Základné charakteristiky dosky s tlačenými obvodmi závisia od výkonu dosky substrátu. Na zlepšenie technického výkonu dosky s tlačenými obvodmi sa musí najprv vylepšiť výkon dosky substrátu tlačeného obvodu. S cieľom uspokojiť potreby vývoja dosky s tlačenými obvodmi sa postupne vyvíjajú a používajú rôzne nové materiály.
V posledných rokoch trh PCB presunul svoje zameranie z počítačov na komunikáciu vrátane základných staníc, serverov a mobilných terminálov. Mobilné komunikačné zariadenia predstavované smartfónmi priniesli PCB na vyššiu hustotu, tenšiu a vyššiu funkčnosť. Technológia tlačeného obvodu je neoddeliteľná od substrátových materiálov, ktoré zahŕňajú aj technické požiadavky substrátov DPS. Relevantný obsah substrátových materiálov je teraz usporiadaný do špeciálneho článku pre odkaz odvetvia.
1 Dopyt po vysokej hustote a jemnej línii
1.1 Dopyt po medenej fólii
Všetky PCB sa vyvíjajú smerom k vývoju s vysokou hustotou a tenkou čiarou a dosky HDI sú obzvlášť výrazné. Pred desiatimi rokmi IPC definovala dosku HDI ako rozstup šírky/linky (L/s) 0,1 mm/0,1 mm a nižšie. Teraz priemysel v podstate dosahuje konvenčné l/s 60 μm a pokročilé L/s 40 μm. Japonská verzia údajov o inštalačnej technológii v roku 2013 je taká, že v roku 2014 bola konvenčná L/s doska HDI 50 μm, pokročilý L/S bol 35 μm a L/S produkoval skúšobnú pokusu 20 μm.
Tvorba vzoru obvodu PCB, tradičný proces chemického leptania (subtraktívna metóda) po fotoimagingu na substráte medenej fólie, minimálny limit subtraktívnej metódy na výrobu jemných čiary je asi 30 μm a je potrebný tenký substrát z medi (9 ~ 12 μm). V dôsledku vysokej ceny tenkej medenej fólie CCL a mnohých defektov v laminácii tenkej medenej fólie mnohé továrne produkujú mediálnu fóliu 18 μm a potom pomocou vylepšenia počas výroby riedia medenú vrstvu. Táto metóda má veľa procesov, náročnú kontrolu hrúbky a vysoké náklady. Je lepšie použiť tenkú medenú fóliu. Okrem toho, keď je obvod PCB L/S menší ako 20 μm, je vo všeobecnosti ťažko zvládnuteľná tenká medená fólia. Vyžaduje si ultra tenký substrát medi (3 ~ 5 μm) a ultratenú meďnú fóliu pripevnenú na nosič.
Okrem tenších medených fólií vyžadujú jemné čiary prúdu na povrchu medenej fólie. Všeobecne platí, že s cieľom zlepšiť lepiacu silu medzi medenou fóliou a substrátom a na zabezpečenie pevnosti odlupovania vodiča je vrstva medenej fólie drsná. Drsnosť konvenčnej medenej fólie je väčšia ako 5 μm. Vloženie drsných vrcholov medenej fólie do substrátu zlepšuje odpor odlúpania, ale za účelom regulácie presnosti drôtu počas leptania čiary je ľahké zostať vložité vrcholy substrátu, čo spôsobuje skrat medzi čiarami alebo zníženou izoláciou, čo je veľmi dôležité pre jemné čiary. Čiara je obzvlášť vážna. Preto sú potrebné medené fólie s nízkou drsnosťou (menej ako 3 μm) a dokonca aj nižšia drsnosť (1,5 μm).
1.2 Dopyt po laminovaných dielektrických listoch
Technickou črtou dosky HDI je to, že proces nahromadenia (budovypeprocess), bežne používaná medená fólia potiahnutá živicou (RCC) alebo laminovaná vrstva polotého epoxidového skleneného handričného handričky a medenej fólie je ťažké dosiahnuť jemné línie. V súčasnosti sa polo-additívna metóda (SAP) alebo vylepšená polo spracovaná metóda (MSAP) má tendenciu prijať, to znamená, že na stohovanie sa používa izolačný dielektrický film a potom sa na vytvorenie vrstvy vodičov medi používa bez elektrooluzisiek. Pretože medená vrstva je extrémne tenká, ľahko sa vytvára jemné čiary.
Jedným z kľúčových bodov semi-additívnej metódy je laminovaný dielektrický materiál. Aby sa splnili požiadavky jemných vedení s vysokou hustotou, laminovaný materiál predkladá požiadavky dielektrických elektrických vlastností, izolácie, tepelného odporu, ležiackej sily atď., Ako aj procesná prispôsobivosť dosky HDI. V súčasnosti sú medzinárodné laminované mediálne materiály HDI hlavne produkty série ABF/GX v Japonskej spoločnosti Ajinomoto Company, ktoré používajú epoxidovú živicu s rôznymi liečivými činidlami na pridanie anorganického prášku na zlepšenie tuhosti materiálu a zníženie CTE a handričku zo skla sa tiež používa na zvýšenie tuhosti. . Existujú tiež podobné tenké laminátové materiály spoločnosti Sekisui Chemical Company of Japan a taiwanské priemyselné technologické výskumné inštitúty vyvinulo takéto materiály. Materiály ABF sa tiež neustále zlepšujú a vyvíjajú. Nová generácia laminovaných materiálov vyžaduje najmä drsnosť povrchu, nízku tepelnú expanziu, nízku dielektrickú stratu a tenké tuhé posilnenie.
V globálnom balení polovodičov nahradili substráty obalov IC keramické substráty organickými substrátmi. Tiaza substrátov flip čipov (FC) sa zmenšuje a mení. Teraz je typická šírka šírky/čiary 15 μm a v budúcnosti bude tenšia. Výkon viacvrstvového nosiča vyžaduje hlavne nízke dielektrické vlastnosti, koeficient s nízkym tepelným rozširovaním a vysoký tepelný odpor a prenasledovanie lacných substrátov na základe plnenia výkonnostných cieľov. V súčasnosti hmotnostná produkcia jemných obvodov v podstate prijíma proces MSPA laminovanej izolácie a tenkú medenú fóliu. Na výrobu vzorov obvodu použite metódu SAP s L/S menšími ako 10 μm.
Keď sa PCB stanú hustejšou a tenšou, technológia dosky HDI sa vyvinula z laminátov obsahujúcich jadro na prepojené lamináty anylayer (AnyLyyer). Všetky dosky HDI Laminátovej prepojenia s lamérou s rovnakou funkciou sú lepšie ako dosky HDI s laminátovými HDI obsahujúcimi jadro. Oblasť a hrúbku sa môžu znížiť približne o 25%. Musia používať tenšie a udržiavať dobré elektrické vlastnosti dielektrickej vrstvy.
2 Dopyt po vysokej frekvencii a vysokej rýchlosti
Elektronická komunikačná technológia sa pohybuje od káblových po bezdrôtovo, od nízkej frekvencie a nízkej rýchlosti po vysokú frekvenciu a vysokú rýchlosť. Aktuálny výkon mobilného telefónu vstúpil do 4G a posunie sa smerom k 5G, to znamená rýchlejšiu rýchlosť prenosu a väčšiu prenosovú kapacitu. Príchod globálnej éry cloud computingu zdvojnásobil dátový prenos a vysokorýchlostné a vysokorýchlostné komunikačné vybavenie je nevyhnutným trendom. DPS je vhodný pre vysokorýchlostný a vysokorýchlostný prenos. Okrem zníženia interferencie signálu a straty v návrhu obvodov, udržiavaní integrity signálu a udržiavaniu výroby DPS, aby sa splnili požiadavky na konštrukciu, je dôležité mať vysokovýkonný substrát.
S cieľom vyriešiť problém PCB zvýši rýchlosť a integritu signálu, inžinieri konštrukcie sa zameriavajú hlavne na vlastnosti straty elektrického signálu. Kľúčovými faktormi pre výber substrátu sú dielektrická konštanta (DK) a dielektrická strata (DF). Keď je DK nižší ako 4 a DF0.010, ide o stredný laminát DK/DF, a keď je DK nižší ako 3,7 a DF0.005 je nižší, je to nízka lamináty stupňa DK/DF, teraz existuje množstvo substrátov, z ktorých môžete vstúpiť na trh, z ktorých si môžete vybrať.
V súčasnosti sú najbežnejšie používanými vysokofrekvenčnými substrátmi dosky s obvodmi hlavne živice na báze fluóru, polyfenylédleový (PPO alebo PPE) živice a modifikované epoxidové živice. Dielektrické substráty na báze fluóru, ako je polytetrafluóretylén (PTFE), majú najnižšie dielektrické vlastnosti a zvyčajne sa používajú nad 5 GHz. Existujú tiež modifikované substráty Epoxy FR-4 alebo PPO.
Okrem vyššie uvedenej živice a iných izolačných materiálov je drsnosť povrchu (profil) medi vodičom tiež dôležitým faktorom ovplyvňujúcim stratu prenosu signálu, ktorý je ovplyvnený účinkom kože (lyžiarsky účinok). Efekt pokožky je elektromagnetická indukcia generovaná v drôte počas vysokofrekvenčného prenosu signálu a indukčnosť je veľká v strede sekcie drôtu, takže prúd alebo signál má tendenciu sústrediť sa na povrch drôtu. Drsnosť povrchu vodiča ovplyvňuje stratu prenosového signálu a strata hladkého povrchu je malá.
Pri rovnakej frekvencii, čím väčšia je drsnosť povrchu medi, tým väčšia strata signálu. Preto sa v skutočnej produkcii snažíme čo najviac kontrolovať drsnosť hrúbky povrchovej medi. Drsnosť je čo najmenšia bez toho, aby ovplyvnila lepiacu silu. Najmä pre signály v rozsahu nad 10 GHz. Pri 10 GHz musí byť drsnosť medenej fólie menšia ako 1 μm a je lepšie používať super planárnu mediálnu fóliu (drsnosť povrchu 0,04 μm). Drsnosť povrchu medenej fólie sa musí tiež kombinovať s vhodným oxidačným ošetrením a systémom väzby živice. V blízkej budúcnosti bude existovať medená fólia potiahnutá živicou s takmer žiadnym obrysom, ktorá môže mať vyššiu pevnosť šupky a nebude mať vplyv na dielektrickú stratu.
