Hohe Multilayer-Leiterplatten, insbesondere solche mit mehr als 20 Schichten, spielen aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Leistung, leistungsstarken Verkabelungsfähigkeiten und Integrationseigenschaften mit hoher -Dichte in vielen Bereichen eine entscheidende Rolle. Ob es sich um eine 5G-Basisstation im Kommunikationsbereich, ein High-End-Bilddiagnoseinstrument in medizinischen Geräten, ein Autoantriebssystem in der Automobilelektronik oder ein Flugzeugsteuerungsmodul in der Luft- und Raumfahrt handelt, es kann nicht von der Unterstützung hochwertiger Mehrschichtplatinen getrennt werden.
1, Analyse der Verarbeitungsschwierigkeiten
(1) Schwierigkeiten bei der Herstellung des inneren Kreislaufs
Mit den immer vielfältigeren Funktionen elektronischer Produkte werden die Anforderungen an die Innenschichtschaltungen von Leiterplatten mit hoher Mehrschichttiefe immer strenger. Die Leitung muss nicht nur die Anforderungen einer Hochgeschwindigkeitssignalübertragung erfüllen, sondern kann auch eine dicke Kupferkonstruktion für die Übertragung hoher Ströme oder Hochfrequenzeigenschaften zur Anpassung an bestimmte Frequenzbänder aufweisen. Beispielsweise muss bei einigen High-End-Server-Motherboards die Schaltung der inneren Schicht eine stabile Übertragung einer großen Menge an Hochgeschwindigkeits-Datensignalen gewährleisten, was extrem hohe Anforderungen an die Rationalität der Verkabelung der inneren Schicht und die präzise Steuerung der Grafikgröße stellt. Wenn gleichzeitig die Anzahl der inneren Signalleitungen groß ist, die Leitungsbreite und der Abstand auf 4 mil oder sogar weniger reduziert werden und die Leiterplattenschichten mehrfach sind, während die Kernplatine dünn ist, kann es während des Produktionsprozesses zu Faltenbildung kommen, was zweifellos die Kosten und die Schwierigkeit der Herstellung innerer Schaltkreise erheblich erhöht.
(2) Schwierigkeiten bei der Ausrichtungsgenauigkeit zwischen inneren Schichten
Die Erhöhung der Anzahl der Schichten macht die Ausrichtungsgenauigkeit zwischen den inneren Schichten von Leiterplatten mit mehreren Schichten zu einer Herausforderung. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen in der Werkstattumgebung können dazu führen, dass sich die Folie ausdehnt und zusammenzieht, und auch die Kernplatte erfährt während des Produktionsprozesses ähnliche Größenänderungen. Diese beiden Faktoren machen es noch schwieriger, die Ausrichtungsgenauigkeit zwischen den inneren Schichten zu kontrollieren. Selbst extrem kleine Ausrichtungsabweichungen können nach dem Stapeln in mehreren Lagen zu Verbindungsfehlern bei der Verkabelung führen und die Leistung der Leiterplatte erheblich beeinträchtigen.
(3) Der Pressvorgang ist komplex und herausfordernd
Der Stapelvorgang mehrerer Trägerplatten und halbgehärteter Platten im Pressverfahren ist voller Risiken. Einerseits besteht die Gefahr einer Delaminierung, wenn die Kernplatte und das PP nicht vollständig miteinander verbunden sind, was zu einer Trennung zwischen den Schichten führt. Von Zeit zu Zeit treten auch Probleme beim Skateboarden auf, die zu relativen Verschiebungen zwischen den Schichten führen. Wenn das Problem der verbleibenden Blasen nicht ordnungsgemäß gelöst wird, können außerdem Hohlräume im Inneren der Platine entstehen, die die Signalübertragung und die mechanische Festigkeit der Platine beeinträchtigen. Darüber hinaus erschwert die Erhöhung der Anzahl der Schichten die konsistente Kontrolle der Ausdehnung und Kontraktion sowie des Größenfaktorausgleichs. Die Verdünnung der Zwischenisolationsschicht erhöht auch das Risiko eines Versagens der Zuverlässigkeitsprüfung zwischen den Schichten.
(4) Die Bohrbearbeitung steht vor zahlreichen Hindernissen
Für mehrschichtige Platten werden häufig Platten mit hoher Tg oder andere Spezialplatten verwendet. Aufgrund der unterschiedlichen Härte und Zähigkeit verschiedener Materialien beim Bohren variiert die Rauheit der gebohrten Löcher stark, was die Entfernung der Klebstoffreste im Inneren der Löcher erheblich erschwert. Bei Mehrschichtplatten mit hoher -Dichte ist die Lochdichte hoch und der Bohrer dringt häufig ein und aus, was nicht nur die Produktionseffizienz verringert, sondern auch leicht zum Werkzeugbruch führt. Wenn die Kanten verschiedener Netzwerkdurchkontaktierungen zu nahe beieinander liegen, kann es außerdem zu CAF-Effektproblemen kommen, die die langfristige Zuverlässigkeit der Leiterplatte ernsthaft gefährden.
2, Erforschung von Bewältigungsstrategien
(1) Sorgfältig ausgewählte Materialien
Um die Herausforderungen bei der Verarbeitung hoher Mehrschichtplatten zu meistern, muss zunächst mit der Materialauswahl begonnen werden. Mit der Entwicklung elektronischer Komponenten hin zu hoher Leistung und Multifunktionalität sind auch die Leistungsanforderungen an elektronische Schaltkreismaterialien sprunghaft gestiegen. Bevorzugt werden kupferkaschierte Laminatmaterialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante und dielektrischem Verlust, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), geringer Wasseraufnahme und guter Gesamtleistung. Hochwertige kupferkaschierte Laminate sind der Grundstein für die Sicherstellung der Leiterplattenqualität, und ihre Qualität wirkt sich direkt auf die Leistung und Zuverlässigkeit des Produkts aus. Beispielsweise wählen einige namhafte Leiterplattenhersteller bei der Herstellung von Leiterplatten mit hoher Mehrschichttiefe ausschließlich Leiterplatten der Güteklasse A- von Marken wie Shengyi und Jiantao aus. Obwohl diese Platinen relativ hohe Kosten verursachen, bieten sie eine solide Garantie für die hohe Zuverlässigkeit der Produkte.
(2) Steuerung der Ausrichtung zwischen den Ebenen
Größenkompensation und -kontrolle: Durch langjährige Produktionspraxis und gesammelte Daten und historische Erfahrungen wird eine präzise Kompensation der grafischen Abmessungen jeder Schicht der Hochhausplatte durchgeführt, um die Konsistenz der Ausdehnung und Kontraktion jeder Schicht der Kernplatte sicherzustellen. Dies erfordert, dass Unternehmen ein umfassendes Produktionsdatenmanagementsystem einrichten, verschiedene Parameter im Produktionsprozess in Echtzeit überwachen und analysieren und Größenvergütungspläne kontinuierlich optimieren.
Fortschrittliche Positionierungsmethode: Anwendung hochpräziser und äußerst zuverlässiger Zwischenschicht-Positionierungsmethoden vor dem Pressen, wie z. B. Vier-Nut-Positionierung, Heißschmelz- und Nietenkombinationstechnologie. Diese fortschrittlichen Positionierungsmethoden können die Genauigkeit der Ausrichtung zwischen den Schichten effektiv verbessern und Leitungsverbindungsprobleme reduzieren, die durch Positionierungsabweichungen verursacht werden.
Wartung des Kompressionsprozesses und der Ausrüstung: Stellen Sie das Programm für den Kompressionsprozess angemessen ein und stärken Sie die tägliche Wartung der Presse. Überprüfen Sie regelmäßig die wichtigsten Leistungsindikatoren der Presse, wie z. B. die Gleichmäßigkeit des Drucks und die Genauigkeit der Temperaturregelung, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Pressvorgangs und damit die Qualität des Pressens sicherzustellen.
(3) Optimierung des Komprimierungsprozesses
Auswahl der Positionierungsmethode: Wählen Sie basierend auf unterschiedlichen Produktstrukturen flexibel die geeignete Positionierungsmethode für die Zwischenschicht vor dem Pressen. Beispielsweise kann bei Produkten, die eine extrem hohe Genauigkeit der Ausrichtung zwischen den Schichten erfordern, die Positionierungstechnologie mit vier Schlitzen vorrangig in Betracht gezogen werden. Für einige Produkte mit komplexen Strukturen, die die Berücksichtigung mehrerer Faktoren erfordern, kann eine Positionierungsmethode verwendet werden, die Heißschmelz und Nieten kombiniert.
Geräte- und Materialabstimmung: Wählen Sie hochleistungsfähige Pressen aus, die in der Regel über eine hervorragende Bearbeitungsgenauigkeit, Zuverlässigkeit und niedrige Ausfallrate verfügen. Gleichzeitig bietet es mit hochharten und flachen importierten Stahlplatten sowie hochwertigen PP-Platten von Shengyi und unterstützender professioneller Ausrüstung Hardware-Garantien für die Qualität der Kompression und vermeidet effektiv Prozessfehler wie Delaminierung, Gleitplatten und Restdampftrommeln.
(4) Innovation im Bohrprozess
Parameteroptimierung: Angesichts des Problems der übermäßigen Dicke der Platine und der Kupferschicht, die durch die Stapelung verschiedener Schichten in der hochmulti{0}}lagigen Platine verursacht wird und zu starkem Verschleiß des Bohrers führt, ist es notwendig, die Bohrparameter entsprechend anzupassen. Beispielsweise kann eine angemessene Reduzierung der Anzahl der Löcher, der Fallgeschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit den Verschleiß des Bohrers verringern und das Risiko eines Werkzeugbruchs verringern.
Technologische Weiterentwicklung: Mit der immer feineren Linienform gedruckter Schaltungsgrafiken und der kontinuierlichen Reduzierung der Mikrolochabstände sind herkömmliche mechanische Bohrmethoden nach und nach nicht mehr in der Lage, den Anforderungen gerecht zu werden. Die Laserbildgebungstechnologie als aufstrebendes Bohrverfahren bietet die Vorteile hoher Präzision, hoher Geschwindigkeit und minimaler Beschädigung der Platine. Es kann viele Probleme beim Bohren hoher Mehrschichtplatten effektiv lösen und hat sich nach und nach zur gängigen Prozesstechnologie bei der HDI-Plattenherstellung entwickelt.