Новости PCB - Каковы требования к высокотехнологичным процессам производства печатных плат?

В этой статье кратко описывается схема цепочки поставок специальной электролитической медной фольги, специальной смолы и специальной стеклоткани, используемых в последние годы в новых высококачественных материалах для подложек, а также новые требования к эксплуатационным характеристикам этих трех материалов.

С 2020 года распространение глобальной эпидемии "новой коронки" привело к серьезным изменениям в цепочке поставок и спроса на медные облицовочные материалы в Китае, а с момента разработки 5G произошли огромные изменения в технологии, производительности и ассортименте. Материалы для изготовления подложек для высокочастотных и высокоскоростных цепей, плат для упаковки микросхем с высоким HDI. В связи с этими двумя важными изменениями мы рассмотрим схему поставок медной фольги для новых высококачественных материалов для подложек.

Различная производительность электролитической медной фольги малого сечения в различных областях применения

Типы и разновидности тонкой электролитической медной фольги, используемой в высокочастотных и высокоскоростных цепях, делятся на пять категорий в зависимости от областей их применения: тонкая электролитическая медная фольга для жестких ВЧ/СВЧ цепей; тонкая электролитическая медная фольга для высокоскоростных цифровых цепей; тонкая электролитическая медная фольга для гибких печатных плат; тонкая электролитическая медная фольга для герметичных загрузочных плат; и тонкая электролитическая медная фольга для толстых медных печатных плаТипы и разновидности тонкой электролитической медной фольги, используемой в высокочастотных и высокоскоростных цепях, делятся на пять категорий в зависимости от областей их применения: тонкая электролитическая медная фольга для жестких ВЧ/СВЧ цепей; тонкая электролитическая медная фольга для высокоскоростных цифровых цепей; тонкая электролитическая медная фольга для гибких печатных плат; тонкая электролитическая медная фольга для герметичных загрузочных плат; и тонкая электролитическая медная фольга для толстых медных печатных плат. Эти пять областей применения характеризуются раЭти пять областей применения характеризуются различными требованиями к эксплуатационным характеристикам тонкой электролитической медной фольги, используемой в высокочастотных и быстродействующих цепях, т.е. существует определенный акцент на эксплуатационных характеристиках и различиях в показателях производительности.

Требования к эксплуатационным характеристикам и различия между тонкой электролитической медной фольгой, используемой в пяти основных областях применения, обобщены в следующих аспектах:

(1) Тонкая электролитическая медная фольга для жестких ВЧ/СВЧ цепей

Тонкая электролитическая медная фольга для ВЧ/СВЧ-цепей демонстрирует более выраженные относительные различия при различных частотах применения. Требования к ней более жесткие из-за таких факторов, как пассивная интермодуляция.

По этой причине для покрытия медью высококачественных электронных подложек в диапазоне ВЧ-СВЧ (например, подложек для автомобильных радаров миллиметрового диапазона), как правило, требуется обработка чистой медью для снижения пассивной интермодуляции (ПИМ) и достижения нПо этой причине для порытия медью высококачественных электронных подложек в диапазоне ВЧ-СВЧ (например, подложек для автомобильных радаров миллиметрового диапазона), как правило, требуется обработка чистой медью для снижения пассивной интермодуляции (ПИМ) и достижения низких характеристик ПИМ ламинатов. Рекомендуемый индекс составляет от -158 до -160 ДБН. Медное покрытие не содержит мышьяка.

В то же время выбор медного покрытия RZ сильно варьируется в зависимости от полимерной основы покрытия.

Жесткие радиочастотные/микроволновые схемы с низкопрофильной электролитической медной фольгой в спецификации copper foil, толщина сетки для общего назначения: 18 мкм, 35 мкм, 70 мкм, а также высококачественная медная фольга с очень низким или сверхнизким профилем, толщина для многоцелевого использования: 9 мкм, 12 мкм, 18 мкм.

(2) Тонкая электролитическая медная фольга для высокоскоростных цифровых схем

Тонкая электролитическая медная фольга для высокоскоростных цифровых схем в основном используется в Тонкая электролитическая медная фольга для высокоскоростных цифровых схем в основном используется в диапазоне частот сантиметрового диапазона (3-30 ГГц). Основными конечными точками применения являются серверы высокой и средней мощности. Характеристики этого типа медной фольги оказывают более существенное влияние на потери при нанесении на подложку и на технологичность подложки, и поэтому к ней предъявляются более строгие требования. В то же время, тонкость и низкая стоимость также являются важными требованиями. Тонкая электролитическая медная фольга для высокоскоростных цифровых схем обычно выпускается толщиной 18 мкм, 35 мкм и 70 мкм, а также высококачественная очень тонкая или ультратонкая медная фольга толщиной 9 мкм, 12 мкм и 18 мкм.

Автор различных прессованных профилей из медной фольги с низким содержанием Rz (HVLP, VLP, RTF и других разновидностей) провел множество исследований, сравнений, рекомендаций и пришел к выводу, что: в аналогичных сортах марок, независимо от соотношения SI, между лучшими сортами проАвтор различных прессованных профилей из медной фольги с низким содержанием Rz (HVLP, VLP, RTF и других разновидностей) провел множество исследований, сравнений, рекомендаций и пришел к выводу, что: в аналогичных сортах марок, независимо от соотношения SI, между лучшими сортами профиля поверхности без давления (Rz или Ra), как правило, ниже. Например, медная фольга RTF зарубежных компаний с RZ = 3,0 мкм (типичная), как правило, имеет более низкий профиль поверхности без сжатия (Rz или Ra). RZ поверхности = 3,5 мкм. Следовательно, как в радиочастотных/микроволновых печатных платах, так и в высокоскоростных цифровых печатных платах, для достижения лучших характеристик Si, также необходимо использовать фольгу Cu с контурной формой с непрессованной поверхностью RZ (или Ra, RQ), которая также имеет очень низкий контур.

Одним из наиболее важных типов низкопрофильной медной фольги, используемой в высокоскоростных цифровых схемах, является обратная медная фольга (RTF). В последние годы компании, производящие медную фольгу в Японии и на Тайване, добились прогресса в разработкеним из наиболее важных типов низкопрофильной медной фольги, используемой в высокоскоростных цифровых схемах, является обратная медная фольга (RTF). В последние годы компании, производящие медную фольгу в Японии и на Тайване, добились прогресса в разработке технологии производства медной фольги RTF, и уже доступны несколько разновидностей медной фольги с RZs менее 2,5 мкм и даже разновидности с RZs менее 2,0 мкм. В результате рынок применения и объем мирового рынка низкопрофильной медной фольги, используемой в высокоскоростных цифровых схемах, быстро расширились.

В настоящее время мировая промышлеВ настоящее время мировая промышленность по производству тонких медных оболочек из электролитической меди, как правило, использует те же типы медных оболочек для жестких ВЧ/СВЧ-схем, что и для высокоскоростных цифровых схем. Например, массовое производство сверхнизкопрофильной медной фольги CircuitFoil 2019 BF-N

circuit board

(3) Гибкие печатные платы из тонкой электролитической медной фольги

Для изготовления гибких печатных плат используется тонкая электролитическая медная фольга. Из-за необходимости изготовления тонких проволок большинство из них изготавливается из чрезвычайно тонкой медной фольги (без подложек). В настоящее время минимальная толщина фольги этого типа достигает 6 мкм, например, у Fidelity Metal Foils Powder Co., CF-T4X-SV6, CF-T49A-DS-HD2, а также у Mitsui Metal 3EC-MLS-VLP (минимальная толщина 7 мкм).

Гибкие печатные платы с электролитической медной оболочкой малого сечения также требуют медной оболочки с высокой прочностью на растяжение и высоким относительным удлинением. Превосходная прозрачность протравленной пленки-основы также является важным элементом, пользующимся спросом на рынке медной фольги.

В последние годы тонкая электролитическая медная фольга, используемая в высокочастотных гибких печатных платах, начала становиться все тоньше, и в настоящее время в промышленности существует множество разновидностей фольги с RZ менее 1,0 мкм. Например, Mitsui Metal TQ-M4-VSP RZ≤ 0,6 (типичный); Foton Metal CF-T4X-SV Rz=1,0 (Типичный, 9/12/18); Foton Metal CF-T49A-DS-HD2, Rz= 1,0мкм (типичный) (6/9/12/18); Progressive ISP, RZ≤ 0,55 (типичный). 0,55 (типичный).

(4) Загрузочные платы с низким поперечным сечением, покрытые электролитической медью, герметизированные микросхемой IC

Низкопрофильная фольга из электролитической меди, необходимая для герметизации и загрузки плат (включая подложки модулей), должна обладать высокой прочностью на растяжение, высокой термостойкостью, высоким модулем упругости и устойчивостью к отслаиванию при высокой температуре (210°C/1 час после обработки). Технические требования к толщине составляют от 5,0 мкм до 12 мкм, и в последние годы требования к толщине медной фольги для высококачественных упаковочных плат IC меняются в сторону еще большей толщины, т.е. толщина достигает 1,5 мкм- 3 мкм.

В последние годы также появились требования к высокой частоте и быстродействию упаковочных плит (включая модульные подложки).В результате в последние годы появилось больше типов электролитической медной фольги малого сечения для упаковочных плит. Например, 3EC-M2S-VLP от Mitsui Metal (без подложки), Rz ≤ 1,8мкм (типичный); предел прочности при растяжении 51 кгс/мм2 при 210°C/1 час; относительное удлинение 4,6%; медная фольга толщиной до 9 мкм; MT18FL от Mitsui Metal (с подложкой), RZ ≤ 1,3мкм, медная фольга для формованных схем толщиной 1,5, 2, 3 мкм.LPF (без подложки) RZ ≤ 1,72мкм. LPF (без носителя), RZ≤1,72 (типичный), предел прочности при растяжении при температуре 210℃/1ч 52,3 КГС/мм2; относительное удлинение 3,7%; тончайший размер медной фольги - 9 мкм.

(5) Тонкая электролитическая медная фольга для медных печатных плат с высокой толщиной тока

Низкопрофильная электролитическая медная фольга используется для медных печатных плат с высокой толщиной тока ≥105 мкм (3 унции). Обычно используются спецификации 105, 140, 175, 210 мкм. К фольге из сверхтолщенной электролитической меди предъявляются особые требования по толщине, толщина фольги может достигать 350 мкм (10 унций), 400 мкм (11,5 унций).

Высокоточные толстые медные печатные платы с низкопрофильной электролитической медной фольгой в основном используются для изготовления сильноточных подложек для источников питания и печатных плат с высокой теплоотдачей. Толстые медные печатные платы в основном используются в автомобильной электронике, источниках питания, мощном промышленном оборудовании управления, оборудовании для солнечной энергетики и т.д. В последние годы теплопроводность печатных плат увеличивается. В последние годы теплопроводность печатных плат стала одной из самых популярных и важных характеристик. Рынок медной фольги сверхтолщенной толщины расширяется. В то же время развитие технологии изготовления тонкопроволочных печатных плат из толстой меди и ее применение в обрабатывающей промышленности требуют использования сверхтолщенной медной фольги с тонкими свойствами. Тонкая, например, толстая медная фольга Mitsui Metals типа RTF: MLS-G (тип II), Rz = 2,5 мкм (типичный продукт). Люксембург TW-B, Rz ≤ 4,2 мкм (технические характеристики продукта)

Расширение рынка и требования к производительности ультратонких электролитических медных оболочек для корпусов микросхем

В недавней статье, написанной зарубежным экспертом по печатным платам, описывается рынок применения и требования к производительности ультратонкой низкопрофильной медной фольги. В документе говорится: “С 2017 года на платах HDI появилось большое количество микросхемных плат, которые широко используются в процессе нанесения покрытия на линии. Этот процесс называется полуаддитивным процессом (SAP), это использование технологии линейного нанесения покрытия для удовлетворения требований к линейной структуре платы IC толщиной менее 15 мкм, этот процесс стал основным направлением HDI после того, как в производственном процессе используется не обычный процесс производства печатных плат HDI, а ультратонкийрегулировка по технологии полуаддитивной обработки тонких медных пластин (MSAP).”

“Разница между полуаддитивной обработкой (SAP) для микросхем и MSAP с использованием медной фольги для SLP заключается в том, что на обрабатываемые платы предварительно наносится ультратонкая медная фольга под давлением. В настоящее время хорошо зарекомендовавший себя процесс SAP, как правило, представляет собой тонкопленочный материал ABF с осаждением меди на всю поверхность, который не подходит для большинства существующих производственных установок. Это привело к усовершенствованному решению - полуаддитивному процессу получения ультратонкой медной фольги.”

В этой статье приводится сравнение процесса полуаддитивной обработки (MSAP) с получением ультратонкой медной фольги (см. рисунок 2). Здесь указано, где находится “ультратонкая медная фольга, предварительно обработанная давлением”, чтобы читателю было понятнее.

Ключевым моментом процесса получения полуаддитивной пленки с медным покрытием является использование меди-носителя, которая помогает стабилизировать прочность медной фольги на отслаивание и улучшает сцепление волокон”, - говорится в документе. Тонкая медная фольга, нанесенная на подложку прессованием, характеризуется высокой и стабильной прочностью на отслаивание, однородностью толщины ультратонкой фольги, низкой шероховатостью поверхности, достаточной стойкостью к окислительному покрытию гладких поверхностей фольги, травлению тонких контуров и т.д. Основными характеристиками тонкой медной фольги являются высокая прочность на отслаивание, равномерная толщина фольги, низкая шероховатость поверхности, соответствующая стойкость к окислительному покрытию гладких поверхностей фольги и высокая стойкость к травлению более тонких контуров. Среди них наиболее важным показателем производительности является прочность медной фольги на отслаивание.