la wireless, de la frecvență mică și viteză mică la frecvență mare și viteză mare. Performanța actuală a telefonului mobil a intrat în 4G și se va deplasa spre 5G, adică o viteză de transmisie mai rapidă și o capacitate de transmisie mai mare. Apariția erei globale de cloud computing a dublat traficul de date, iar echipamentele de comunicare de înaltă frecvență și de mare viteză este o tendință inevitabilă. PCB este potrivit pentru transmisia de înaltă frecvență și de mare viteză. Pe lângă reducerea interferenței și pierderii semnalului în proiectarea circuitului, menținerea integrității semnalului și menținerea fabricației de PCB pentru a îndeplini cerințele de proiectare, este important să existe un substrat de înaltă performanță.

Pentru a rezolva problema PCB crește viteza și integritatea semnalului, inginerii de proiectare se concentrează în principal pe proprietățile pierderii semnalului electric. Factorii cheie pentru selecția substratului sunt constanta dielectrică (DK) și pierderea dielectrică (DF). Când DK este mai mic de 4 și DF0.010, este un laminat mediu DK/DF, iar atunci când DK este mai mic de 3,7 și DF0.005 este mai mic, este mai mic laminate DK/DF, acum există o varietate de substraturi din care să intri pe piață.

În prezent, cele mai utilizate substraturi de bord de circuit de înaltă frecvență sunt în principal rășini pe bază de fluor, rășini de polifenilenă (PPO sau PPE) și rășini epoxidice modificate. Substraturile dielectrice pe bază de fluor, cum ar fi politetrafluoroetilena (PTFE), au cele mai mici proprietăți dielectrice și sunt de obicei utilizate peste 5 GHz. Există, de asemenea, substraturi epoxidice FR-4 sau PPO modificate.

În plus față de rășina menționată mai sus și alte materiale izolatoare, rugozitatea suprafeței (profilul) cuprului conductorului este, de asemenea, un factor important care afectează pierderea de transmisie a semnalului, care este afectat de efectul pielii (efectele de piele). Efectul pielii este inducția electromagnetică generată în sârmă în timpul transmisiei semnalului de înaltă frecvență, iar inductanța este mare în centrul secțiunii de sârmă, astfel încât curentul sau semnalul tinde să se concentreze pe suprafața firului. Rugozitatea suprafeței conductorului afectează pierderea semnalului de transmisie, iar pierderea suprafeței netede este mică.

La aceeași frecvență, cu cât este mai mare rugozitatea suprafeței de cupru, cu atât pierderea semnalului este mai mare. Prin urmare, în producția reală, încercăm să controlăm cât mai mult rugozitatea grosimii de cupru de suprafață. Rugozitatea este cât mai mică, fără a afecta forța de legare. În special pentru semnalele din intervalul de peste 10 GHz. La 10 GHz, rugozitatea foliei de cupru trebuie să fie mai mică de 1μm și este mai bine să folosiți folie de cupru super-plan (rugozitate de suprafață 0,04μm). De asemenea, rugozitatea suprafeței foliei de cupru trebuie, de asemenea, combinată cu un tratament de oxidare adecvat și un sistem de rășină de legătură. În viitorul apropiat, va exista o folie de cupru acoperită cu rășină, fără aproape niciun contur, care poate avea o rezistență mai mare la coajă și nu va afecta pierderea dielectrică.