Baskılı devre kartının temel özellikleri alt tabaka kartının performansına bağlıdır.Baskılı devre kartının teknik performansını artırmak için öncelikle baskılı devre alt tabaka kartının performansı iyileştirilmelidir.Baskılı devre kartının gelişiminin ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla çeşitli yeni malzemeler yavaş yavaş geliştirilmekte ve kullanıma sunulmaktadır.

Son yıllarda PCB pazarı odağını bilgisayarlardan baz istasyonları, sunucular ve mobil terminaller dahil olmak üzere iletişimlere kaydırdı.Akıllı telefonların temsil ettiği mobil iletişim cihazları, PCB'leri daha yüksek yoğunluğa, daha ince ve daha yüksek işlevselliğe yöneltmiştir.Baskılı devre teknolojisi, PCB alt katmanlarının teknik gereksinimlerini de içeren alt katman malzemelerinden ayrılamaz.Substrat malzemelerinin ilgili içeriği artık endüstrinin referansı için özel bir makale halinde düzenlenmiştir.

1 Yüksek yoğunluklu ve ince hatlı malzemeye olan talep

1.1 Bakır folyoya olan talep

PCB'lerin tümü yüksek yoğunluklu ve ince hatlı gelişime doğru gelişiyor ve HDI kartlar özellikle öne çıkıyor.On yıl önce IPC, HDI kartını 0,1 mm/0,1 mm ve altındaki çizgi genişliği/çizgi aralığı (L/S) olarak tanımladı.Artık endüstri temel olarak 60μm'lik geleneksel bir L/S'ye ve 40μm'lik gelişmiş bir L/S'ye ulaşıyor.Japonya'nın kurulum teknolojisi yol haritası verilerinin 2013 versiyonu, 2014 yılında HDI kartının geleneksel L/S'sinin 50μm, gelişmiş L/S'nin 35μm ve deneme amaçlı üretilen L/S'nin 20μm olduğu yönündedir.

PCB devre deseni oluşumu, geleneksel kimyasal aşındırma işlemi (çıkarma yöntemi), bakır folyo substrat üzerinde fotoğraf görüntülemeden sonra, ince çizgiler yapmak için çıkarma yönteminin minimum sınırı yaklaşık 30μm'dir ve ince bakır folyo (9 ~ 12μm) substrat gereklidir.İnce bakır folyo CCL'nin yüksek fiyatı ve ince bakır folyo laminasyonundaki birçok kusur nedeniyle, birçok fabrika 18μm bakır folyo üretir ve ardından üretim sırasında bakır tabakayı inceltmek için aşındırma yöntemini kullanır.Bu yöntemin birçok prosesi, zor kalınlık kontrolü ve yüksek maliyeti vardır.İnce bakır folyo kullanmak daha iyidir.Ek olarak PCB devresi L/S 20μm'den az olduğunda ince bakır folyonun işlenmesi genellikle zordur.Ultra ince bir bakır folyo (3~5μm) alt tabaka ve taşıyıcıya tutturulmuş ultra ince bir bakır folyo gerektirir.

Daha ince bakır folyolara ek olarak mevcut ince çizgiler, bakır folyo yüzeyinde düşük pürüzlülük gerektirir.Genel olarak bakır folyo ile alt tabaka arasındaki bağlanma kuvvetini arttırmak ve iletken soyulma mukavemetini sağlamak için bakır folyo tabakası pürüzlendirilir.Geleneksel bakır folyonun pürüzlülüğü 5μm'den büyüktür.Bakır folyonun pürüzlü tepe noktalarının alt tabakaya gömülmesi soyulma direncini artırır, ancak hat aşındırma sırasında telin doğruluğunu kontrol etmek için gömülü alt tabaka tepe noktalarının kalması kolaydır, bu da çizgiler arasında kısa devrelere veya izolasyonun azalmasına neden olur ince çizgiler için çok önemlidir.Çizgi özellikle ciddi.Bu nedenle pürüzlülüğü düşük (3 μm'den az) ve hatta daha düşük pürüzlülüğe (1,5 μm) sahip bakır folyolara ihtiyaç vardır.

1.2 Lamine dielektrik levhalara olan talep

HDI levhanın teknik özelliği, oluşturma işleminin (BuildingUpProcess), yaygın olarak kullanılan reçine kaplı bakır folyonun (RCC) veya yarı kürlenmiş epoksi cam kumaşın ve bakır folyonun lamine katmanının ince çizgiler elde etmesinin zor olmasıdır.Şu anda, yarı katkılı yöntem (SAP) veya geliştirilmiş yarı işlenmiş yöntem (MSAP) benimsenme eğilimindedir; yani, istifleme için yalıtkan bir dielektrik film kullanılır ve daha sonra bakır oluşturmak için akımsız bakır kaplama kullanılır. iletken katman.Bakır tabakası son derece ince olduğundan ince çizgilerin oluşması kolaydır.

Yarı katkılı yöntemin kilit noktalarından biri lamine dielektrik malzemedir.Yüksek yoğunluklu ince çizgilerin gereksinimlerini karşılamak için lamine malzeme, HDI levhanın proses uyarlanabilirliğinin yanı sıra dielektrik elektriksel özellikler, yalıtım, ısı direnci, bağlama kuvveti vb. gereksinimlerini de öne çıkarır.Şu anda, uluslararası HDI lamine medya malzemeleri esas olarak, malzemenin sertliğini arttırmak ve CTE'yi azaltmak için inorganik toz eklemek için farklı kürleme maddeleri ile epoksi reçine kullanan Japonya Ajinomoto Şirketinin ABF/GX serisi ürünleridir ve cam elyaf kumaştır. Ayrıca sertliği arttırmak için de kullanılır..Japonya'daki Sekisui Chemical Company'nin benzer ince film laminat malzemeleri de mevcut olup, Tayvan Endüstriyel Teknoloji Araştırma Enstitüsü de bu tür malzemeleri geliştirmiştir.ABF malzemeleri de sürekli olarak iyileştirilmekte ve geliştirilmektedir.Yeni nesil lamine malzemeler özellikle düşük yüzey pürüzlülüğü, düşük termal genleşme, düşük dielektrik kaybı ve ince sert güçlendirme gerektirir.

Küresel yarı iletken paketlemede IC paketleme alt katmanları, seramik alt katmanları organik alt katmanlarla değiştirmiştir.Flip chip (FC) ambalajlama alt tabakalarının aralığı giderek küçülüyor.Artık tipik çizgi genişliği/satır aralığı 15μm'dir ve gelecekte daha ince olacaktır.Çok katmanlı taşıyıcının performansı temel olarak düşük dielektrik özellikler, düşük termal genleşme katsayısı ve yüksek ısı direncini ve performans hedeflerini karşılama temelinde düşük maliyetli alt tabakaların arayışını gerektirir.Şu anda ince devrelerin seri üretiminde temel olarak lamine yalıtım ve ince bakır folyodan oluşan MSPA süreci benimsenmektedir.L/S'si 10μm'den az olan devre modelleri üretmek için SAP yöntemini kullanın.

PCB'ler yoğunlaşıp inceltildiğinde, HDI kart teknolojisi çekirdek içeren laminatlardan çekirdeksiz Anylayer ara bağlantı laminatlarına (Anylayer) doğru gelişmiştir.Aynı işleve sahip herhangi bir katmanlı ara bağlantılı laminat HDI kartlar, çekirdek içeren laminat HDI kartlardan daha iyidir.Alan ve kalınlık yaklaşık %25 oranında azaltılabilir.Bunlar daha ince kullanılmalı ve dielektrik katmanın iyi elektriksel özelliklerini korumalıdır.

2 Yüksek frekans ve yüksek hız talebi

Elektronik iletişim teknolojisi kabloludan kablosuza, düşük frekans ve düşük hızdan yüksek frekans ve yüksek hıza kadar çeşitlilik göstermektedir.Mevcut cep telefonu performansı 4G'ye girmiş ve 5G'ye, yani daha hızlı iletim hızına ve daha büyük iletim kapasitesine doğru ilerleyecektir.Küresel bulut bilişim çağının gelişi veri trafiğini ikiye katladı ve yüksek frekanslı ve yüksek hızlı iletişim ekipmanları kaçınılmaz bir trend haline geldi.PCB, yüksek frekanslı ve yüksek hızlı iletim için uygundur.Devre tasarımında sinyal girişimini ve kaybını azaltmanın, sinyal bütünlüğünü korumanın ve PCB üretimini tasarım gereksinimlerini karşılayacak şekilde sürdürmenin yanı sıra, yüksek performanslı bir alt tabakaya sahip olmak önemlidir.

PCB artış hızı ve sinyal bütünlüğü problemini çözmek için tasarım mühendisleri esas olarak elektriksel sinyal kaybı özelliklerine odaklanır.Alt tabakanın seçimi için temel faktörler dielektrik sabiti (Dk) ve dielektrik kaybıdır (Df).Dk 4'ten düşük ve Df0.010 olduğunda orta Dk/Df laminattır ve Dk 3.7'den düşük ve Df0.005 düşük olduğunda düşük Dk/Df dereceli laminattır, artık çeşitli alt tabakalar vardır. Aralarından seçim yapabileceğiniz pazara girmek için.

Şu anda en yaygın kullanılan yüksek frekanslı devre kartı substratları esas olarak flor bazlı reçineler, polifenilen eter (PPO veya PPE) reçineleri ve modifiye epoksi reçinelerdir.Politetrafloroetilen (PTFE) gibi flor bazlı dielektrik substratlar en düşük dielektrik özelliklere sahiptir ve genellikle 5 GHz'in üzerinde kullanılır.Modifiye edilmiş epoksi FR-4 veya PPO substratları da vardır.

Yukarıda belirtilen reçine ve diğer yalıtım malzemelerinin yanı sıra iletken bakırın yüzey pürüzlülüğü (profili) de cilt etkisinden (SkinEffect) etkilenen sinyal iletim kaybını etkileyen önemli bir faktördür.Cilt etkisi, yüksek frekanslı sinyal iletimi sırasında telde üretilen elektromanyetik indüksiyondur ve endüktans, tel bölümünün merkezinde büyüktür, böylece akım veya sinyal, telin yüzeyinde yoğunlaşma eğilimindedir.İletkenin yüzey pürüzlülüğü iletim sinyali kaybını etkiler ve pürüzsüz yüzey kaybı küçüktür.

Aynı frekansta bakır yüzeyin pürüzlülüğü arttıkça sinyal kaybı da artar.Bu nedenle fiili üretimde yüzey bakır kalınlığının pürüzlülüğünü mümkün olduğunca kontrol etmeye çalışıyoruz.Pürüzlülük, bağlama kuvvetini etkilemeden mümkün olduğu kadar küçüktür.Özellikle 10 GHz'in üzerindeki aralıktaki sinyaller için.10GHz'de bakır folyo pürüzlülüğünün 1μm'den az olması gerekir ve süper düzlemsel bakır folyo (yüzey pürüzlülüğü 0,04μm) kullanmak daha iyidir.Bakır folyonun yüzey pürüzlülüğünün ayrıca uygun bir oksidasyon işlemi ve yapıştırma reçine sistemi ile birleştirilmesi gerekir.Yakın gelecekte, daha yüksek soyulma mukavemetine sahip olabilecek ve dielektrik kaybını etkilemeyecek, neredeyse hiç dış çizgisi olmayan, reçine kaplı bir bakır folyo olacak.