پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی بنیادی خصوصیات سبسٹریٹ بورڈ کی کارکردگی پر منحصر ہیں۔پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی تکنیکی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، پرنٹ شدہ سرکٹ سبسٹریٹ بورڈ کی کارکردگی کو پہلے بہتر کرنا ہوگا۔پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی ترقی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے، مختلف نئے مواد آہستہ آہستہ تیار اور استعمال میں ڈالے جا رہے ہیں.

حالیہ برسوں میں، پی سی بی مارکیٹ نے اپنی توجہ کمپیوٹر سے کمیونیکیشنز کی طرف منتقل کر دی ہے، بشمول بیس سٹیشن، سرورز، اور موبائل ٹرمینلز۔سمارٹ فونز کے ذریعے نمائندگی کرنے والے موبائل مواصلاتی آلات نے PCBs کو اعلی کثافت، پتلی اور اعلی فعالیت کی طرف راغب کیا ہے۔پرنٹ شدہ سرکٹ ٹیکنالوجی سبسٹریٹ میٹریل سے الگ نہیں ہوسکتی ہے، جس میں پی سی بی سبسٹریٹس کی تکنیکی ضروریات بھی شامل ہیں۔ذیلی مواد کے متعلقہ مواد کو اب صنعت کے حوالہ کے لیے ایک خصوصی مضمون میں ترتیب دیا گیا ہے۔

1 اعلی کثافت اور ٹھیک لائن کی مانگ

1.1 تانبے کے ورق کی مانگ

پی سی بی تمام اعلی کثافت اور پتلی لائن کی ترقی کی طرف ترقی کر رہے ہیں، اور ایچ ڈی آئی بورڈ خاص طور پر نمایاں ہیں۔دس سال پہلے، IPC نے HDI بورڈ کو 0.1mm/0.1mm اور اس سے نیچے کی لائن چوڑائی/لائن اسپیسنگ (L/S) کے طور پر بیان کیا تھا۔اب صنعت بنیادی طور پر 60μm کا روایتی L/S، اور 40μm کا جدید L/S حاصل کرتی ہے۔انسٹالیشن ٹیکنالوجی روڈ میپ ڈیٹا کا جاپان کا 2013 ورژن یہ ہے کہ 2014 میں، HDI بورڈ کا روایتی L/S 50μm، جدید L/S 35μm، اور آزمائشی طور پر تیار کردہ L/S 20μm تھا۔

پی سی بی سرکٹ پیٹرن کی تشکیل، تانبے کے ورق کے سبسٹریٹ پر فوٹو امیجنگ کے بعد روایتی کیمیکل اینچنگ کا عمل (ذخمی طریقہ)، باریک لکیریں بنانے کے لیے تخفیف کے طریقہ کار کی کم از کم حد تقریباً 30μm ہے، اور پتلی تانبے کے ورق (9~12μm) سبسٹریٹ کی ضرورت ہے۔پتلے تانبے کے ورق CCL کی زیادہ قیمت اور پتلی کاپر فوائل لیمینیشن میں بہت سے نقائص کی وجہ سے، بہت سی فیکٹریاں 18μm کاپر فوائل تیار کرتی ہیں اور پھر پیداوار کے دوران تانبے کی تہہ کو پتلا کرنے کے لیے اینچنگ کا استعمال کرتی ہیں۔یہ طریقہ بہت سے عمل، مشکل موٹائی کنٹرول، اور اعلی قیمت ہے.پتلی تانبے کے ورق کا استعمال کرنا بہتر ہے۔اس کے علاوہ، جب پی سی بی سرکٹ L/S 20μm سے کم ہے، تو تانبے کے پتلے ورق کو سنبھالنا عام طور پر مشکل ہوتا ہے۔اس کے لیے ایک انتہائی پتلی تانبے کے ورق (3~5μm) سبسٹریٹ اور کیریئر سے منسلک ایک انتہائی پتلی تانبے کے ورق کی ضرورت ہوتی ہے۔

پتلی تانبے کے ورق کے علاوہ، موجودہ باریک لکیروں کو تانبے کے ورق کی سطح پر کم کھردری کی ضرورت ہوتی ہے۔عام طور پر، تانبے کے ورق اور سبسٹریٹ کے درمیان بانڈنگ فورس کو بہتر بنانے کے لیے اور کنڈکٹر کو چھیلنے کی طاقت کو یقینی بنانے کے لیے، تانبے کے ورق کی پرت کو کھردرا کیا جاتا ہے۔روایتی تانبے کے ورق کی کھردری پن 5μm سے زیادہ ہے۔تانبے کے ورق کی کھردری چوٹیوں کا سبسٹریٹ میں سرایت چھیلنے کی مزاحمت کو بہتر بناتا ہے، لیکن لائن اینچنگ کے دوران تار کی درستگی کو کنٹرول کرنے کے لیے، ایمبیڈنگ سبسٹریٹ کی چوٹیوں کو باقی رکھنا آسان ہے، جس کی وجہ سے لائنوں کے درمیان شارٹ سرکٹ یا موصلیت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ ، جو باریک لکیروں کے لیے بہت اہم ہے۔لائن خاص طور پر سنجیدہ ہے۔لہذا، کم کھردری (3 μm سے کم) اور اس سے بھی کم کھردری (1.5 μm) کے ساتھ تانبے کے ورق درکار ہیں۔

1.2 پرتدار ڈائی الیکٹرک شیٹس کی مانگ

ایچ ڈی آئی بورڈ کی تکنیکی خصوصیت یہ ہے کہ تعمیراتی عمل (BuildingUpProcess)، عام طور پر استعمال ہونے والے رال لیپت تانبے کے ورق (RCC)، یا نیم کیور شدہ ایپوکسی شیشے کے کپڑے اور تانبے کے ورق کی لیمینیٹڈ تہہ سے باریک لکیریں حاصل کرنا مشکل ہوتا ہے۔فی الحال، نیم اضافی طریقہ (SAP) یا بہتر سیمی پروسیسڈ طریقہ (MSAP) کو اپنایا جاتا ہے، یعنی ایک موصل ڈائی الیکٹرک فلم کو اسٹیک کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور پھر تانبے کی تشکیل کے لیے الیکٹرو لیس کاپر چڑھانا استعمال کیا جاتا ہے۔ موصل پرت.چونکہ تانبے کی تہہ انتہائی پتلی ہے، اس لیے باریک لکیریں بنانا آسان ہے۔

نیم اضافی طریقہ کار کے اہم نکات میں سے ایک پرتدار ڈائی الیکٹرک مواد ہے۔اعلی کثافت والی باریک لائنوں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، پرتدار مواد ڈائی الیکٹرک الیکٹریکل خصوصیات، موصلیت، حرارت کی مزاحمت، بانڈنگ فورس، وغیرہ کے ساتھ ساتھ ایچ ڈی آئی بورڈ کے عمل کی موافقت کی ضروریات کو آگے بڑھاتا ہے۔اس وقت، بین الاقوامی ایچ ڈی آئی لیمینیٹڈ میڈیا مواد بنیادی طور پر جاپان اجینوموٹو کمپنی کی ABF/GX سیریز کی مصنوعات ہیں، جو مختلف کیورنگ ایجنٹس کے ساتھ epoxy رال کا استعمال کرتے ہیں تاکہ مواد کی سختی کو بہتر بنانے اور CTE کو کم کرنے کے لیے غیر نامیاتی پاؤڈر شامل کیا جا سکے، اور گلاس فائبر کا کپڑا۔ سختی کو بڑھانے کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔.جاپان کی Sekisui کیمیکل کمپنی کے اسی طرح کے پتلی فلم کے ٹکڑے ٹکڑے بھی ہیں، اور تائیوان انڈسٹریل ٹیکنالوجی ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے بھی ایسا مواد تیار کیا ہے۔ABF مواد کو بھی مسلسل بہتر اور تیار کیا جاتا ہے۔پرتدار مواد کی نئی نسل کو خاص طور پر کم سطح کی کھردری، کم تھرمل توسیع، کم ڈائی الیکٹرک نقصان، اور پتلی سخت مضبوطی کی ضرورت ہوتی ہے۔

عالمی سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ میں، آئی سی پیکیجنگ سبسٹریٹس نے سیرامک ​​سبسٹریٹس کو آرگینک سبسٹریٹس سے بدل دیا ہے۔فلپ چپ (FC) پیکیجنگ سبسٹریٹس کی پچ چھوٹی سے چھوٹی ہوتی جارہی ہے۔اب عام لائن کی چوڑائی/لائن کا وقفہ 15μm ہے، اور یہ مستقبل میں پتلا ہوگا۔ملٹی لیئر کیریئر کی کارکردگی کے لیے بنیادی طور پر کم ڈائی الیکٹرک خصوصیات، کم تھرمل ایکسپینشن گتانک اور زیادہ گرمی کی مزاحمت، اور کارکردگی کے اہداف کو پورا کرنے کی بنیاد پر کم لاگت والے سبسٹریٹس کی تلاش کی ضرورت ہوتی ہے۔فی الحال، ٹھیک سرکٹس کی بڑے پیمانے پر پیداوار بنیادی طور پر پرتدار موصلیت اور پتلی تانبے کے ورق کے MSPA عمل کو اپناتی ہے۔10μm سے کم L/S والے سرکٹ پیٹرن بنانے کے لیے SAP طریقہ استعمال کریں۔

جب PCBs گھنے اور پتلے ہو جاتے ہیں، تو HDI بورڈ ٹیکنالوجی کور پر مشتمل لیمینیٹ سے coreless Anylayer interconnection laminates (Anylayer) تک تیار ہوتی ہے۔ایک ہی فنکشن کے ساتھ کسی بھی پرت کے انٹرکنکشن لیمینیٹ HDI بورڈز بنیادی پر مشتمل لیمینیٹ HDI بورڈز سے بہتر ہیں۔رقبہ اور موٹائی کو تقریباً 25 فیصد تک کم کیا جا سکتا ہے۔ان کو پتلا استعمال کرنا چاہیے اور ڈائی الیکٹرک پرت کی اچھی برقی خصوصیات کو برقرار رکھنا چاہیے۔

2 ہائی فریکوئنسی اور تیز رفتار مانگ

الیکٹرانک مواصلاتی ٹیکنالوجی وائرڈ سے وائرلیس تک، کم تعدد اور کم رفتار سے ہائی فریکوئنسی اور تیز رفتار تک ہوتی ہے۔موبائل فون کی موجودہ کارکردگی 4G میں داخل ہو چکی ہے اور 5G کی طرف بڑھے گی، یعنی تیز تر ٹرانسمیشن کی رفتار اور زیادہ ترسیل کی صلاحیت۔عالمی کلاؤڈ کمپیوٹنگ دور کی آمد نے ڈیٹا ٹریفک کو دوگنا کر دیا ہے، اور ہائی فریکوئنسی اور تیز رفتار مواصلاتی آلات ایک ناگزیر رجحان ہے۔پی سی بی ہائی فریکوئنسی اور تیز رفتار ٹرانسمیشن کے لیے موزوں ہے۔سرکٹ ڈیزائن میں سگنل کی مداخلت اور نقصان کو کم کرنے، سگنل کی سالمیت کو برقرار رکھنے، اور ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے PCB مینوفیکچرنگ کو برقرار رکھنے کے علاوہ، اعلی کارکردگی والے سبسٹریٹ کا ہونا ضروری ہے۔

پی سی بی کی رفتار اور سگنل کی سالمیت میں اضافہ کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے، ڈیزائن انجینئرز بنیادی طور پر برقی سگنل کے نقصان کی خصوصیات پر توجہ دیتے ہیں۔سبسٹریٹ کے انتخاب کے اہم عوامل ڈائی الیکٹرک مستقل (Dk) اور ڈائی الیکٹرک نقصان (Df) ہیں۔جب Dk 4 اور Df0.010 سے کم ہوتا ہے، تو یہ درمیانے درجے کا Dk/Df لیمینیٹ ہوتا ہے، اور جب Dk 3.7 سے کم ہوتا ہے اور Df0.005 کم ہوتا ہے، تو یہ کم Dk/Df گریڈ کے ٹکڑے ہوتے ہیں، اب مختلف قسم کے سبسٹریٹس ہیں۔ منتخب کرنے کے لیے مارکیٹ میں داخل ہونے کے لیے۔

اس وقت، سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ہائی فریکوئنسی سرکٹ بورڈ سبسٹریٹس بنیادی طور پر فلورین پر مبنی ریزنز، پولی فینیلین ایتھر (پی پی او یا پی پی ای) ریزن اور ترمیم شدہ ایپوکسی ریزن ہیں۔فلورین پر مبنی ڈائی الیکٹرک سبسٹریٹس، جیسے کہ پولیٹیٹرافلووروتھیلین (PTFE)، سب سے کم ڈائی الیکٹرک خصوصیات کے حامل ہوتے ہیں اور عام طور پر 5 GHz سے اوپر استعمال ہوتے ہیں۔ترمیم شدہ epoxy FR-4 یا PPO سبسٹریٹس بھی ہیں۔

اوپر بیان کردہ رال اور دیگر موصلی مواد کے علاوہ، کنڈکٹر کاپر کی سطح کی کھردری (پروفائل) بھی سگنل ٹرانسمیشن کے نقصان کو متاثر کرنے والا ایک اہم عنصر ہے، جو جلد کے اثر (SkinEffect) سے متاثر ہوتا ہے۔جلد کا اثر ہائی فریکوئنسی سگنل ٹرانسمیشن کے دوران تار میں پیدا ہونے والا برقی مقناطیسی انڈکشن ہے، اور تار کے حصے کے مرکز میں انڈکٹینس بڑا ہوتا ہے، تاکہ کرنٹ یا سگنل تار کی سطح پر مرتکز ہو۔کنڈکٹر کی سطح کی کھردری ٹرانسمیشن سگنل کے نقصان کو متاثر کرتی ہے، اور ہموار سطح کا نقصان چھوٹا ہے۔

اسی فریکوئنسی پر، تانبے کی سطح کا کھردرا پن جتنا زیادہ ہوگا، سگنل کا نقصان اتنا ہی زیادہ ہوگا۔لہذا، اصل پیداوار میں، ہم سطح تانبے کی موٹائی کی کھردری کو زیادہ سے زیادہ کنٹرول کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔بانڈنگ فورس کو متاثر کیے بغیر کھردری ممکن حد تک چھوٹی ہے۔خاص طور پر 10 GHz سے اوپر کی رینج میں سگنلز کے لیے۔10GHz پر، تانبے کے ورق کی کھردری 1μm سے کم ہونی چاہیے، اور سپر پلانر کاپر فوائل (سطح کی کھردری 0.04μm) استعمال کرنا بہتر ہے۔تانبے کے ورق کی سطح کی کھردری کو بھی مناسب آکسیڈیشن ٹریٹمنٹ اور بانڈنگ رال سسٹم کے ساتھ جوڑنے کی ضرورت ہے۔مستقبل قریب میں، ایک رال لیپت تانبے کا ورق ہوگا جس میں تقریباً کوئی خاکہ نہیں ہوگا، جس میں چھلکے کی طاقت زیادہ ہوسکتی ہے اور یہ ڈائی الیکٹرک نقصان کو متاثر نہیں کرے گا۔