فيما يلي الترجمة الإنجليزية. لقد استخدمت صياغة واضحة وبسيطة وكلمات ربط أساسية (و، لكن، لكن، لذا، إذن، لأن). وحافظت على دقة المصطلحات الفنية والأرقام. النص طويل (أكثر من 1800 كلمة) كما طلبت.

العملية الأساسية لصنع لوحات HDI ذات الفتحات العمياء والمدفونة

1. لمحة عامة

يرمز HDI إلى التوصيل البيني عالي الكثافة. وهي تقنية ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي ظهرت في أواخر القرن العشرين. الميزة الرئيسية هي استخدام الحفر بالليزر. فالحفر الميكانيكي التقليدي مقيد بلقم الثقب. عندما يصل حجم الثقب إلى 0.15 مم، ترتفع التكلفة كثيراً ويكون التحسين صعباً. يمكن أن يكون حجم ثقوب الليزر HDI 3-5 مل فقط (0.076-0.127 مم). يمكن أن يكون عرض التتبع 3-4 مل (0.076-0.10 مم). تصبح أحجام الوسادة أصغر بكثير. تناسب المزيد من الآثار في نفس المساحة. وهذا يجعل الوصلات البينية عالية الكثافة ممكنة.

يتيح HDI للمصممين استخدام حزم كثيفة مثل BGA و QFP. يعد HDI المستوى الأول HDI شائعًا الآن في BGA بدرجة 0.5. نظرًا لأن توجيه BGA ينتقل من الهروب من الزاوية إلى الهروب من المركز، فإن المستوى الأول مؤشر التنمية البشرية لم تعد قادرة على تلبية بعض الاحتياجات. يصبح المستوى الثاني من HDI هو محور البحث والتطوير والإنتاج. لا يربط المستوى الأول من HDI الليزري الأعمى بالليزر HDI إلا السطح بالطبقة الداخلية المجاورة. أما المستوى الثاني من HDI فيمكنه الحفر من السطح نزولاً إلى الطبقة الثالثة، أو من السطح عبر الطبقة الثانية إلى الطبقة الثالثة. وهذا أصعب بكثير من المستوى الأول من HDI.

2. المواد

2.1 أنواع المواد

• رقائق النحاس: المادة الأساسية التي تصنع الأنماط الموصلة.
• النواة (CORE): العمود الفقري للوحة. وهو لوح مكسو بالنحاس على الوجهين يستخدم لصنع الطبقات الداخلية.
• بريبريغ: لوح راتنج شبه معالج يستخدم كغراء للألواح متعددة الطبقات وكعازل.
• حبر قناع اللحام: يستخدم لقناع اللحام والعزل والحماية من التآكل.
• حبر أسطوري (بالشاشة الحريرية): يُستخدم للعلامات والملصقات.
• مواد تشطيب السطح: تشمل سبائك القصدير والرصاص والنيكل والذهب والفضة, OSP, وغيرها.

2.2 مواد العزل الرقائقي

2.2.1 الشرائح الشائعة

تشمل المواد الشائعة عالية Tg MICA/EG-150T، وSYST/S1141، وGris/MTC-97، وHITACHI/MCL-HD-67. وتستخدم هذه المواد عند الحاجة إلى مقاومة أعلى للحرارة.

2.2.2 2 المواد العازلة الخاصة بمبادرة التنمية البشرية

الأنواع والمواصفات الشائعة:

• مواد RCC: 80T18، 60T12، 65T12، 80T12، 60T18.
• فر4 (LDP): 1080, 106.

ملاحظة: لقد استخدمت “fr4” لـ FR-4 كما تفضل.

2.3 المواد الخاصة: شرح RCC

RCC يعني النحاس المطلي بالراتنج. وهو عبارة عن رقائق نحاسية مغلفة بغشاء راتنج خاص. يغطي الفيلم الآثار الداخلية بالكامل ويعمل كعازل. يأتي RCC بشكل أساسي في نوعين: المرحلة B (ميتسوي) والمرحلة B+C (بوليكلاد).

الميزات الرئيسية:

• لا توجد طبقة ألياف زجاجية في طبقة الراتنج. وهذا يجعل من الأسهل تشكيل الميكروفيات بالليزر أو البلازما.
• طبقة عازلة رقيقة وقوة تقشير عالية.
• صلابة جيدة وسطح أملس، جيد لحفر الآثار الضيقة جدًا.
• غالبًا ما يستهدف الحفر بالليزر لمبادرة التنمية البشرية بالليزر RCC. تكون الثقوب الليزرية على شكل شبه منحرف مقلوب، وليس أسطوانات مثل الثقوب الميكانيكية. يبلغ حجم الثقب النموذجي 0.076-0.10 مم.

مواد HDI الأخرى (اللب، وما قبل التشغيل، ورقائق النحاس) ليست خاصة. عادةً ما يكون سمك النحاس الداخلي رقيقًا: الطبقات الداخلية 1 أوقية، والطبقات الخارجية 0.5 أوقية نحاس أساسي مطلي بأوقية واحدة. اللوحة بأكملها أرق. نظرًا لأن RCC لا تحتوي على ألياف زجاجية، فإن صلابتها وقوتها أقل من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأخرى بنفس السماكة.

3. عملية التصنيع (مثال: لوح من ثماني طبقات 2+4+2)

فيما يلي أسرد الخطوات الرئيسية والنقاط الرئيسية. أستخدم كلمات بسيطة وترتيباً واضحاً.

3.1 قطع المواد الخام (CUT)

التقطيع يحول الصفائح الكبيرة المكسوة بالنحاس إلى أحجام تناسب آلات الإنتاج. يجب أن تكون ثلاثة مفاهيم أساسية واضحة:

• الوحدة: وحدة تصميم واحدة في تخطيط العميل.
• المجموعة: عدة وحدات متصلة، بما في ذلك حافة العملية والأدوات.
• اللوحة: عدة أطقم مجمعة مع حدود الأدوات لصنع لوحة إنتاج. الأحجام الخام المشتراة الشائعة هي 36.5 بوصة × 48.5 بوصة و40.5 بوصة × 48.5 بوصة و42.5 بوصة × 48.5 بوصة. يعتمد معدل الإنتاجية على التصميم واستخدام اللوحة.

3.2 عملية الطبقة الداخلية الجافة (INNER DRY FILM)

تقوم خطوة الفيلم الجاف الداخلي بنقل أنماط الطبقات الداخلية. تشمل الخطوات تصفيح الفيلم المقاوم للضوء، والتعريض، والتحميض، والحفر، والنقش والتجريد:

1. التصفيح: لصق طبقة حساسة للضوء على النحاس. يعمل الضوء على تصلب الأجزاء المكشوفة لتشكيل طبقة واقية.
2. التعريض والتحميض: تعريض الفيلم. تتصلب الأجزاء المضيئة. تبقى الأجزاء الداكنة لينة. التحميض يزيل الفيلم الناعم.
3. الحفر والتجريد: قم بحفر النحاس المكشوف. ثم تجريد الطبقة الواقية المقواة. يتم تشكيل آثار الطبقة الداخلية.

نصائح التصميم: التحكم في الحد الأدنى لعرض التتبع والتباعد والتوحيد. إذا كانت المسافات صغيرة جدًا، فقد يحدث تقصير أثناء التصفيح. إذا كانت المسافات رقيقة للغاية، فقد يفشل التصاق الغشاء وتنفتح المسافات. اترك هوامش آمنة للإنتاج.

3.3 الأكسدة السوداء أو البنية (الأكسدة السوداء)

بعد عمل الآثار الداخلية، قم بعمل أكسدة باللون الأسود أو البني قبل التصفيح. الأهداف الرئيسية:

1. إزالة الزيت والملوثات من سطح النحاس.
2. زيادة مساحة سطح النحاس لتحسين الارتباط بالراتنج.
3. تحويل السطح النحاسي غير القطبي إلى CuO وCu₂O القطبي لتحسين الترابط الكيميائي.
4. تحسين مقاومة الرطوبة في درجات الحرارة المرتفعة وتقليل مخاطر التفكك بين النحاس والراتنج.

إذا كان Cu₂O هو الناتج الرئيسي، فهذا يسمى أكسدة بنية (اللون الأحمر). إذا كان CuO هو الناتج الرئيسي، فهذا يسمى أكسدة سوداء (اللون الأسود).

3.4 التصفيح (التصفيح)

التصفيح يربط جميع الطبقات باستخدام المرحلة B prepreg. الخطوات الرئيسية:

1. التكديس: قم بترتيب رقائق النحاس، والرقائق النحاسية، والرقائق المسبقة، واللب الداخلي، وألواح الفولاذ المقاوم للصدأ، والألواح الفاصلة، وورق الكرافت، وألواح الكبس الخارجية. بالنسبة للألواح التي تحتوي على ست طبقات أو أكثر، يلزم التكديس المسبق.
2. الكبس الساخن: ضع الكومة في مكبس ساخن مفرغ من الهواء. تعمل الحرارة على إذابة الراتنج وتربط الكومة وتملأ الفراغات.

نصائح: حافظ على التماثل في التصفيح. إذا لم يكن الضغط متوازنًا على كلا الجانبين، سيحدث التواء. تحكم في توزيع النحاس لتجنب اختلافات تدفق الراتنج التي تسبب سماكة غير متساوية. خطِّط للوصلات العمياء والمدفونة مسبقًا.

3.5 حفر الشقوق العمياء والمدفونة (الحفر)

في إنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور، يعتبر الحفر الميكانيكي هو الطريقة الرئيسية للثقوب التي يزيد حجمها عن 8 مل تقريبًا. ويحدد الحفر الميكانيكي الأماكن التي لا يمكن أن تتقاطع فيها الفتحات العمياء والمدفونة. بالنسبة للوحة مكونة من ثماني طبقات على سبيل المثال، يمكنك عمل فيات مدفونة للطبقات 3-6، وفيات عمياء للطبقات 1-2، وفيات عمياء للطبقات 7-8 في نفس الوقت. لكن لا يمكنك تصميم فيات مدفونة متقاطعة مثل 3-5 و4-6 لأنه لا يمكن صنعها. تزيد أنماط الممرات المدفونة غير المتماثلة (مثل 3-5 و4-6) من الصعوبة ومعدل الخردة بشكل كبير. قد تكون التكلفة أكثر من ستة أضعاف التكلفة المدفونة غير المتماثلة عبر التكلفة.

3.6 ترسيب النحاس والطلاء بالنحاس (عن طريق التمعدن)

يغطي جدار الثقب المحفور بالمعدن عبر المعدن بالنحاس المتجانس والمقاوم للحرارة. ثلاث خطوات

• قم بإزالة بقايا الحفر.
• ترسيب النحاس الكيميائي.
• طلاء لوحة كاملة بالكهرباء لتكثيف النحاس.

المعلمة الرئيسية: نسبة العرض إلى الارتفاع (سمك اللوح إلى قطر الثقب). مع ارتفاع سُمك اللوح وانخفاض قطر الثقب، لا يمكن للمواد الكيميائية الوصول إلى مركز الثقب بسهولة. وهذا قد يجعل الطلاء رقيقًا في المركز ويسبب عيوبًا دقيقة في الفتحات. يجب أن يعرف المصممون حدود عملية منزل اللوحة. يجب أن يأخذ كل من الفتحات العمياء/المحفورة والفتحات العابرة في الاعتبار حدود نسبة العرض إلى الارتفاع.

3.7 الطبقة الداخلية الثانية الجافة

بعد تصفيح الشقوق المعدنية المدفونة للطبقات 3-6، املأ الثقوب بحبر الراتنج وعد إلى خطوات الغشاء الجاف الداخلية لعمل آثار الطبقتين 3 و6. بعد الانتهاء من ذلك، قم بعمل أكسدة باللون الأسود/البني مرة أخرى ثم أرسل للتصفيح الثاني. يتبع هذا التصفيح الثاني نفس عملية التصفيح الأول.

3.8 التصفيح الثاني (مكبس HDI)

تحتوي ألواح HDI على طبقات عزل رقيقة، لذلك يكون الضغط أصعب. بالنسبة لنفس السُمك، تكون قوة LDP أفضل من RCC. يتدفق LDP بشكل أبطأ، لذا فإن التحكم أسهل.

ملاحظات التصميم:

1. في المناطق الداخلية ذات الشقوق العمياء/المحفورة، يجب أن تتجنب الآثار الخارجية مواقع الشقوق لتجنب الدوائر المفتوحة الناجمة عن الانخفاضات.
2. يمكن أن يؤدي وجود الكثير من الشقوق المدفونة بين الطبقتين الثانية وما قبل الأخيرة إلى عمل قنوات ترقق العازل الكهربائي. قلل هذه الفتحات عندما يكون ذلك ممكناً.

بالنسبة للأبواب الليزرية العمياء بالليزر HDI CO₂، فإن الطريقة الشائعة هي تقنية القناع المطابق. نقل الأنماط إلى النحاس الخارجي، وحفر نوافذ صغيرة تتطابق مع مواضع الليزر عبر مواضع الليزر، ثم استخدام ليزر عالي الطاقة عند تلك الإحداثيات. وهذا يناسب صناعة الطبقات المتعددة الطرح.

3.9 القناع المطابق (الليزر عبر المعالجة المسبقة)

يتكون القناع المطابق من جزأين: القناع المطابق1 والقناع المطابق2:

• القناع المطابق1: وسادات الحفر التي تتماشى مع الممر الأعمى على جانبي اللوحة الفرعية وأهداف محاذاة الحفر لماكينة التعريض التلقائي. وهذا يساعد في المعالجة اللاحقة والحفر بالليزر.
• القناع المطابق2: حفر نوافذ على اللوحة النحاسية العلوية والسفلية أكبر قليلاً من ثقب الليزر. وهذا يهيئ لمعالجة ليزر CO₂ CO₂ بالليزر.

3.10 الحفر بالليزر (الحفر بالليزر)

يستخدم الحفر بالليزر طاقة الليزر لحرق الراتنج وتشكيل فجوات عمياء. تتحلل طاقة الليزر من الأعلى إلى الأسفل، لذلك يضيق قطر الثقب مع العمق. يبلغ حجم الثقب النموذجي 4-6 مل (0.10-0.15 مم). وفقًا لمعيار IPC6016، تسمى الثقوب ≤0.15 مم بالفتحات الدقيقة.

تحتاج الثقوب الأكبر من 0.15 مم إلى حفر حلزوني. تنخفض السرعة وترتفع التكلفة بسرعة. تستخدم أدوات الليزر السائدة الآن الحفر بثلاث طلقات. السرعة 100-200 ثقب في الثانية. يمكن أن تكون الثقوب الأصغر حجماً أسرع (ثقب 0.100 مم ~ 120 ثقب/ثانية؛ ثقب 0.076 مم ~ 170 ثقب/ثانية).

3.11 الليزر عبر التمعدن بالليزر

تحرق ثقوب الليزر جدار الثقب وتترك فحمًا. قد تتأكسد الطبقة النحاسية الثانية. يلزم الغسل بالماء عالي الضغط لإزالة بقايا الحفر. من الصعب إزالة فحم الممرات الدقيقة. يحتاج HDI المكدس ذو المستويين إلى طلاء خاص بالطبقة العمياء وحشو النحاس (COPPER FILLING). هذا مكلف ويستخدم للمنتجات الراقية.

3.12 الطبقة الجافة الداخلية الثالثة

بعد التمعدن بالليزر، قم بعمل قناع مطابق ثانٍ 1. ثم العودة إلى خطوات الغشاء الجاف الداخلي لعمل آثار الطبقتين 2 و7. بعد الانتهاء من الآثار، قم بعمل أكسدة سوداء/بنية وتصفيح ثالث. ثم قم بعمل التعمية الثالثة عن طريق الحفر بالخطوة 1 والتعمية الثانية عن طريق الحفر بالخطوة 2 للتحضير للحفر بالليزر الثاني.

يحتاج مؤشر التنمية البشرية من المستوى الثاني إلى العديد من المحاذاة. يمكن أن يتراكم الخطأ. وهذا يجعل معدل الخردة أعلى. من الأسهل إلى الأصعب عبر التوليفات:
1-2 + 2-3 فيات < 1-3 فيات فقط < 1-2 + 1-3 فيات < 1-2 + 1-3 فيات < 2-3 + 1-3 فيات < 1-2 + 2-3 + 1-3 فيات < 1-2 + 2-3 + 1-3 فيات.
يجب تصميم فياسات HDI بشكل متماثل.

3.13 الحفر بالليزر الثاني

قم بإجراء خطوة الحفر بالليزر الثانية كما هو مخطط له من أجل HDI ثنائي المستوى. ويتبع ذلك قواعد مماثلة لقواعد الحفر بالليزر الأولى ولكنه يحتاج إلى محاذاة دقيقة وعبر التخطيط.

3.14 الحفر الميكانيكي (الحفر من خلال الثقوب)

بعد خطوات الليزر، قم بإجراء الحفر الميكانيكي للثقوب العابرة. تقوم هذه الخطوة بحفر ثقوب تمر عبر اللوحة بأكملها.

3.15 إزالة مخلفات الحفر وعبر الطلاء (P.T.H)

قم بلصق الفتحات العمياء والثقوب المارة معًا بحيث تكون جميع الفتحات ممعدنة. عند هذه النقطة ينتهي تدفق HDI الخاص. من الآن فصاعدًا، تتبع اللوحة خطوات تشطيب ثنائي الفينيل متعدد الكلور القياسية.

3.16 الطلاء الجاف للطبقة الخارجية والطلاء بالنقوش (الطلاء الجاف والطلاء بالنقوش)

نقل النمط الخارجي مشابه للطبقات الداخلية. الفرق الرئيسي هو طريقة الطلاء:

• طريقة الطرح: استخدام فيلم سالب. يبقى الفيلم الجاف المتصلب كدائرة. حفر وتجريد الفيلم للحفاظ على الدائرة.
• الطريقة المضافة/العادية: استخدام غشاء موجب. يغطي الفيلم الجاف المتصلب المناطق غير الدائرة. قم بالطلاء بالنمط (النحاس ثم القصدير)، ثم قم بتجريد الفيلم، وقم بعمل الحفر القلوي، وأزل القصدير، واحتفظ بالدائرة.

3.17 قناع لحام الغشاء الرطب (WET FILM SOLDER MASK)

يغطي قناع اللحام سطح اللوحة. فهو يمنع اللحام الخاطئ أو الرطوبة أو المواد الكيميائية من التسبب في حدوث قصور، ويحمي الآثار من التلف المادي. وهذا يحافظ على استقرار وظيفة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

المعالجة: التنظيف المسبق ← الطلاء ← التغطية ← التعريض المسبق ← التعريض ← التعريض ← التحميض ← المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ← المعالجة الحرارية. نقاط التحكم الرئيسية: محاذاة قناع اللحام، وحجم جسر القناع، وإنتاج العبور، وسُمك القناع. تؤثر جودة الحبر على تشطيب السطح لاحقًا وتركيب SMT وعمر اللوحة.

3.18 ذهب الغمر الانتقائي (IMMERSION GOLD)

الطلاء الكيميائي بالنيكل/الذهب هو تشطيب السطح بعد قناع اللحام. وهو يناسب مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات درجة التتبع الصغيرة والعديد من الأجزاء المثبتة على السطح. يساعد على استواء اللوحة وتسطيحها. الذهب مستقر ووقائي. مواصفات الطلاء: نيكل ~ 5 ميكرومتر، ذهب 0.05-0.1 ميكرومتر. الذهب السميك جدًا يمكن أن يتشقق ويجعل وصلات اللحام ضعيفة. الذهب الرقيق جدًا له حماية ضعيفة. يكون ENIG أقل قابلية للحام في بعض الحالات وقد يظهر عيوبًا في الوسادة الداكنة.

3.19 طباعة الأسطورة (C/M الطباعة)

اطبع الأساطير والعلامات باستخدام الحبر الأسطوري. يساعد ذلك على التجميع والخدمة لاحقًا.

3.20 الطحن والتنميط (PROFILING)

قطع اللوحة النهائية إلى حجم الوحدة أو SET باستخدام أجهزة التوجيه CNC. قم بتشذيب الحواف وتفريز الفتحات. إذا كانت هناك حاجة إلى القطع على شكل حرف V، أضف الخطوات وفقًا لذلك. المعلمات الرئيسية: تفاوت المظهر الجانبي، وحجم الشطب، ونصف قطر الزاوية الداخلية. اترك مسافة آمنة بين الأنماط وحافة اللوح.

3.21 الاختبار الكهربائي (E-TEST)

هذا هو اختبار الاستمرارية والعزل. والطريقتان الرئيسيتان هما اختبار فراش الأظافر واختبار المجس الطائر:

• سرير الأظافر: التَرْكِيبات العامة أو المخصصة. التركيبات العامة تكلف أكثر ولكنها تناسب العديد من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. التَرْكِيبات المخصصة أرخص لكل جزء ولكن فقط لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المحددة.
• المجس الطائر: يحرك المجسات لاختبار الشبكات. إنه مرن وجيد للعديد من المسارات الصغيرة.

3.22 OSP (مادة حافظة لقابلية اللحام العضوية)

يشكل OSP طبقة عضوية على وسادات نحاسية عارية ومن خلال الثقوب بعد الاختبار الكهربائي والفحص البصري. سمك الفيلم 0.3-0.5 ميكرومتر. درجة حرارة التحلل حوالي 300 درجة مئوية.

المزايا الرئيسية: الطلاء المسطح الذي يناسب مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات الحواف الصغيرة؛ عملية بسيطة، تلوث منخفض، تكلفة منخفضة، وقابلية لحام جيدة. العيوب: الطلاء رقيق وسهل الخدش. العمر الافتراضي قصير.

واليوم، تُستخدم تركيبات ENIG + OSP للوحات عالية الدقة. إنها توفر الحماية وقابلية اللحام وهي خيار خالٍ من الرصاص لتحل محل HASL في بعض الحالات. التكلفة أعلى.

3.23 التدقيق النهائي (التدقيق النهائي)

افحص مظهر ثنائي الفينيل متعدد الكلور وحجمه والأداء الكهربائي وجودة الطلاء. تأكد من أن كل شيء يفي بمعايير التصميم والصناعة.

3.24 التعبئة (التعبئة)

قم بتعبئة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المارة لمنع الرطوبة والخدوش. حماية الألواح أثناء الشحن وتخزينها جيداً لاستخدامها لاحقاً.