De grundläggande egenskaperna hos det tryckta kretskortet beror på underlagskortets prestanda. För att förbättra den tekniska prestandan för det tryckta kretskortet måste prestandan för det tryckta kretssubstratskivan förbättras först. För att tillgodose behoven i utvecklingen av det tryckta kretskortet utvecklas olika nya material som det gradvis utvecklas och tas i bruk.

Under de senaste åren har PCB -marknaden flyttat sitt fokus från datorer till kommunikation, inklusive basstationer, servrar och mobila terminaler. Mobila kommunikationsenheter representerade av smartphones har drivit PCB till högre densitet, tunnare och högre funktionalitet. Tryckt kretsteknologi är oskiljbar från substratmaterial, som också involverar de tekniska kraven för PCB -underlag. Det relevanta innehållet i underlagsmaterialet är nu organiserat i en speciell artikel för branschens referens.

1 efterfrågan på hög densitet och finlinje

1.1 Efterfrågan på kopparfolie

PCB utvecklas alla mot hög densitet och tunnlinjesutveckling, och HDI-kort är särskilt framträdande. För tio år sedan definierade IPC HDI -kortet som linjebredd/linjeavstånd (L/S) på 0,1 mm/0,1 mm och lägre. Nu uppnår branschen i princip en konventionell L/S på 60 um och en avancerad L/S på 40μM. Japans 2013-version av installationsteknologiens färdplandata är att 2014 var de konventionella L/S för HDI-kortet 50μm, den avancerade L/S var 35 um och försöksproducerade L/S var 20 um.

PCB -kretsmönsterbildning, den traditionella kemiska etsningsprocessen (subtraktiv metod) Efter fotoimaging på kopparfolieunderlaget krävs minimigränsen för subtraktiva metoder för att göra fina linjer cirka 30 um, och tunn kopparfolie (9 ~ 12μm) substrat krävs. På grund av det höga priset på tunn kopparfolie CCL och de många defekterna i tunn kopparfolie -laminering producerar många fabriker 18μm kopparfolie och använder sedan etsning för att tunna kopparskiktet under produktionen. Denna metod har många processer, svår tjocklekskontroll och höga kostnader. Det är bättre att använda tunn kopparfolie. Dessutom, när PCB -kretsen L/S är mindre än 20 um, är den tunna kopparfolien i allmänhet svår att hantera. Det kräver en ultratunn kopparfolie (3 ~ 5μM) underlag och en ultratunn kopparfolie fäst vid bäraren.

Förutom tunnare kopparfolier kräver de nuvarande fina linjerna låg grovhet på kopparfolie. I allmänhet, för att förbättra bindningskraften mellan kopparfolien och underlaget och för att säkerställa ledarens skalningsstyrka, är kopparfolieskiktet grovt. Den konventionella kopparfolieens grovhet är större än 5 um. Inbäddningen av kopparfoliets grova toppar i substratet förbättrar skalningsmotståndet, men för att kontrollera noggrannheten i tråden under linjesetning är det lätt att ha de inbäddade substrattopparna kvar, vilket orsakar korta kretsar mellan linjerna eller minskad isolering, vilket är mycket viktigt för fina linjer. Linjen är särskilt allvarlig. Därför krävs kopparfolier med låg grovhet (mindre än 3 μm) och till och med lägre grovhet (1,5 μm).

1.2 Efterfrågan på laminerade dielektriska ark

Det tekniska inslaget i HDI-kortet är att byggprocessen (byggnadsuppdrag), den vanligt använda hartsbelagda kopparfolien (RCC) eller det laminerade skiktet av halvtäckt epoxiglasduk och kopparfolie är svår att uppnå fina linjer. För närvarande tenderas den semi-additiva metoden (SAP) eller den förbättrade halvbehandlade metoden (MSAP) att antas, det vill säga en isolerande dielektrisk film används för stapling, och sedan används elektrolös kopparplätering för att bilda en kopparledare. Eftersom kopparskiktet är extremt tunt är det lätt att bilda fina linjer.

En av de viktigaste punkterna i den semi-additiva metoden är det laminerade dielektriska materialet. För att uppfylla kraven i fina linjer med hög täthet lägger det laminerade materialet kraven på dielektriska elektriska egenskaper, isolering, värmemotstånd, bindningskraft etc. såväl som processanpassningsförmågan hos HDI-kortet. För närvarande är det internationella HDI -laminerade mediematerialen främst ABF/GX -serien från Japan Ajinomoto Company, som använder epoxiharts med olika härdningsmedel för att lägga till oorganiskt pulver för att förbättra materialets styvhet och minska CTE, och glasfiberduk används också för att öka styvheten. . Det finns också liknande tunnfilm Laminatmaterial från Sekisui Chemical Company of Japan, och Taiwan Industrial Technology Research Institute har också utvecklat sådana material. ABF -material förbättras och utvecklas också kontinuerligt. Den nya generationen laminerade material kräver särskilt låg ytråhet, låg värmeutvidgning, låg dielektrisk förlust och tunn styv förstärkning.

I den globala halvledarförpackningen har IC -förpackningsunderlag ersatt keramiska underlag med organiska underlag. Pitch of Flip Chip (FC) förpackningsunderlag blir mindre och mindre. Nu är den typiska linjebredden/linjeavståndet 15μm, och det kommer att bli tunnare i framtiden. Prestandan för flerskiktsbäraren kräver huvudsakligen låga dielektriska egenskaper, låg värmeutvidgningskoefficient och hög värmebeständighet och strävan efter lågkostnadsunderlag på grundval av att uppfylla prestandamål. För närvarande antar massproduktionen av finkretsar i princip MSPA -processen med laminerad isolering och tunn kopparfolie. Använd SAP -metoden för att tillverka kretsmönster med L/S mindre än 10μm.

När PCB blir tätare och tunnare har HDI-kortteknologi utvecklats från kärninnehållande laminat till korelösa AnyLayer-sammankopplingslaminat (AnyLayer). Alla skiktsöverskridande laminat HDI-kort med samma funktion är bättre än kärninnehållande laminat HDI-kort. Området och tjockleken kan minskas med cirka 25%. Dessa måste använda tunnare och upprätthålla goda elektriska egenskaper hos det dielektriska skiktet.

2 Högfrekvens och efterfrågan på hög hastighet

Elektronisk kommunikationsteknik sträcker sig från trådbundna till trådlösa, från låg frekvens och låg hastighet till hög frekvens och hög hastighet. Den nuvarande mobiltelefonprestandan har gått in i 4G och kommer att gå mot 5G, det vill säga snabbare överföringshastighet och större överföringskapacitet. Tillkomsten av Global Cloud Computing ERA har fördubblat datatrafik, och högfrekvent och höghastighetskommunikationsutrustning är en oundviklig trend. PCB är lämplig för högfrekventa och höghastighetsöverföring. Förutom att minska signalinterferens och förlust i kretsdesign, upprätthålla signalintegritet och upprätthålla PCB-tillverkning för att uppfylla designkraven är det viktigt att ha ett högpresterande substrat.

För att lösa problemet med PCB öka hastighet och signalintegritet fokuserar designingenjörer huvudsakligen på elektriska signalförlustegenskaper. De viktigaste faktorerna för valet av substrat är den dielektriska konstanten (DK) och dielektrisk förlust (DF). När DK är lägre än 4 och DF0.010 är det ett medelstor DK/DF -laminat, och när DK är lägre än 3,7 och DF0.005 är lägre, är den låg DK/DF -laminat, nu finns det en mängd olika substrat att komma in på marknaden att välja mellan.

För närvarande är de mest använda högfrekventa kretskortsubstraten huvudsakligen fluorbaserade hartser, polyfenyleneter (PPO eller PPE) och modifierade epoxihartser. Fluorbaserade dielektriska substrat, såsom polytetrafluoroetylen (PTFE), har de lägsta dielektriska egenskaperna och används vanligtvis över 5 GHz. Det finns också modifierade Epoxy FR-4 eller PPO-substrat.

Förutom det ovannämnda hartset och andra isolerande material är ytråheten (profilen) för ledarens koppar också en viktig faktor som påverkar signalöverföringsförlust, som påverkas av hudeffekten (skineffect). Hudeffekten är den elektromagnetiska induktionen som genereras i tråden under högfrekvent signalöverföring, och induktansen är stor i mitten av trådsektionen, så att strömmen eller signalen tenderar att koncentrera sig på trådens yta. Ledarens ytråhet påverkar förlusten av transmissionssignal och förlusten av slät yta är liten.

Vid samma frekvens, desto större är grovheten på kopparytan, desto större är signalförlusten. Därför försöker vi i den faktiska produktionen kontrollera grovheten i yt koppartjockleken så mycket som möjligt. Roughnessen är så liten som möjligt utan att påverka bindningskraften. Speciellt för signaler i intervallet över 10 GHz. Vid 10 GHz måste kopparfolieråheten vara mindre än 1 um, och det är bättre att använda superplanar kopparfolie (ytråhet 0,04 um). Ytråheten hos kopparfolie måste också kombineras med en lämplig oxidationsbehandling och bindningshartssystem. Inom en snar framtid kommer det att finnas en hartsbelagd kopparfolie med nästan ingen kontur, som kan ha en högre skalstyrka och kommer inte att påverka den dielektriska förlusten.