В основната архитектура на електронните продукти печатната платка е като прецизен оперативен „нервен център“ и нейната производителност директно определя стабилността и надеждността на електронните продукти. Като основна връзка впроцес на производство на печатни платки, процесът на ламиниране носи отговорността за сливане на множество слоеве от материали в стабилна структура. Неговата точност на процеса не само влияе върху механичната якост и изолационните характеристики на печатната платка, но също така играе решаваща роля за целостта на предаването на сигнала. По-долу ще анализираме целия процес на технологията за ламиниране на печатни платки и ще разкрием техническата логика и точките за контрол на качеството зад него.
1, Прецизна подготовка преди пресоване
(1) Стриктен подбор и щателна проверка на материалите
Като основа за електрическо свързване на печатна платка, платката с вътрешна сърцевина трябва да бъде подложена на прецизна обработка при производството на вътрешна верига, за да се гарантира, че грешката на точността на графиката на веригата се контролира в рамките на ± 5 μm. В етапа на проверка на външния вид се използва оборудване за автоматична оптична проверка за сканиране на цялата повърхност на основната платка, като се фокусира върху проверката за къси съединения, отворени вериги и дефекти с отвори с диаметър 50 μm. В същото време се използва тестер за микросъпротивление, за да се извърши 100% тестване на проводимостта на веригата, за да се гарантира, че електрическото представяне на основната платка отговаря на стандарта.
Параметрите на ефективността на полувтвърдените филми директно определят качеството на междуслойното свързване. За високо{1}}комуникационни печатни платки трябва да се изберат полувтвърдени чипове с ниски загуби с диелектрична константа по-малка или равна на 3,0 и диелектрична загуба по-малка или равна на 0,002; За сценарии с висока надеждност, като например автомобилна електроника, трябва да се използват модели, устойчиви на висока-температура с температура на встъкляване, по-голяма или равна на 170 градуса. При инспекцията на складиране на материала активността на втвърдяване на смолата се открива от тестер за време на желиране и се изисква отклонението на времето на желиране да се контролира в рамките на ± 10%. В същото време тестерът за дебелина се използва за проверка на място на еднородността на листа, за да се гарантира, че толерансът на дебелината е по-малък или равен на ± 5 μm.
Изборът на външно медно фолио трябва да съответства на изискванията за проектиране на веригата. За сценарии с висок ток, като например захранващи модули, трябва да се даде приоритет на използването на медно фолио с висока пластичност с дебелина 70 μm и неговата якост на обелване трябва да бъде по-голяма или равна на 1,5 N/mm; За високо-сигнални линии е препоръчително да използвате 18 μm ултра{5}}медно фолио с нисък профил, за да намалите въздействието на скин-ефекта. Грапавостта на повърхността на медното фолио трябва да се контролира в диапазона от 1,5-2,5 μm и партидното вземане на проби трябва да се извършва с помощта на инструмент за измерване на грапавостта, за да се елиминират дефектите при ецване, причинени от повърхностни дефекти.
(2) Внимателен дизайн и прецизно подреждане на слоести структури
Дизайнът на подреждането трябва да следва принципа на електромагнитната съвместимост. За високо-скоростни печатни платки с повече от 10 слоя обикновено се използва симетрична структура на „сигнален слой слой, слой на захранване, сигнален слой“. Разстоянието между силовия слой и слоя се контролира на 50-100 μm, за да се образува плътно свързан капацитивен ефект и да се намали шумът от мощността. При проектирането на слепи отвори софтуерът CAE се използва за анализ на проекцията на позицията на отвора, за да се гарантира, че отклонението на съседните слепи отвори е по-малко или равно на 50 μm, като се избягва повреда на междуслойната връзка, причинена от неправилно подравняване. Типичен случай показва, че използването на 6-слойна симетрична подредена DDR4 платка намалява загубата на симулация на целостта на сигнала с 12% в сравнение с асиметрична структура.
Операцията по подреждане се извършва в среда на чиста стая от клас 1000 и операторите трябва да носят анти{1}}статични ръкавици и маски, за да избегнат влиянието на човешките замърсители. Използвайки система за визуално подравняване за локализиране на всеки слой материал, точността на подравняване по оста X/Y може да достигне ± 25 μm. По отношение на спомагателните материали е избрана високо-температурно устойчива полиимидна изолационна хартия (температурна устойчивост по-голяма или равна на 260 градуса), с толеранс на дебелината, контролиран в рамките на ± 2 μm. Омекотяващият материал използва филц от стъклени влакна с плътност 0,3g/cm³ за балансиране на разпределението на налягането. След завършване на подреждането, общата дебелина на материала трябва да бъде проверена чрез метод на претегляне с грешка по-малка или равна на ± 3%.
2, Точен контрол на операцията по пресоване
(1) Фина настройка на параметрите на оборудването
Контролът на температурата приема многозонова технология за контрол на температурата и температурната разлика на повърхността на пресованата стоманена плоча е по-малка или равна на ± 1,5 градуса. Като вземем за пример определен материал FR-4, неговата крива на втвърдяване е разделена на три етапа: етап на предварително загряване (60-120 градуса, скорост на нагряване 3 градуса/мин), етап на втвърдяване (180 градуса ± 2 градуса, изолация за 90 минути) и етап на последващо втвърдяване (постепенно охлаждане до под 80 градуса). Мониторинг в реално време на централната температура на плочата с помощта на инфрачервен термометър, за да се осигури отклонение от по-малко или равно на ± 3 градуса от зададената крива.
Регулирането на налягането приема серво хидравлична система и градиентът на налягането се контролира в рамките на 5psi/mm. За 8-слойна печатна платка първоначалното налягане е зададено на 150psi. Когато температурата се повиши до 120 градуса (етап на топене на смола), постепенно увеличете налягането до 400 psi, а колебанието на налягането по време на етапа на задържане е по-малко или равно на ± 10 psi. Панелите с голяма площ (по-големи или равни на 400 mm × 500 mm) изискват активиране на функцията за компенсиране на налягането в зоната, която динамично регулира локалното налягане чрез матрица на сензор за налягане, за да осигури грешка при еднородност на дебелината на плочата от По-малко или равно на ± 5 μm.
Управлението на времето следва-триизмерния синергичен принцип на „температурно налягане време“. Експерименталните данни показват, че при условия на 180 градуса /400psi са необходими 85-95 минути за пълното втвърдяване на полувтвърдения лист, а под 80 минути силата на отлепване на междинния слой намалява с повече от 20%. За процеса на дебело медно фолио (по-голямо или равно на 70 μm), времето на задържане трябва да се удължи с 15-20 минути, за да се гарантира, че смолата запълва напълно вдлъбнатите области на медното фолио.
(2) Наблюдение в реално време на процеса на пресоване
По време на етапа на нагряване PLC системата записва температурните промени всяка минута и автоматично се задейства аларма, когато скоростта на нагряване надвиши 5 градуса/мин. На този етап фокусът е върху наблюдението на състоянието на топене на смолата. В идеалния случай полувтвърденият лист започва да проявява състояние на течливост в диапазона 90-110 градуса. Ако настъпи преждевременно топене (като например под 80 градуса), трябва да се провери средата за съхранение на материала (влажността трябва да бъде по-малка или равна на 5% RH).
По време на етапа на изолация и поддържане на налягането се използва трансмитер за налягане за наблюдение на налягането в цилиндъра в реално време. Когато флуктуацията на налягането надхвърли ± 15psi, системата автоматично стартира компенсационната помпа за корекция на налягането. В същото време данните за температурата се записват на всеки 5 минути чрез сензори за термодвойки, инсталирани вътре в стоманената плоча, образувайки температурна времева крива за проследимост и оптимизация на процеса.
Охлаждащият етап използва технология за градиентно охлаждане, която първо естествено охлажда оборудването до под 120 градуса (скорост на охлаждане По-малка или равна на 5 градуса /мин) и след това го прехвърля в тунел с въздушно-охлаждане (скорост на вятъра 2-3m/s) за охлаждане до стайна температура. За материали с висока TG (Tg по-голяма или равна на 180 градуса), е необходимо бавно охлаждане над 80 градуса за 30 минути, за да се намали натрупването на вътрешно напрежение. След тестване този процес може да намали деформацията на печатната платка с повече от 40%.
3, Строго тестване и обработка след компресиране
(1) Внимателна проверка на външни дефекти
Визуалната инспекция използва многоъгълно осветление от светлинен източник (цветна температура 5000-6500K), а персоналът за инспекция трябва да има повече от 2 години опит и да може да идентифицира мехурчета с диаметър по-голям или равен на 0,3 mm и дефекти на разслояване с дължина по-голяма или равна на 1 mm. За преливане на ръбове се използва лазерен уред за измерване на дебелината за откриване на дебелината на преливане, с изискване за по-малко или равно на 0,1 mm, за да се избегне повлияване на последващата точност на фрезоване.
Микроскопско изследване с помощта на 50-200x оптичен микроскоп, с фокус върху наблюдението на ситуацията на запълване със смола при свързването на слепия заровен отвор, изискващ коефициент на празнота от по-малко или равно на 5%. За области с верига с висока -плътност подравняването на междинния слой трябва да се провери чрез анализ на срезове. Отместването на оста X/Y трябва да бъде по-малко от или равно на 50 μm, а грешката на равномерността на дебелината на смолата по оста Z трябва да бъде по-малко или равно на ± 10%.
(2) Точно измерване на размера и дебелината
Измерването на размера използва инструмент за измерване на изображения за автоматично сканиране на дължината, ширината и позициите на отвора на дъската с координатна точност от ± 10 μm. За неправилни плочи съвпадението на контура се постига чрез импортиране на CAD данни, с допустими отклонения на размерите, контролирани в рамките на ± 0,05 mm.
Откриването на дебелината използва микрометър за измерване на общо 5 точки в четирите ъгъла и центъра на плочата. Средната дебелина се отклонява от проектната стойност с по-малко или равно на ± 3%, а обхватът на дебелината на всяка точка на измерване е по-малък или равен на 50 μm. За много-слойни платки се изисква не-разрушително изпитване на дебелината на медта на всеки слой с помощта на рентгенов уред за измерване на дебелината, с отклонение на дебелината на медта на вътрешния слой по-малко или равно на ± 10% и отклонение на дебелината на медта на външния слой по-малко или равно на ± 5%.
(3) Ефективно отстраняване на дефекти и правилно боравене с продуктите
Ремонт на дефекти: За мехурчета с площ по-малка или равна на 5 mm² се използва технология за ремонт с вакуумно горещо пресоване (температура 180 градуса, налягане 600 psi, време 10 минути). След ремонт е необходима проверка за повторно нарязване; За микро късо съединение във веригата се използва оборудване за лазерно микро ецване (диаметър на петна По-малък или равен на 50 μm) за точно отстраняване на точката на късо съединение и след ремонта проводимостта се потвърждава чрез тест с летяща игла. Статистиката показва, че успеваемостта на ремонтите на дребни дефекти може да достигне над 90%, но броят на ремонтите е ограничен до По-малко или равно на 2 пъти.
Establish strict defect grading standards for scrapping, and determine scrapping for any of the following situations: ① interlayer separation area>100mm ²; ② Key signal network open circuit/short circuit; ③ Warping degree>1.5%; ④ Aperture deviation>± 100 μm. Отпадъчните продукти трябва да бъдат натрошени и причините за бракуването трябва да бъдат записани чрез ERP системата за проследяване на подобряването на процеса.
Процесът на ламиниране на печатни платки е сложен производствен процес, който интегрира науката за материалите, прехвърляне при горещо пресоване и прецизен контрол. Неговите технически точки преминават през цялата верига от „откриване и ремонт на слой за подготовка на материала, дизайн, ламиниране, изпълнение“. Чрез прецизен подбор на материал, научно планиране на подреждане, интелигентен контрол на оборудването и стриктна проверка на качеството, цялостните показатели за ефективност на печатните платки могат да бъдат ефективно подобрени.