Wysoka precyzja płytki drukowanej odnosi się do zastosowania małej szerokości/odstępu linii, mikrootworów, wąskiej szerokości pierścienia (lub braku szerokości pierścienia) oraz zakopanych i ślepych otworów w celu uzyskania dużej gęstości.
Wysoka precyzja odnosi się do wyniku „cienki, mały, wąski, cienki” nieuchronnie przyniesie wysokie wymagania dotyczące precyzji, biorąc za przykład szerokość linii: szerokość linii 0,20 mm, zgodnie z przepisami, aby uzyskać 0,16 ~ 0,24 mm zgodnie z kwalifikacjami, błąd wynosi (0,20 ± 0,04) mm; i szerokość linii 0,10 mm, błąd wynosi (0,1±0,02) mm w ten sam sposób. Oczywiście dokładność tego ostatniego jest podwojona i tak dalej, nie jest to trudne do zrozumienia, więc wymagana jest duża precyzja. Nie jest to już omawiane osobno, ale jest to znaczący problem w technologii produkcji.
1. Technologia cienkiego drutu
W przyszłości szerokość/odstęp linii o dużej gęstości będzie wynosić od 0,20 mm do 0,13 mm do 0,08 mm do 0,005 mm, aby spełnić wymagania SMT i pakietu wielochipowego (pakiet Mulitichip, MCP). Dlatego wymagane są następujące technologie:
①Wykorzystanie cienkiej lub bardzo cienkiej folii miedzianej (<18um) podłoża i technologii drobnej obróbki powierzchni.
② Używając cieńszej suchej folii i procesu laminowania na mokro, cienka i dobrej jakości sucha folia może zmniejszyć zniekształcenia i defekty szerokości linii. Mokra folia może wypełnić niewielką szczelinę powietrzną, zwiększyć przyczepność interfejsu oraz poprawić integralność i dokładność drutu.
③Zastosowano fotomaskę osadzaną elektrolitycznie (ED). Jego grubość można regulować w zakresie 5 ~ 30/um, co pozwala uzyskać doskonalsze cienkie druty. Nadaje się szczególnie do wąskich szerokości pierścienia, bez szerokości pierścienia i poszycia pełnego. Obecnie na świecie istnieje ponad dziesięć linii produkcyjnych ED.
④Zastosuj technologię równoległej ekspozycji na światło. Ponieważ równoległa ekspozycja na światło może przezwyciężyć wpływ zmian szerokości linii spowodowanych ukośnym światłem „punktowego” źródła światła, można uzyskać cienki drut o dokładnej szerokości linii i gładkich krawędziach. Jednakże sprzęt do ekspozycji równoległej jest drogi, wymaga dużych inwestycji i wymaga pracy w środowisku o wysokiej czystości.
⑤Zastosuj technologię automatycznego wykrywania optycznego. Technologia ta stała się niezbędnym środkiem wykrywania w produkcji cienkich drutów i jest szybko promowana, stosowana i rozwijana.
2. Technologia mikroporów
Otwory funkcjonalne płytek drukowanych do montażu powierzchniowego służą głównie do połączeń elektrycznych, dlatego istotne jest zastosowanie technologii mikrootworów. Stosowanie konwencjonalnych materiałów wiertniczych i wiertarek CNC do wykonywania małych otworów wiąże się z wieloma awariami i wysokimi kosztami.
Dlatego płytki drukowane o dużej gęstości są w większości wykonane z cieńszych drutów i podkładek. Chociaż osiągnięto świetne wyniki, ich potencjał jest ograniczony. Aby jeszcze bardziej poprawić gęstość (np. druty o średnicy mniejszej niż 0,08 mm), koszt gwałtownie wzrósł. Dlatego w celu poprawy zagęszczenia stosuje się mikropory.
W ostatnich latach nastąpił przełom w technologii wiertarek CNC i mikrowierteł, dlatego technologia mikrootworów szybko się rozwinęła. Jest to główna cecha wyróżniająca obecną produkcję PCB.
W przyszłości technologia formowania mikrootworów opierać się będzie głównie na zaawansowanych wiertarkach CNC i precyzyjnych mikrogłowicach. Małe otwory utworzone za pomocą technologii laserowej są nadal gorsze od małych otworów tworzonych przez wiertarki CNC z punktu widzenia kosztów i jakości otworów.
①Wiertarka CNC
Obecnie technologia wiertarek CNC dokonała nowych przełomów i postępu. I stworzył nową generację wiertarki CNC charakteryzującej się wierceniem małych otworów.
Wydajność wiercenia małych otworów (poniżej 0,50 mm) w wiertarkach mikrootworowych jest 1 razy większa niż w przypadku konwencjonalnych wiertarek CNC, przy mniejszej awaryjności, a prędkość wynosi 11-15 obr/min; Można wiercić mikrootwory o średnicy 0,1–0,2 mm. Wysokiej jakości małe wiertło można wiercić, układając trzy płytki (1,6 mm/sztukę).
Gdy wiertło się zepsuje, może automatycznie zatrzymać się i zgłosić położenie, automatycznie wymienić wiertło i sprawdzić średnicę (biblioteka narzędzi może pomieścić setki sztuk) oraz może automatycznie kontrolować stałą odległość i głębokość wiercenia końcówki wiertła oraz pokrywę, aby można było wywiercić ślepe otwory, nie będzie wiercić stołu.
Stół wiertarki CNC przyjmuje poduszkę powietrzną i lewitację magnetyczną, która porusza się szybciej, lżej i dokładniej, nie drapiąc stołu. Tego typu wiertarki są obecnie bardzo popularne, jak Mega 4600 firmy Prurite we Włoszech, seria Excellon 2000 w Stanach Zjednoczonych oraz produkty nowej generacji takie jak Szwajcaria i Niemcy.
②Istnieje wiele problemów związanych z wierceniem laserowym konwencjonalnych wiertarek CNC i wierteł do wiercenia mikrootworów. Utrudniło to postęp technologii mikrootworów, dlatego erozja laserowa zyskała uwagę, badania i zastosowanie.
Istnieje jednak fatalna wada, to znaczy powstawanie otworów rogowych, które stają się poważniejsze wraz ze wzrostem grubości deski. W połączeniu z zanieczyszczeniami powstałymi w wyniku ablacji w wysokiej temperaturze (zwłaszcza płyt wielowarstwowych), żywotnością i konserwacją źródeł światła, powtarzalnością wytrawianych otworów oraz kosztami, promocja i zastosowanie mikrootworów w płytkach drukowanych jest ograniczone.
Jednakże otwory trawione laserowo są nadal stosowane w cienkich mikropłytkach o dużej gęstości, zwłaszcza w technologii połączeń o dużej gęstości MCM-L (HDI), takich jak otwory trawione folią poliestrową i osadzanie metalu w MCMS (technologia napylania) jest stosowana w połączeniu z wysokimi -połączenia gęstościowe.
Można również zastosować tworzenie zakopanych otworów w połączonych ze sobą wielowarstwowych płytach o dużej gęstości ze strukturami zakopanych i ślepych otworów. Jednak w związku z rozwojem i przełomami technologicznymi wiertarek CNC i mikrowierteł szybko zostały one wypromowane i zastosowane.
Dlatego też zastosowanie wiercenia laserowego w płytkach drukowanych do montażu powierzchniowego nie może stanowić pozycji dominującej. Ale wciąż jest miejsce na pewnym obszarze.
③ technologia zakopana, ślepa, z otworami przelotowymi, zakopana, ślepa, technologia kombinowana z otworami przelotowymi jest również ważnym sposobem na zwiększenie gęstości obwodów drukowanych.
Ogólnie rzecz biorąc, zakopane i ślepe dziury są małymi otworami. Oprócz zwiększenia liczby okablowania na płytce, w zakopanych i ślepych otworach zastosowano „najbliższe” połączenie międzywarstwowe, co znacznie zmniejsza liczbę utworzonych otworów przelotowych, a ustawienie płyty izolacyjnej również będzie znacznie zmniejszone, zwiększając w ten sposób liczbę efektywnych połączeń okablowania i międzywarstwowych w płytce oraz zwiększenie gęstości połączeń.
Dlatego płyta wielowarstwowa połączona z otworami zakopanymi, ślepymi i przelotowymi ma gęstość połączeń co najmniej 3 razy większą niż w przypadku konwencjonalnej struktury płyty z pełnymi otworami przy tym samym rozmiarze i liczbie warstw. W przypadku zakopania, zaślepienia i rozmiaru płytki drukowanej w połączeniu z otworami przelotowymi zostanie znacznie zmniejszony lub liczba warstw zostanie znacznie zmniejszona.
Dlatego w przypadku płytek drukowanych o dużej gęstości do montażu powierzchniowego coraz częściej stosuje się technologie zakopanych i ślepych otworów, nie tylko w przypadku płytek drukowanych do montażu powierzchniowego w dużych komputerach i sprzęcie komunikacyjnym, ale także w zastosowaniach cywilnych i przemysłowych. Jest również szeroko stosowany w terenie, nawet w niektórych cienkich płytkach, takich jak różne karty PCMCIA, Smard, IC i inne cienkie płyty sześciowarstwowe.
Płytki drukowane z otworami zakopanymi i ślepymi są zazwyczaj produkowane metodą „podpłytki”, co oznacza, że można je skompletować po wielu płytach dociskowych, wierceniu, platerowaniu otworów itp., dlatego bardzo ważne jest precyzyjne pozycjonowanie.