1. Yleiskatsaus
Sokeita ja upotettuja läpivientejä käytetään pääasiassa tiheästi asennetuissa piirilevyissä sekä piirilevyissä, joissa on hyvin pieniä reikiä. Tavoitteena on säästää reititystilaa ja siten pienentää piirilevyä. Tyypillinen esimerkki ovat matkapuhelinten piirilevyt.
2. Luokittelu
A) Laserporaus
1. Syitä laserporauksen käyttöön
a. Asiakas pyytää laserporauspalvelua.
b. Sokeat läpiviennit voivat olla hyvin pieniä (<= 6 MIL), joten vain laserilla ne voidaan porata luotettavasti.
c. Erityisten sokeiden ja upotettujen läpivientipinojen osalta — esimerkiksi jos on sokea läpivienti kerroksesta L1 kerrokseen L2 ja upotettu läpivienti kerroksesta L2 kerrokseen L3 — tarvitaan laserporaus.
2. Laserporauksen toimintaperiaate
Laserporauksessa hyödynnetään laserin tuottamaa lämpöä levymateriaalin höyrystämiseen tai sulattamiseen ja reiän tekemiseen. Jotta tämä toimisi, levymateriaalin on imettävä laserenergiaa. Tästä syystä käytetään yleisesti RCC-tyyppisiä materiaaleja, sillä ne eivät sisällä lasikuitukangasta eivätkä siten heijasta laseria.
3. Lyhyt esittely RCC-materiaalista
RCC tarkoittaa Resin Coated Copper (hartsipinnoitettu kupari). Se on kuparifolio, jonka elektrolyyttisen kuparifolion karhealle puolelle on levitetty kerros erityistä hartsia.
Yrityksellämme on kolme RCC-toimittajaa: Shengyi, Mitsui ja LG.
Materiaalivaihtoehdot: hartsin paksuus 50, 65, 70, 75, 80 µm, kuparifolion paksuus 12, 18 µm jne.
RCC-levyjä on saatavana sekä korkean Tg:n että matalan Tg:n laatuina. Niiden dielektrisyysvakio on yleensä alhaisempi kuin tavallisella FR-4-levyllä. Esimerkiksi Shengyin S6018-levyn dielektrisyysvakio on 3,8, joten ole varovainen, kun impedanssia on tarpeen säätää.
Jos haluat lisätietoja tietyistä materiaaleista, ota yhteyttä PE- (tuotekehitys) tai RD- (tutkimus ja kehitys) tiimiin.
4. Laservalmistuksen työkalut ja työkaluvaatimukset
A) Laserin on vaikea polttaa kuparia läpi. Siksi ennen laserporausvaihetta on syövytettävä kupariin aukko sokeiden läpivientien kohdalle. Aukon koon tulisi vastata valmiin reiän kokoa.
B) Laserporauksen kohdistusmerkit lisätään L2 / L(N-1)-kerrokseen. Merkitse tämä MI-kalvonvaihtosivulle.
C) Sokeiden läpivientikohtien etsaukseen käytettävä kalvo on valmistettava LDI-menetelmällä. Leikattujen paneelien ja työkalujen on noudatettava LDI-paneelikokoa.
5. Tuotantoprosessin ominaisuudet
A) Kun piirilevyn kerrosten kokonaismäärä on N, valmistetaan ensin kerrokset L2–L(N-1) noudattaen tavanomaista sisäkerrosprosessia.
B) Laminoinnin ja levyn ääriviivojen jyrsinnän jälkeen muuta työnkulkua seuraavasti:
→ LDI-rekisteröintireikien poraus → kuivakalvo → sokeiden läpivientikohtien syövytys → laserporaus → läpivientireikien poraus → kemiallinen kuparipinnoitus → (normaali prosessi).
6. Muita huomautuksia
A) RCC-materiaalit eivät useimmissa tapauksissa ole UL-sertifioituja. Älä siis toistaiseksi lisää UL-merkkiä näihin levyihin.
B) Paneelirakenteesta ja MI:stä: jotta RCC:tä sisältäviä rakenteita ei käsiteltäisi väärennettyjen kerrosten paneeleina (MI:n kalvopaja valmistaa väärennettyjen kerrosten kalvot eri tavalla kuin tavalliset kalvot), erota RCC L2:sta tai L(N-1):stä piirtäessäsi paneelirakennetta. Katso esimerkiksi paneelirakenne SR2711/01.
C) IPC-6016 on HDI-levyjen standardi:
- Laserleikatun sokean läpiviennin seinämän kuparin paksuus: 0,4 mil (vähintään).
- Juotosliitoksen vaatimukset: kosketuspiste on sallittu.
- Jos aluslevyn koko on enintään 5 mil suurempi kuin reiän halkaisija, harkitse pisaranmuotoisen aluslevyn lisäämistä.
D) Pidä levyn reuna vähintään 0,8 tuumaa.
B) Mekaaninen poraus sokeiden/upotettujen läpivientien poraamiseen
1. Soveltamisala
Kun poranterän koko on ≥ 0,20 mm, kannattaa harkita mekaanista porausta.
2. Sokeiden/upotettujen läpivientien pinnoitusmenetelmä (ks. RD-ilmoitus TSFMRD-113)
A) Yleensä minkä tahansa kerroksen piirien kuparipinnalle riittää yksi paneelipinnoitusvaihe ja yksi kuviointipinnoitusvaihe.
B) Yleensä kun koko laminointiprosessi on päättynyt ja levyn paksuus on ≥ 80 MIL, läpivientireiät vaativat paneelipinnoituksen ja kuvion pinnoituksen. Siksi sokeiden läpivientireikien pinnoituksessa ulkokerroksen pintaa ei saa pinnoittaa paneelipinnoituksella.
C) Jos edellä mainitut kaksi ehtoa täyttyvät, sokeiden läpivientien pinnoitus suoritetaan seuraavasti:
I) Jos ulkokerroksen johtimen leveys on > 6 MIL ja läpivientirei'illä varustetun piirilevyn paksuus on < 80 MIL, ulkokerroksen paneelin pinta voidaan pinnoittaa paneelipinnoituksella sokeiden läpivientireikien pinnoituksen yhteydessä.
II) Jos ulkokerroksen johtimen leveys on > 6 MIL, mutta läpivientirei'illä varustetun piirilevyn paksuus on > 80 MIL, ulkokerroksen pinta on suojattava kalvolla sokeiden läpivientien pinnoituksen aikana.
III) Jos ulkokerroksen johtimen leveys on < 6 MIL ja läpivientirei'illä varustetun piirilevyn paksuus on ≥ 80 MIL, ulkokerroksen pinta on suojattava kalvolla sokeiden läpivientireikien pinnoituksen aikana.
3. Kalvomenetelmät (juotosmaski / kuivakalvo)
- Kun sokean läpiviennin L/D-suhde on ≤ 0,8, levitetään kuivakalvo ulkokerroksen pinnalle ja valotetaan koko levy. Sen jälkeen sisäkerroksen sokeiden läpivientien pinnat pinnoitetaan kemiallisesti koko levyn osalta.
- Kun sokeiden läpivientien L/D-suhde on > 0,8, levitä kuivakalvo ulkokerroksen pinnalle ja valota vain sokeiden läpivientien kohdat. Tätä varten on valmistettava pinnoitusvalotuskalvo tai käytettävä LDI-valotusta. Sen jälkeen sisäkerrosten sokeiden läpivientien pinnat pinnoitetaan kemiallisesti koko paneelin osalta.
4. Menetelmät sokeiden läpivientipisteiden valottamiseksi
- Kun sokeiden läpivientien halkaisija on ≤ 0,4 mm (16 MIL), käytä LDI-tekniikkaa sokeiden läpivientien kohtien valottamiseen.
- Kun sokeiden läpivientien halkaisija on yli 0,4 mm (16 MIL), käytä kalvoa sokeiden läpivientien kohtien valottamiseen.
5. Elokuvamenetelmät upotettujen läpivientien valmistukseen
- Kun upotetun läpiviennin sivujuonteen leveys on ≤ 4 MIL, upotetun läpiviennin pinnalle on levitettävä kalvoa pisteiden paljastamiseksi.
- Kun upotetun läpiviennin sivujuonteen leveys on > 4 MIL, upotetun läpiviennin pinta voidaan päällystää suoraan paneelilla.
6. Huomautuksia ja muistettavia seikkoja
- L/D-suhteen osalta: L = dielektrisen kerroksen paksuus + kuparikerroksen paksuus, D = sokean/upotetun läpiviennin halkaisija.
- Sokeiden/upotettujen läpivientien pinnoituskalvojen osalta: valotuspisteen halkaisija D_spot = D – 6 (MIL).
- Lisää kohdistusmerkit valotuskalvoon. Niiden koordinaattien on vastattava ulompia vertailureikiä.
- Sisäiset läpiviennit, jotka tarvitsevat kalvosuojaa, pinnoitetaan yleensä pulssivirralla (vaihtovirta) galvanoinnin aikana.
3. Erityisvaatimukset ja prosessiohjeet läpivientireiättömille piirilevyille
- Hartsilla täytetyt sokeat läpiviennit:
Kun upotettujen läpivientien koko on suuri ja reikiä on paljon, piirilevyn puristuksessa saatetaan tarvita paljon hartsia läpivientien täyttämiseen. Jotta tämä ei vaikuttaisi piirilevyn lopulliseen paksuuteen, tuotekehitysosasto saattaa pyytää upotettujen läpivientien esitäyttämistä hartsilla ennen laminointia. Täyttötapa voi noudattaa vihreän juotosmaskin läpivientien täyttötapaa. - Kun ulkokerroksessa on sokeita läpivientejä:
a. Puristuksen aikana ulkokerroksesta voi vuotaa hartsia. Siksi laminoinnin jälkeen on suoritettava hartsinpoistovaihe (de-gumming).
b. Ennen ulkokerroksen kuivakalvon levittämistä piirilevyn pinta puhdistetaan ja suoritetaan kiillotusvaihe. Kemiallinen kuparipinnoite (elektrolyyttinen kupari) on erittäin ohut (vain 0,05–0,1 mil), joten se voi kulua pois kiillotuksen aikana. Tämän välttämiseksi lisätään paneelipinnoitusvaihe kuparikerroksen paksuuntamiseksi. Tyypillinen prosessijärjestys: laminointi → hartsin poisto → poraus → kemiallinen kuparipinnoitus → paneelipinnoitus → kuivakalvo → kuvion pinnoitus. - Suurikerroksiset piirilevyt, joissa on sokeita läpivientejä, ja PIN-LAM:
Kun valmistetaan monikerroksisia piirilevyjä, joissa on sokeita läpivientejä, voidaan käyttää PIN-LAM-laminointia. Huomaa, että koneillamme voidaan porata PIN-LAM-reikiä vain, kun ytimen paksuus on alle 30 MIL. Useimmissa tapauksissa käytämme kuitenkin edelleen tavallista laminointia; esimerkiksi malli PR4726010 on valmistettu tavallisella laminoinnilla. - laudan reuna:
Koska laminointikerroksia voi olla useita ja prosessireikiä paljon, jätä levyn reuna vähintään 0,8 tuuman levyiseksi. - LOT-kortti ja paneelin muistiinpanot:
LOT-korttia laadittaessa on aliprosessien osalta kuvattava kyseisen yksittäisen aliprosessin paneelirakenne ja lisäksi mainittava pääprosessin paneelirakenne erityisvaatimuksissa. Tämä helpottaa myöhempää toimintaa. - Mihin sokean läpiviennin kuivakalvo sijoitetaan (sisä- vai ulkokerrokseen)?:
Esimerkkejä: jos ytimen paksuus A on yli 12 MIL (kuparin paksuutta lukuun ottamatta), kuivakalvo tulee sijoittaa ulkokerrokseen. Jos ytimen paksuus A on alle 12 MIL (kuparin paksuutta lukuun ottamatta), kuivakalvo tulee sijoittaa sisäkerrokseen.
4. Lyhyet muistutukset ja tarkistetut arvot
- Pidä levyn reuna vähintään 0,8 tuumaa.
- Laserleikattujen sokeiden läpivientien seinämän kuparikerros ≥ 0,4 mil.
- Kun tyynyn ja reiän koon ero on enintään 5 mil, suosittelemme pisaranmuotoisia tyynyjä.
- Käytä RCC:tä laserporauksessa, koska RCC imee laserin.
- Sokeiden tai upotettujen läpivientien pinnoituksessa on tarkistettava ulkokerroksen johtimen leveys ja piirilevyn kokonaispaksuus, jotta voidaan päättää, käytetäänkö paneelipinnoitusta vai suojataanko ne kalvolla.
- L/D = (dielektrinen materiaali + kupari) / reiän halkaisija. Tätä arvoa käytetään valittaessa valotus- ja kalvomenetelmiä.
