Basılı devre kartının temel özellikleri, substrat kartının performansına bağlıdır. Basılı devre kartının teknik performansını artırmak için, basılı devre substrat kartının performansı önce geliştirilmelidir. Basılı devre kartının geliştirilmesinin ihtiyaçlarını karşılamak için, kademeli olarak geliştirilmekte ve kullanılmaktadır.

Son yıllarda, PCB pazarı odağını bilgisayarlardan temel istasyonlar, sunucular ve mobil terminaller de dahil olmak üzere iletişime kaydırdı. Akıllı telefonlarla temsil edilen mobil iletişim cihazları, PCB'leri daha yüksek yoğunluk, daha ince ve daha yüksek işlevselliğe yönlendirmiştir. Basılı devre teknolojisi, PCB substratlarının teknik gereksinimlerini de içeren substrat malzemelerinden ayrılamaz. Substrat malzemelerinin ilgili içeriği artık endüstrinin referansı için özel bir makalede düzenlenmiştir.

1 Yüksek yoğunluklu ve ince hat talebi

1.1 Bakır folyo talebi

PCB'lerin tümü yüksek yoğunluklu ve ince çizgi geliştirmeye doğru gelişmektedir ve HDI panoları özellikle belirgindir. On yıl önce IPC, HDI kartını 0.1mm/0.1mm ve daha düşük hat genişliği/hat aralığı (l/s) olarak tanımladı. Şimdi endüstri temel olarak 60μm geleneksel bir L/S ve 40μm gelişmiş bir L/s elde etmektedir. Japonya'nın kurulum teknolojisi yol haritası verilerinin 2013 versiyonu, 2014 yılında HDI kartının geleneksel L/S'nin 50μm, gelişmiş L/s'nin 35μm ve deneme yapımı L/S'nin 20μm olmasıdır.

PCB devre paterni oluşumu, bakır folyo substratı üzerinde foto görüntüleme işleminden sonra geleneksel kimyasal dağlama işlemi (ekstraktif yöntem), ince çizgiler yapmak için minimum ekstraktif yöntem 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 daha sonra üretim sırasında bakır tabakasını inceltmek için gravür kullanır. Bu yöntemin birçok işlemi, 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 folyoyu kullanımı genellikle zordur. Ultra ince bir bakır folyo (3 ~ 5μm) substrat ve taşıyıcıya bağlı bir ultra ince bakır folyo gerektirir.

Daha ince bakır folyolara ek olarak, akım ince çizgiler bakır folyo yüzeyinde düşük pürüzlülük gerektirir. Genel olarak, bakır folyo ve substrat arasındaki bağlanma kuvvetini geliştirmek ve iletken soyma mukavemetini sağlamak için bakır folyo tabakası pürüzlenir. Geleneksel bakır folyo pürüzlülüğü 5μm'den büyüktür. Bakır folyanın pürüzlü tepe noktalarının substrata gömülmesi, soyma direncini geliştirir, ancak çizginin karacotu sırasında telin doğruluğunu kontrol etmek için, gömme substrat piklerinin kalması kolaydır, bu da çizgiler veya azaltılmış yalıtım arasında kısa devrelere neden olur, bu da ince çizgiler için çok önemlidir. Çizgi özellikle ciddi. Bu nedenle, düşük pürüzlülüğe (3 μm'den az) ve hatta düşük pürüzlülüğe (1.5 μm) sahip bakır folyolar gereklidir.

1.2 lamine dielektrik tabakalara olan talep

HDI kartının teknik özelliği, biriktirme işleminin (binaProcess), yaygın olarak kullanılan reçine kaplı bakır folyo (RCC) veya yarı kurşunlu epoksi cam bez ve bakır folyo tabakasının ince çizgiler elde etmek zor olmasıdır. Şu anda, yarı katkılı yöntem (SAP) veya geliştirilmiş yarı işlenmiş yöntem (MSAP) benimsenme eğilimindedir, yani istifleme için bir yalıtım dielektrik filmi kullanılır ve daha sonra bir bakır iletken tabakası oluşturmak için elektroles bakır kaplama kullanılır. Bakır tabakası son derece ince olduğundan, ince çizgiler oluşturmak kolaydır.

Yarı ilave yöntemin temel noktalarından biri lamine dielektrik malzemedir. Yüksek yoğunluklu ince çizgilerin gereksinimlerini karşılamak için lamine malzeme, dielektrik elektriksel özellikler, yalıtım, ısı direnci, bağlanma kuvveti vb. Şu anda, uluslararası HDI lamine ortam malzemeleri esas olarak, malzemenin sertliğini iyileştirmek ve CTE'yi azaltmak için inorganik toz eklemek için farklı kürleme ajanlarına sahip epoksi reçinesi kullanan Japonya Ajinomoto Şirketi'nin ABF/GX Serisi ürünleridir ve cam fiber bez de sertliği arttırmak için kullanılır. . Japonya'nın Sekisui Chemical Company'nin benzer ince film laminat malzemeleri de var ve Tayvan Endüstriyel Teknoloji Araştırma Enstitüsü de bu tür materyalleri geliştirdi. ABF malzemeleri de sürekli olarak geliştirilir ve geliştirilir. Yeni nesil lamine malzemeler özellikle düşük yüzey pürüzlülüğü, düşük termal genleşme, düşük dielektrik kayıp ve ince sert güçlendirme gerektirir.

Global yarı iletken ambalajında, IC ambalaj substratları seramik substratların yerini organik substratlarla değiştirmiştir. Flip Chip (FC) ambalaj substratlarının perdesi gittikçe küçülüyor. Şimdi tipik çizgi genişliği/çizgi aralığı 15μm'dir ve gelecekte daha ince olacaktır. Çok katmanlı taşıyıcının performansı esas olarak düşük dielektrik özellikler, düşük termal genleşme katsayısı ve yüksek ısı direnci ve düşük maliyetli substratların performans hedeflerini karşılama temelinde takip edilmesini gerektirir. Şu anda, ince devrelerin kütle üretimi temel olarak lamine yalıtım ve ince bakır folyo MSPA sürecini benimsemektedir. 10μm'den az L/s olan devre desenleri üretmek için SAP yöntemini kullanın.

PCB'ler yoğunlaştığında ve daha ince hale geldiğinde, HDI kartı teknolojisi çekirdek içeren laminatlardan kırılmaz Anylayer ara bağlantı laminatlarına (Anylayer) gelişti. Aynı fonksiyona sahip herhangi bir katman bağlantısı laminat HDI kartları, çekirdek içeren laminat HDI levhalardan daha iyidir. Alan ve kalınlık yaklaşık%25 azaltılabilir. Bunlar daha ince kullanmalı ve dielektrik tabakanın iyi elektriksel özelliklerini korumalıdır.

2 yüksek frekans ve yüksek hızlı talep

Elektronik iletişim teknolojisi, düşük frekans ve düşük hızdan yüksek frekansa ve yüksek hıza kadar kabloludan kablosuza kadar değişir. Mevcut cep telefonu performansı 4G'ye girdi ve 5G'ye, yani daha hızlı iletim hızı ve daha büyük iletim kapasitesine doğru hareket edecek. Global Bulut Bilişim Dönemi'nin ortaya çıkışı veri trafiğini iki katına çıkardı ve yüksek frekans ve yüksek hızlı iletişim ekipmanı kaçınılmaz bir eğilim. PCB, yüksek frekanslı ve yüksek hızlı şanzıman için uygundur. Sinyal parazitini ve devre tasarımındaki kaybı azaltmanın, sinyal bütünlüğünün korunmasına ve tasarım gereksinimlerini karşılamak için PCB üretiminin korunmasına ek olarak, yüksek performanslı bir substrata sahip olmak önemlidir.

PCB problemini çözmek için hız ve sinyal bütünlüğünü arttırmak için, tasarım mühendisleri esas olarak elektrik sinyal kaybı özelliklerine odaklanır. Substratın seçimi için temel faktörler dielektrik sabiti (DK) ve dielektrik kaybıdır (DF). DK 4 ve DF0.010'dan düşük olduğunda, orta DK/DF laminattır ve DK 3.7'den düşük olduğunda ve DF0.005 daha düşük olduğunda, düşük DK/DF sınıfı laminatlardır, şimdi aralarından seçim yapmak için pazara girmek için çeşitli substratlar vardır.

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

Yukarıda belirtilen reçine ve diğer yalıtım malzemelerine ek olarak, iletken bakırın yüzey pürüzlülüğü (profili), cilt etkisinden (skinfefect) 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 yüzeyine konsantre olma eğilimindedir. İletkenin yüzey pürüzlülüğü iletim sinyalinin kaybını etkiler ve pürüzsüz yüzey kaybı küçüktür.

Aynı frekansta bakır yüzeyin pürüzlülüğü ne kadar büyük olursa, sinyal kaybı o kadar büyük olur. Bu nedenle, gerçek üretimde, yüzey bakır kalınlığının pürüzlülüğünü mümkün olduğunca kontrol etmeye çalışıyoruz. Bağlama kuvvetini etkilemeden pürüzlülük mümkün olduğunca küçüktür. Özellikle 10 GHz üzerindeki aralıktaki sinyaller için. 10GHz'de, bakır folyo pürüzlülüğünün 1μm'den az olması gerekir ve süper düzlemli bakır folyo (yüzey pürüzlülüğü 0.04μm) kullanmak daha iyidir. Bakır folyosunun yüzey pürüzlülüğünün de uygun bir oksidasyon tedavisi ve bağlanma reçine sistemi ile birleştirilmesi gerekir. Yakın gelecekte, daha yüksek bir kabuk mukavemetine sahip olabilen ve dielektrik kaybını etkilemeyecek neredeyse hiçbir anahat olmayan bir reçine kaplı bakır folyo olacaktır.