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1 de enero de 2014

fabricación de PCB Reid sobre Fiabilidad: El Wrap Grieta. Vias y microvías Buried son creados por un proceso de laminación secuencial, que es el número de pasos de laminación que la junta está expuesta a durante la fabricación

Vias y microvías Buried son creados por un proceso de laminación secuencial, que es el número de pasos de laminación que la junta está expuesta a durante la fabricación. La primera laminación se utiliza para hacer el núcleo que incluye el enterrado a través. Se procesa igual que una placa de circuito normal, haciendo que las capas internas con las capas interiores de circuitos discretos, laminar la pila juntos, y la perforación de la pila laminada. El tablero se somete entonces a desmear y preparación agujero, sin corriente eléctrica y de las planchas de cobre electrolítico en el agujero y el grabado para producir circuitos discretos.Después de eso, la junta se somete a una o más etapas de laminación en el que otras estructuras, como microvías, se forman.

En el proceso de recubrimiento de cobre sobre el núcleo inicial, producimos una envoltura de cobre que va a través del cañón del agujero, y sobre la lámina de cobre en la superficie alrededor del agujero. Este cobre produce lo que se llama la envoltura. Una grieta envoltura es similar a una grieta de esquina en una de PTH.

Hay dos estilos de microvías o vías enterradas: aquellos con tapas de cobre y los que no tienen tapas de cobre. Si no hay necesidad de una tapa de cobre, decir con microvías escalonados, el núcleo está lista para tener los agujeros llenos con epoxi o tener el epoxi en fase B llenar el agujero durante la laminación. Con frecuencia, el epoxi en fase B se utiliza para rellenar automáticamente el microvia o enterrado vía. Hay ocasiones en que el difunto a través de es demasiado grande o demasiado largo para el epoxi B-etapa para llenar adecuadamente los enterrados a través durante el proceso de laminación. En esos casos, un epoxi de terceros puede ser usada para llenar los agujeros perforados. El relleno de terceros puede ser epoxi conductor o no, ya que la corriente eléctrica es transportada por el revestimiento de cobre en la pared de la vía enterrada.

Si se requiere una tapa de cobre, como en microvías apiladas, a continuación, el núcleo se puede poner a través de un proceso llamado de aplanado o biselado. A veces, el cobre en la superficie del núcleo es tan gruesa que, con la tapa de cobre, la separación dieléctrica entre la parte superior de la enterrado a través y por encima de la capa se reduce. Con ½ onzas de lámina de cobre, el espesor es típicamente 15,2 micras (0,0006 ") de cobre, 30,5 micras (0,0012") de la siembra en el orificio de la superficie del orificio metalizado y 30,5 micras de cobre para la tapa de cobre. En este caso, tenemos un total de 76,2 micras (0,003 ") de apegarse cobre hacia el dieléctrico. Si usamos 127 micras (0,005 ") de dieléctrico después de la laminación, un puesto de cobre sobresale en el dieléctrico 76,2 micras, reduciendo de este modo la separación dieléctrica a 50,8 micras (0,002"). Esto significa que el vidrio en el dieléctrico será comprimido durante la etapa de laminación. La compresión de las fibras de vidrio hace que un área entre las capas que ha reducido la cantidad de resina. Esta compresión de las fibras de vidrio puede ser descrito comode bloqueo de vidrio o en casos extremos puede producir una grieta de vidrio .

Figura 1. Planarización de la compresión gorra, abrigo y vidrio.

Para eliminar esta condición de bloqueo de vidrio o cristal de crack, el fabricante planarizes frecuencia, o chaflanes, los circuitos de cobre antes de la tapa es plateado. Esto se hace para reducir el espesor de cobre de la envoltura y producir una superficie lisa. Planarización se realiza en ambos lados del núcleo. El problema es que el núcleo puede tener variación en el espesor de chapado de cobre debido a los problemas de distribución de corriente. Aunque el cobre se supone que es de 30.5 m (0,0012 ") de espesor, que puede ser tan baja como 20,3 micras (0,00079") de espesor en algunas zonas o en el lado opuesto del tablero.Así que el paso de aplanado tiene que ser controlada a skive agresivamente en el 30,5 micras (0,0012 ") de circuito y menos agresiva en el circuito que tiene 17,8 micras (0,0007") de placas de cobre.

A continuación, el núcleo se somete a electrolítico y recubrimiento de cobre electrolítico y se produce la tapa. Después de grabado, el núcleo puede ser raspada o aplana de nuevo para producir una superficie lisa y reducir el espesor de la tapa.

Un estudio demostró que una envoltura que es de 5,0 micras (0,0002 ") de espesor es robusto donde como una envoltura de menos de 5,0 micras es propenso a fallas tempranas. En base a esto, creo que una envoltura de 10,1 micras (0,0004 ") es adecuada para proporcionar una banda de seguridad. Lo mismo es cierto para la tapa. Una tapa de 5.0 micras parece ser robusto en la mayoría de las aplicaciones, por lo que haría que el requisito de ser 10,1 micras como una banda de seguridad. IPC-6012 especifica que el abrigo y la gorra será de un mínimo de 12 micras (0,00047 ") y la tapa serán de 12 micras. Añadir a que el espesor de la lámina, en este caso 15,2 micras (0,0006 "). Esto hace que el cobre mínimo sobresale en el dieléctrico de un total de 38,1 micras (0,0015 ").

Figura 2. Planarización de la tapa y del abrigo.

Para entender el papel de la tapa en los circuitos que tenemos que entender cómo el flujo de electricidad a través de la vía enterrada (véaseReid en Confiabilidad: Lifted Pad Stacked microvia Falla ). Lo que encontramos es que si la tapa forma la plataforma de destino para una microvia, se convierte en una parte integral del circuito y una grieta entre la tapa y la envoltura producirá un proceso abierto.

Una tapa que no forma parte de un microvia apilada puede tener una grieta y no va a provocar un proceso abierto. Si la tapa no es parte de una estructura apilada que puede venir completamente fuera de la microvia o enterrados a través de la trayectoria eléctrica y todavía estará intacta.

Figura 3. Foto que muestra envoltura grieta.

A microvia o enterrados a través de los cuales tiene un tipo de abrigo crack del fallo se presenta como una acelerada o un desgaste acumulación daños de tipo. Por lo general, los ciclos hasta la rotura se reducen a entre 100 a 200 ciclos. Este tipo de falla se inicia con una grieta desde la esquina del dieléctrico. La grieta progresa hasta la cara de la lámina de cobre y después a través de la rodilla de la envoltura, por lo general en un ángulo de 45 °. La grieta puede entonces propagarse horizontalmente entre la envoltura y la tapa. En la Figura 4, tenga en cuenta que la grieta ha atrapado a la humedad, lo que resulta en la oxidación entre la tapa y la envoltura.

Figura 4. Animación de una grieta envoltura. Haga clic aquí para la animación.

El relleno en el o microvia enterrados es muy importante. La tapa en la parte superior de la vía enterrada produce lo que puede ser mejor descrito como una "bomba casera". La tapa atrapa el relleno dentro de la vía enterrada. A diferencia de la dieléctrica del relleno no está limitado con fibras de vidrio o X-Y-eje. El relleno se está expandiendo a todas las direcciones, X, Y y Z. Debido a que hay más dieléctrico en el eje Z la cantidad de presión que empuja hacia arriba en la tapa es mayor que el X-e Y-eje de presión.

Uno de los factores de preocupación es el coeficiente de expansión térmica del relleno en comparación con el dieléctrico. Si bien este es un factor importante creo que la T g del relleno es un factor más importante.Con una T g desajuste, el dieléctrico en el agujero de los enterrados vía puede expandirse a una tasa significativamente más alta que el dieléctrico que rodea hasta que la T g se alcanza del dieléctrico que rodea.

El mejor relleno es el relleno A-etapa del dieléctrico. Si uno puede conseguir el dieléctrico A-escenario y utilizar esto como el relleno, la T gserá igualada y el conjunto enterrado vía tendrá la misma expansión térmica a una temperatura dada.

Paul Reid es coordinador del programa en Interconnect Solutions PLP.

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