Высокая точность печатной платы подразумевает использование тонких линий/промежутков между линиями, микроотверстий, узкой ширины кольца (или без кольца), а также скрытых и глухих отверстий для достижения высокой плотности.
Высокая точность означает результат «тонкий, маленький, узкий, тонкий», что неизбежно приведет к высоким требованиям к точности, например, ширина линии: ширина линии 0,20 мм, в соответствии с правилами производить 0,16 ~ 0,24 мм в соответствии с требованиями, погрешность составляет (0,20±0,04) мм; и ширине линии 0,10 мм погрешность составляет (0,1±0,02) мм аналогично. Очевидно, что точность последнего увеличивается вдвое, и так далее, это нетрудно понять, поэтому требуется высокая точность. Больше не обсуждается отдельно, но это серьезная проблема в технологии производства.
1. Технология тонкой проволоки
В будущем ширина/интервал линий высокой плотности будет составлять от 0,20 мм до 0,13 мм, от 0,08 мм до 0,005 мм, чтобы соответствовать требованиям SMT и многочипового корпуса (Mulitichip Package, MCP). Поэтому необходимы следующие технологии:
①Использование тонкой или ультратонкой подложки из медной фольги (<18 мкм) и технологии тонкой обработки поверхности.
②Используя более тонкую сухую пленку и процесс влажного ламинирования, тонкая и качественная сухая пленка может уменьшить искажение ширины линии и дефекты. Влажная пленка может заполнить небольшой воздушный зазор, повысить адгезию интерфейса, а также улучшить целостность и точность провода.
③Используется электроосажденный фоторезист (ED). Его толщину можно контролировать в диапазоне 5 ~ 30 мкм, что позволяет производить более совершенную тонкую проволоку. Он особенно подходит для колец узкой ширины, колец без ширины и полнопластинчатого покрытия. В настоящее время в мире существует более десяти линий по производству ЭД.
④Принять технологию параллельного воздействия света. Поскольку параллельное освещение позволяет преодолеть влияние изменения ширины линии, вызванное наклонным светом «точечного» источника света, можно получить тонкую проволоку с точной шириной линии и гладкими краями. Однако оборудование для параллельного воздействия дорогое, требует больших инвестиций и требует работы в среде с высокой чистотой.
⑤Применить технологию автоматического оптического обнаружения. Эта технология стала незаменимым средством обнаружения при производстве тонкой проволоки и быстро пропагандируется, применяется и развивается.
2. Технология микропор
Функциональные отверстия печатных плат поверхностного монтажа в основном используются для электрического соединения, что делает применение технологии микроотверстий более важным. Использование обычных материалов для сверл и сверлильных станков с ЧПУ для создания крошечных отверстий приводит к множеству неудач и высоким затратам.
Поэтому печатные платы высокой плотности в основном изготавливаются из более тонких проводов и площадок. Хотя были достигнуты большие результаты, их потенциал ограничен. Для дальнейшего повышения плотности (например, для проволоки диаметром менее 0,08 мм) стоимость резко возрастает. Поэтому для улучшения уплотнения используются микропоры.
В последние годы произошел прорыв в технологии сверлильных станков с ЧПУ и микросверл, поэтому технология микроотверстий быстро развивалась. Это главная выдающаяся особенность современного производства печатных плат.
В будущем технология формирования микроотверстий будет в основном опираться на современные сверлильные станки с ЧПУ и тонкие микроголовки. Небольшие отверстия, выполненные с помощью лазерной технологии, по-прежнему уступают небольшим отверстиям, выполненным сверлильными станками с ЧПУ, с точки зрения стоимости и качества отверстий.
①Сверлильный станок с ЧПУ
В настоящее время технология сверлильных станков с ЧПУ добилась новых прорывов и прогресса. И сформировалось новое поколение сверлильных станков с ЧПУ, позволяющее сверлить крошечные отверстия.
Эффективность сверления небольших отверстий (менее 0,50 мм) на станках для сверления микроотверстий в 1 раз выше, чем на обычных сверлильных станках с ЧПУ, с меньшим количеством отказов, а скорость составляет 11-15 об/мин; Можно просверлить микроотверстия диаметром 0,1-0,2 мм. Высококачественное маленькое сверло можно просверлить, сложив три пластины (1,6 мм/шт.).
Когда сверло ломается, оно может автоматически останавливаться и сообщать о положении, автоматически заменять сверло и проверять диаметр (библиотека инструментов может вмещать сотни деталей), а также может автоматически контролировать постоянное расстояние и глубину сверления кончика сверла и накладку, чтобы можно было просверлить глухие отверстия. Стол не будет сверлить.
Стол сверлильного станка с ЧПУ имеет воздушную подушку и магнитную левитацию, которая движется быстрее, легче и точнее, не царапая стол. Такие сверлильные станки в настоящее время очень популярны, например, Mega 4600 от Prurite в Италии, серия Excellon 2000 в США, а также продукция нового поколения, например, в Швейцарии и Германии.
② Действительно, существует множество проблем при лазерном сверлении на обычных сверлильных станках с ЧПУ и долотах для сверления микроотверстий. Это препятствовало развитию технологии микроотверстий, поэтому лазерная эрозия привлекла внимание, исследования и применение.
Но есть фатальный недостаток, а именно образование роговых отверстий, которое становится более серьезным по мере увеличения толщины доски. В сочетании с загрязнением от высокотемпературной абляции (особенно многослойных плат), сроком службы и обслуживания источников света, повторяемостью вытравленных отверстий и затратами продвижение и применение микроотверстий в печатных платах ограничено.
Тем не менее, отверстия, вытравленные лазером, по-прежнему используются в тонких микропланшетах высокой плотности, особенно в технологии межсоединений высокой плотности (HDI) MCM-L, например, отверстия, вытравленные в полиэфирной пленке, и осаждение металла в MCMS (технология распыления) используется в сочетании с высокой плотностью. -плотность межсоединений.
Также может применяться формирование скрытых отверстий в соединенных между собой многослойных платах высокой плотности со структурами скрытых и глухих отверстий. Однако благодаря развитию и технологическим прорывам сверлильных станков и микросверл с ЧПУ они быстро стали популяризироваться и применяться.
Поэтому применение лазерного сверления в печатных платах поверхностного монтажа не может занимать доминирующее положение. Но место в определенной области все же есть.
③ заглубленная, слепая, сквозная технология заглубленная, слепая, сквозная комбинированная технология также является важным способом увеличения плотности печатных плат.
Как правило, заглубленные и глухие отверстия представляют собой крошечные отверстия. Помимо увеличения количества проводов на плате, в скрытых и глухих отверстиях используется «самое близкое» межслойное соединение, что значительно уменьшает количество образующихся сквозных отверстий, а установка изолирующей пластины также будет значительно уменьшена, тем самым увеличивая количество эффективных соединений и межуровневых соединений на плате, а также увеличение плотности соединений.
Таким образом, многослойная плата в сочетании со скрытыми, глухими и сквозными отверстиями имеет плотность межсоединений как минимум в 3 раза выше, чем у традиционной структуры платы со сквозными отверстиями при том же размере и количестве слоев. Если закопать, заглушить и размер печатной платы в сочетании со сквозными отверстиями будет значительно уменьшен или количество слоев будет значительно уменьшено.
Поэтому в печатных платах поверхностного монтажа с высокой плотностью все чаще используются технологии скрытых и глухих отверстий не только в печатных платах поверхностного монтажа в больших компьютерах и коммуникационном оборудовании, но также в гражданских и промышленных приложениях. Он также широко использовался в полевых условиях, даже в некоторых тонких платах, таких как различные карты PCMCIA, Smard, IC и другие тонкие шестислойные платы.
Печатные платы со структурами со скрытыми и глухими отверстиями обычно изготавливаются методом производства «подплаты», что означает, что они могут быть изготовлены после множества прессованных пластин, сверления, нанесения покрытия на отверстия и т. д., поэтому точное позиционирование очень важно.