Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
IC-Substrat

IC-Substrat - Analyse gängiger Leiterplattensubstrate

IC-Substrat

IC-Substrat - Analyse gängiger Leiterplattensubstrate

Analyse gängiger Leiterplattensubstrate

2021-08-23
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Author:Belle

Die schnelle Entwicklung der elektronischen Informationsindustrie hat es elektronischen Produkten ermöglicht, sich in Richtung Miniaturisierung, Funktionalisierung, hohe Leistung und hohe Zuverlässigkeit zu entwickeln. Von der allgemeinen Oberflächenmontagetechnologie (SMT) Mitte der 1970er Jahre bis zur High-Density Interconnect Surface Mount Technologie (HDI) in den 1990er Jahren sowie der Anwendung verschiedener neuer Verpackungstechnologien wie Halbleiterverpackungen und IC-Verpackungstechnologie, die in den letzten Jahren entstanden sind, entwickelt sich die elektronische Installationstechnik weiter in Richtung hoher Dichte. Gleichzeitig fördert die Entwicklung der hochdichten Verbindungstechnologie die Entwicklung von Leiterplatten in Richtung hoher Dichte. Mit der Entwicklung der Montagetechnik und PCB-Technologie verbessert sich auch die Technologie des kupferplattierten Laminats als Leiterplattensubstratmaterial ständig. Experten prognostizieren, dass die weltweite elektronische Informationsindustrie in den nächsten zehn Jahren mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 7,4% wachsen wird. Bis 2010 wird der weltweite Markt der elektronischen Informationsindustrie 3,4 Billion US-Dollar erreichen, von denen die elektronische komplette Maschine 1,2 Billion US-Dollar betragen wird, und Kommunikationsgeräte und Computer werden mehr als 70% von ihnen auf 0,86 Billion US-Dollar ausmachen. Es zeigt sich, dass der riesige Markt für kupferplattierte Laminate als elektronische Grundstoffe nicht nur weiter bestehen wird, sondern sich auch mit einer Wachstumsrate von 15%. Die relevanten Informationen der Copper Clad Laminate Industry Association zeigen, dass in den nächsten fünf Jahren, um sich den Entwicklungstrends der hochdichten BGA-Technologie und der Halbleiterverpackungstechnologie anzupassen, der Anteil an hochleistungsfähigen dünnen FR-4- und Hochleistungsharzsubstraten steigen wird.

Kupferplattiertes Laminat (CCL), als Substratmaterial in der Leiterplattenherstellung, spielt hauptsächlich die Rolle der Verbindung, Isolierung und Unterstützung der Leiterplatte und hat einen großen Einfluss auf die Übertragungsgeschwindigkeit, den Energieverlust und die charakteristische Impedanz des Signals in der Schaltung. Die Leistung, Qualität, Verarbeitbarkeit in der Herstellung, Fertigungsniveau, Herstellungskosten und langfristige Zuverlässigkeit und Stabilität von CCL hängen in hohem Maße vom Material des kupferplattierten Laminats ab.

CCL Technologie und Produktion haben mehr als ein halbes Jahrhundert der Entwicklung durchlaufen. Jetzt hat die jährliche Produktion von CCL der Welt 300 Millionen Quadratmeter überschritten, und CCL ist ein wichtiger Bestandteil von Grundmaterialien in elektronischen Informationsprodukten geworden. Die kupferplattierte Laminatherstellungsindustrie ist eine Sonnenaufgangsindustrie. Es hat breite Perspektiven zusammen mit der Entwicklung der elektronischen Informations- und Kommunikationsindustrie. Seine Fertigungstechnologie ist eine High-Tech, die mehrere Disziplinen durchdringt, durchdringt und fördert. Die Entwicklungsgeschichte der elektronischen Informationstechnologie zeigt, dass kupferplattierte Laminattechnologie eine der Schlüsseltechnologien ist, die die schnelle Entwicklung der Elektronikindustrie fördern.

Die Schlüsselaufgaben der kupferplattierten Laminatindustrie in meinem Land in der zukünftigen Entwicklungsstrategie. In Bezug auf Produkte sollten Anstrengungen auf fünf Arten von neuen PCB-Substratmaterialien unternommen werden, das heißt durch die Entwicklung von fünf Arten von neuen Substratmaterialien und technologische Durchbrüche., Damit die Spitzentechnologie der CCL meines Landes verbessert wurde. Die Entwicklung der fünf Typen neuer Hochleistungs-CCL-Produkte, die unten aufgeführt sind, ist ein Schlüsselthema, dem Ingenieure und Techniker in der kupferplattierten Laminatindustrie meines Landes in der zukünftigen Forschung und Entwicklung Aufmerksamkeit schenken sollten.

Leiterplattensubstrate

1. Bleifreies kompatibles kupferplattiertes Laminat

Auf der Tagung der Europäischen Union am Oktober 11,2002 wurden zwei "europäische Richtlinien" zum Umweltschutz verabschiedet. Sie werden die Entschließung am 1.Juli 2006 förmlich umsetzen. Die beiden "Europäischen Richtlinien" beziehen sich auf die "Richtlinie über Elektro- und Elektronikproduktabfälle" (WEEE) und die "Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe" (RoHs). In diesen beiden gesetzlichen Richtlinien werden die Anforderungen klar genannt. Die Verwendung bleihaltiger Materialien ist verboten. Der beste Weg, auf diese beiden Richtlinien zu reagieren, besteht daher darin, so schnell wie möglich bleifreie kupferplattierte Laminate zu entwickeln.

2. Hochleistungs-Kupfer plattiertes Laminat

Die hier genannten Hochleistungs-kupferplattierten Laminate umfassen kupferplattierte Laminate mit niedriger Dielektrizitätskonstante (Dk), kupferplattierte Laminate für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten, kupferplattierte Laminate mit hoher Hitzebeständigkeit und verschiedene Substratmaterialien für mehrschichtige Laminate (harzbeschichtete Kupferfolie, organische Harzfolie, die die Isolierschicht aus laminierter Mehrschichtplatte, glasfaserverstärktes oder anderes organisches faserverstärktes Prepreg darstellt, etc.). In den nächsten Jahren (bis 2010) sollten bei der Entwicklung dieser Art von Hochleistungs-kupferplattierten Laminaten entsprechend der prognostizierten zukünftigen Entwicklung der elektronischen Installationstechnik die entsprechenden Leistungsindexwerte erreicht werden.

3. Substratmaterial für IC Paket Carrier Board

Die Entwicklung von Substratmaterialien für IC-Verpackungssubstrate (auch IC-Verpackungssubstrate genannt) ist derzeit ein sehr wichtiges Thema. Es ist auch ein dringender Bedarf, die IC-Verpackungs- und Mikroelektronik-Technologie meines Landes zu entwickeln. Mit der Entwicklung von IC-Verpackungen in Richtung hoher Frequenz und niedrigem Stromverbrauch werden IC-Verpackungssubstrate in wichtigen Eigenschaften wie niedrige dielektrische Konstante, niedriger dielektrischer Verlustfaktor und hohe Wärmeleitfähigkeit verbessert. Ein wichtiges Thema zukünftiger Forschung und Entwicklung ist die effektive thermische Koordination und Integration von Substratwärmeanschlusstechnik – Wärmeableitung.

Um die Freiheit des IC-Verpackungsdesigns und der Entwicklung neuer IC-Verpackungstechnologien zu gewährleisten, ist es unerlässlich, Modellversuche und Simulationstests durchzuführen. Diese beiden Aufgaben sind sehr bedeutsam, um die charakteristischen Anforderungen von Substratmaterialien für IC-Verpackungen zu meistern, d.h. ihre elektrische Leistung, Wärme- und Wärmeableitungsleistung, Zuverlässigkeit und andere Anforderungen zu verstehen und zu meistern. Darüber hinaus sollte sie weiter mit der IC-Verpackungsdesign-Industrie kommunizieren, um einen Konsens zu erzielen. Die Leistung des entwickelten Substratmaterials wird dem Designer des kompletten elektronischen Produkts rechtzeitig zur Verfügung gestellt, so dass der Designer eine genaue und fortschrittliche Datengrundlage aufbauen kann.

Der IC-Paketträger muss auch das Problem der Inkonsistenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten mit dem Halbleiterchip lösen. Selbst bei der Aufbauplatine, die für die Herstellung von Mikroschaltungen geeignet ist, ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Isoliersubstrats im Allgemeinen zu groß (im Allgemeinen beträgt der Wärmeausdehnungskoeffizient 60ppm/°C). Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Substrats erreicht etwa 6 ppm, was dem des Halbleiterchips nahe kommt, was tatsächlich eine "schwierige Herausforderung" für die Fertigungstechnik des Substrats darstellt.

Um sich an die Entwicklung der hohen Geschwindigkeit anzupassen, sollte die dielektrische Konstante des Substrats 2.0 erreichen, und der dielektrische Verlustfaktor kann nahe an 0.001 sein. Aus diesem Grund wird eine neue Generation von Leiterplatten, die die Grenzen herkömmlicher Substratmaterialien und traditioneller Herstellungsverfahren überschreiten, voraussichtlich rund um 2005 in der Welt erscheinen. Der technologische Durchbruch ist vor allem der Durchbruch bei der Verwendung neuer Substratmaterialien.

Um die zukünftige Entwicklung der IC-Verpackungsdesign- und Fertigungstechnologie vorherzusagen, gibt es strengere Anforderungen an die verwendeten Substratmaterialien. Dies zeigt sich vor allem in folgenden Aspekten: 1. Hohe Tg entsprechend bleifreiem Fluss. 2. Erreichen Sie einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor, der der charakteristischen Impedanz entspricht. 3. Niedrige dielektrische Konstante entsprechend hoher Geschwindigkeit (ε sollte nahe 2 sein). 4. Geringer Verzug (verbessern Sie die Ebenheit der Substratoberfläche). 5. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme. 6. Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, so dass der Wärmeausdehnungskoeffizient nahe 6ppm ist. 7. Niedrige Kosten des IC-Paketträgers. 8. Niedriges Substratmaterial mit eingebauten Komponenten. 9. Um die thermische Schockbeständigkeit zu verbessern, wird die mechanische Grundfestigkeit verbessert. Es ist für das Substratmaterial geeignet, das die Leistung unter dem Temperaturwechselzyklus von hoch nach niedrig nicht reduziert. 10. Ein kostengünstiges grünes Substratmaterial, das für hohe Reflow-Löttemperatur geeignet ist.

Vier, kupferplattierte Laminate mit speziellen Funktionen Die kupferplattierten Laminate mit speziellen Funktionen beziehen sich hauptsächlich auf: metallbasierte (Kern-)kupferplattierte Laminate, kupferplattierte Laminate auf keramischer Basis, hochdielektrische Konstantlaminate, kupferplattierte Laminate (oder Substratmaterialien) für eingebettete passive Komponenten-Typ-Mehrschichtplatten, kupferplattierte Laminate für optisch-elektrische Schaltungssubstrate usw. Die Entwicklung und Produktion dieser Art von kupferplattierten Laminaten ist nicht nur für die Entwicklung neuer Technologien für elektronische Informationsprodukte, sondern auch für die Entwicklung von Luftfahrt- und Militärindustrien in meinem Land erforderlich.

Fünf Hochleistungs-flexibles kupferplattiertes Laminat Seit der industriellen Großproduktion flexibler Leiterplatten (FPC) hat es mehr als 30-jährige Entwicklung erfahren. In den 1970er Jahren begann FPC in die Massenproduktion der realen Industrialisierung einzutreten. Entwicklung bis Ende der 1980er Jahre, aufgrund des Aufkommens und der Anwendung einer neuen Klasse von Polyimidfilmmaterialien, FPC ohne Klebstoff Typ FPC (allgemein als "zweischichtiger FPC" bezeichnet). In den 1990er Jahren entwickelte die Welt eine lichtempfindliche Deckfolie entsprechend hochdichten Schaltkreisen, die eine große Änderung im Design von FPC bewirkte. Durch die Entwicklung neuer Anwendungsbereiche hat sich das Konzept der Produktform stark verändert und um ein größeres Spektrum an Substraten für TAB und COB erweitert. Der in der zweiten Hälfte der 1990er Jahre entstandene hochdichte FPC begann in die industrielle Großproduktion zu gelangen. Sein Schaltungsmuster hat sich schnell auf eine subtilere Ebene entwickelt. Auch die Marktnachfrage nach hochdichten FPC wächst rasant.

Gegenwärtig hat der jährliche Produktionswert von FPC in der Welt etwa US$3 Milliarden bis US$3,5 Milliarden erreicht. In den letzten Jahren hat die Produktion von FPC in der Welt zugenommen. Auch ihr Anteil an Leiterplatten steigt von Jahr zu Jahr. In den USA und anderen Ländern macht FPC 13%-16% des Ausgangswertes der gesamten Leiterplatte aus. FPC wird zu einer sehr wichtigen und unverzichtbaren Sorte in PCB.

In Bezug auf flexible kupferplattierte Laminate gibt es eine große Lücke zwischen China und fortgeschrittenen Ländern und Regionen im Produktionsmaßstab, Fertigungstechnologieniveau und Rohstoffherstellungstechnologie, und diese Lücke ist sogar größer als die von starren kupferplattierten Laminaten.

Zusammenfassung

Die Entwicklung der kupferplattierten Laminattechnologie und -produktion und der elektronischen Informationsindustrie, insbesondere die Entwicklung der Leiterplattenindustrie sind synchronisiert und untrennbar miteinander verbunden. Dies ist ein Prozess kontinuierlicher Innovation und kontinuierlicher Verfolgung. Der Fortschritt und die Entwicklung von kupferplattierten Laminaten werden auch von der Innovation und Entwicklung elektronischer Produkte, Halbleiterfertigungstechnologie, elektronischer Montagetechnik und Leiterplattenherstellungstechnologie angetrieben. In diesem Fall werden wir gemeinsam Fortschritte machen. Eine synchrone Entwicklung ist besonders wichtig.