Изготовление многослойных печатных плат высокой сложности

Контрактная разработка и производство электроники

Изготовление СВЧ-фильтров

 г. Киев, ул. Дегтяревская, 53 А, оф. 202,  тел. +38 (044) 331-03-75, +38 (044) 451-58-80,

 mail: kiev@ictech.com.ua ;    info@ictech.com.ua

ENG

Технологические возможности  изготовления печатных плат

компании Институт компьютерных технологий

Технологические нормы изготовления топологии многослойных печатных плат:

Толщина печатных плат от 0,30 до 8,00 мм

Максимальный размер:

  •  для многослойных печатных плат - 620,00 х 813,00 мм
  • для гибких и гибко-жестких ПП 350,00 х 500,00 мм

Минимальный диаметр отверстий:

  • в опытных образцах могут применяться – 0,15 мм
  • в серийных изделиях – 0,20 мм
  •  для плат на основе PTFE и APPE – 0,25 мм
  • для отверстий с применением технологии обратной сверловки на объединительных панелях – 0,50 мм
  • максимальный диаметр отверстий подлежащих заполнению смолой – 0,40 мм
  •  мин. диаметр полуотверстий на торцах платы – 0,30 мм

Отношение толщины платы к диаметру сверловки:

Ширина проводников и зазор между ними:

Толщина
фольги
Прототипы и
опытные образцы
Серийные
изделия
во внутренних слоях
12 мкм (1/3 oz) 0,075/0,075 0,075/0,075
18 мкм(1/2 oz) 0,075/0,075 0,075/0,075
35мкм(1/3 oz) 0,075/0,100 0,075/0,100
70мкм(2 oz) 0,100/0,125 0,200/0,140
100мкм(3 oz) 0,125/0,200 0,125/0,200
200мкм(6 oz) 0,200/0,400 0,200/0,410
300мкм(9 oz) 0,280/0,610 0,280/0,750
во внешних слоях, мм
12мкм(1/3 oz) 0,075/0,075 0,075/0,100
18мкм(1/2 oz) 0,085/0,085 0,0100/0,150
35мкм(1 oz) 0,115/0,125 0,120/0,140
70мкм(2 oz) 0,150/0,175 0,150/0,200
100мкм(3 oz) 0,175/0,250 0,175/0,300
200мкм(6 oz) 0,255/0,470 0,255/0,540
300мкм(9 oz) 0,330/0,760 0,330/0,840
Диаметр
отверстия
Прототипы и
опытные образцы
Серийные
изделия
0,20 мм и менее 10:1 8:1
0,30 мм и менее 12:1 10:1
0,80 мм и менее 16:1 12:1
более 0,80 мм и менее 20:1 15:1
для объединительных панелей - 30:1
для технологии заполнения смолой - 8:1
для плат на основе PTFE и APPE - 8:1

Точность обеспечения размеров отверстий:

  • диаметр металлизированных отверстий – ±75 мкм
  • диаметр не металлизированных отверстий – ±50 мкм
  • диаметр металлизированных отверстий под запрессовку – ±50 мкм
  • размеры пазов, зенковок и слотов – ±150 мкм

Точность позиционирования отверстий – ±75 мкм

Точность слепых пазов и выемок – ±100 мкм

Минимальный зазор от стенки металлизации канала сверловки до меди в питающих слоях:

  • в опытных образцах и прототипах для плат с количеством слоев 8 и менее – 140 мкм
  •  в опытных образцах и прототипах для плат с количеством слоев 14 и менее – 170 мкм
  • в опытных образцах и прототипах для плат с количеством слоев более 14 – 180 мкм
  • в серийных платах с кол-вом слоев 8 и менее - 180 мкм
  • в серийных платах с кол-вом слоев более 8 - 200 мкм
  • для лазерных микроотверстий – 125 мкм

Мин. радиус фрезеровки пазов и слотов – 0,30 мм

Минимальная толщина диэлектрика, подлежащего обработке с помощью V-CUT:

  • 0,40 мм для одностороннего скрайбирования
  • 0,60 мм для двухстороннего скрайбирования

Максимальная толщина диэлектрика, подлежащего обработке с помощью V-CUT – 3,20 мм

Точность скрайбирования

  • нанесение и совмещение линий – 0,10 мм
  • угол скрайбирования – ±5°

Точность изготовления проводников составляет:

  • для проводников шириной 0,25мм и менее в опытных образцах и прототипах – ±25мкм
  • для проводников шириной более 0,25мм в опытных образцах и прототипах – ±38мкм
  • В серийных изделиях точность изготовления регламентируется стандартами IPC-A-600G и составляет менее ±20%

Минимальный размер площадок под BGA микросхемы:

  • HASL SnPb – не менее 0,250мм
  • HASL Pb free – не менее 0,350мм
  • иммерсионные покрытия – не менее 0,175мм

Минимальное расстояние между соседними площадками:

  • в опытных образцах для плат с иммерсионным покрытием при использовании базовой фольги18 мкм и менее – 90 мкм
  • в серийных платах с иммерсионным покрытием при использовании базовой фольги 18 мкм и менее – 100 мкм
  • в опытных образцах для плат с покрытием типа HASL при использовании базовой фольги 18 мкм и менее – 175 мкм
  •  в серийных платах с покрытием типа HASL при
  • использовании базовой фольги 18 мкм и менее – 200 мкм

Минимальный размер неподключенных к цепям элементов топологии – 0,20 мм

Возможные цвета шелкографии: белый, желтый, черный

Минимальный размер элементов шелкографии:

  •  в опытных образцах и прототипах – не менее 0,70мм
  • в серийных платах – не менее 1,00мм

Мин. ширина мостиков маски между площадками:

  • для паяльной маски зеленого цвета при использовании базовой фольги 18 мкм и менее – 100 мкм
  • для паяльной маски других цветов при использовании базовой фольги 18 мкм и менее – 125 мкм
  • для паяльной маски всех цветов при использовании базовой фольги 35 мкм – 150 мкм
  • для паяльной маски всех цветов при использовании базовой фольги 75 мкм и более – 200 мкм

Виды и параметры материалов для изготовления многослойных печатных плат

Виды и параметры материалов для многослойных печатных плат:

Вид Состав Tg (C°) Dk Наименование
FR4 Базовый материал.
Стеклотекстолит (слоистый пластик на основе
диановых эпоксидных смол, арминованный
стеклотканью), с рабочей температурой от
–50 до +110 °C
130-150 4,2-4,7 Shengyi S1141;
Isola DE104, DE114;
KINGBOARD LAMINATES KB-6150;
ILM GF212; DooSan DS-7405.
FR4 halogen free Стеклотекстолит на основе
модифицированных эпоксидных смол.
Не содержит галогенов, сурьмы, фосфора,
Не выделяет опасных веществ при горении.
130-160 4,0-4,6 Nelco N4000EF;
Isola DE156, IS500;
ITEQ IT-140GBS, IT-140GTC, IT-859GTA
FR4 High Tg Стеклотекстолит на основе смесей диановых
и многофункциональных эпоксидных смол.
В зависимости от области применения
модифицирован бисмалеидом, триазином и
другими веществами.
Обладает повышенной термостойкостью и
более высокой стабильностью параметов при
высоких температурах. Может применяться
для изготовления печатных плат, которые
монтируются по бессвинцовой технологии.
150-200 3,6-4,5 Shengyi S1170 S1000;
Isola FR408, IS410, FR406, GETEK;
ITEQ IT170, IT180, IT150DA;
Nelco N4000, N4350, N5000;
Panasonic Megtron 4, Megtron 6;
Elite EM-827; Grace Electron GA-170;
Nanya NP-180; Taiwan Union TU-752, TU-662;
Hitachi MCL-BE-67G(H), MCL-E-679(W), MCL-E- 679F(J)
FR-4 с высокой
трекостойкостью
Материал на основе модифицированных
эпоксидных смол. Применяется для ПП с
высокими уровнями рабочих напряжений,
высокой влажности.
130-170 4,2-4,7 Shengyi S1160; Kingboard KB-6165;
Nelco N4000-12; ITEQ IT158A, IT180A;
Isola DE104KF
FR-4 для HDI
конструкций
Стеклотекстолит эпоксидных смол
различного состава. При изготовлении
стеклотканей применяются особые типы
плетения полотна.
130-180 3,2-4,2 Shengyi S6018;
ITEQ IT180A, IT200D;
Isola FR408HR, PCL-370HR
RCC Материал на основе частично
полимеризованной эпоксидной
смолы,
нанесенной на медную фольгу. Не имеет
тканой основы.
130 и выше 3,2-3,8 PCL-CF-400, PCL-HDI-390;
СВЧ (PTFE, APPE) Полимеры на основе фторуглеродных
соединений - тефлон (PTFE), полиэфиров
(APPE), арминованных стеклотканью.
Печатные платы повышенной надежности,
обладают повышенной электрической
прочностью, влагостойкостью,
возможностью эксплуатации в режимах
высоких температур и резких перепадов
температур.
140-180 2,2-4,2 Taconic, серии TLX, TLF, TLY, RF, TLC, TLG;
Arlon, серия AD, Diclad;
Taizhou Wangling, сериb F4BK, TP;
Nelco N7000, N8000;
Rogers RO5870, Ultralam 2000
СВЧ с керамическим
наполнением
Полимеры на основе поликарбонатов
(карбоновых смол) с мелкодисперсным
керамическим наполнителем, арминованные
стеклотканью.
150-200 2,0-6,0 Rogers RO4350, RO4003, 25FR, 25N;
Nelco NH9000
СВЧ на керамической
основе
Композитный материал на основе керамики,
с органическим связующим. Имеет
малые потери.
180-200 3,27-10 Rogers RT6010;
TMM;
Taconoc CER-10
Pl (полиимид) Пленки малой толщины из
полимеризованного полиимида.
Материал для производства гибких и гибко-
жестких плат.
195-220 3,3-3,8 Dupont серии LF, Pyralux;
ThinFlex Polyimide;
Shengyi SFH640-2.

Для изготовления многослойных печатных плат с количеством слоев более четырех рекомендуем применять

материалы группы FR4 High Tg. Эти материалы обеспечивают:

  • Высокое качество и надежность МПП
  • Пригодность МПП для многократного ремонта и переустановки BGA-компонентов
  • Пригодность МПП для бессвинцовых режимов монтажа

Виды финишных покрытий при изготовлении многослойных печатных плат

Вид покрытия Описание покрытия Толщина покрытия
HASL SnPb Покрытие на основе оловяно-свинцового эвтектического сплава.
Наносится путем оплавления с последующим выравниванием горячим воздухом.
Отличная паяемость, недостаточная плоскостность, несовместимость с
бессвинцовыми технологиями монтажа.
2,0…40,0 мкм
на площадках малых размеров
толщина не нормируется
HASL Lead Free Бессвинцовое покрытие на основе субэвтектического сплава олова.
Наносится путем оплавления с последующим выравниванием горячим воздухом.
Удовлетворительная паяемость, недостаточная плоскостность. Соответствует
требованиями международной директивы RoHS.Применение ведет к высокому
риску образования интерметаллидов.
2,0…40,0 мкм
на площадках малых размеров
толщина не нормируется
ENIG Иммерсионное золото по подслою гальванического никеля.
Используется для обеспечения ровной поверхности контактных площадок и
длительному сохранению паяемости печатной платы.
Отличная паяемость, совместимость со всеми технологиями монтажа.
Au 0,05…0,10 мкм / Ni 3…5 мкм
ENEPIG Иммерсионное золото с подслоем гальванического никеля и палладия.
По сравнению с ENIG имеет более высокую химическую стойкость.
Обеспечивает лучшую ремонтопригодность ПП.
Au 0,05…0,10 мкм / Pd 0,05…0,12 /
Ni 3…5 мкм
Flash Gold Гальваническое золото по подслою гальванического никеля.
Используется для обеспечения ровной поверхности контактных площадок и
длительному сохранению паяемости печатной платы.
Хорошая паяемость, совместимость со всеми технологиями монтажа.
Au 0,025…0,05 мкм / Ni 3…5 мкм
Immersion Tin Гальваническое золото по подслою гальванического никеля.
Используется для обеспечения ровной поверхности контактных площадок и
длительному сохранению паяемости печатной платы.
Хорошая паяемость, совместимость со всеми технологиями монтажа.
Au 0,025…0,05 мкм / Ni 3…5 мкм
Immersion TinOm Иммерсионное олово поверх подслоя органического металла.
Обеспечивает ровную поверхность, имеет хорошую паяемость и длительный срок
пригодности для монтажа. Снижает риск образования интерметаллидов.
от 1,00 мкм
Immersion Silver Иммерсионное серебро.
Обеспечивает ровную поверхность, имеет хорошую паяемость и длительный срок
пригодности для монтажа. Покрытие чувствительно к содержанию соединений
серы и галогенов в атмосфере.
0,07…0,20 мкм
Soft Gold Гальваническое золото по подслою гальванического никеля.
Предназначено для разварки выводов кристаллов на ПП золотой проволокой с
применением плазменной сварки.
Au 1,5...3,0 мкм / Ni 3…5 мкм
Soft Gold Гальваническое золото по подслою гальванического никеля.
Предназначено для разварки выводов кристаллов на ПП золотой или
алюминиевой проволокой с применением ультразвуковой сварки.
Au 0,5…1,0 мкм / Ni 3…5 мкм
Hard Gold Гальваническое золото по подслою гальванического никеля.
Применяется в качестве финишного покрытия контактов краевых ламельных
разъемов (технология Gold Fingers). Может использоваться в качестве
селективного финишного покрытия износостойких элементов ПП. Отличается наличием в своем составе легирующих примесей.
Au 0,2…2,0 мкм / Ni 3…5 мкм
Карбоновое покрытие Применяется для создания контактных
площадок, подверженных воздействию механических нагрузок (крепежные,
установочные и пр.)
0,10…0,40 мкм

Типы  и параметры материалов для гибко-жестких печатных плат

Материалы, применяемые для изготовления ГПП:

  • Основание - полиимид 13, 25, 50, 75 мкм. Dk=3,5
  • Адгезив - акрил 13, 25, 50, 75 мкм. Dk=3,6
  • Проводящий слой - медь 9,18, 35, 70 мкм
  • Покрытие - полиимид 13, 25, 50, 75 мкм. Dk=3,5
  • Упрочнитель - полиимид или FR4 толщиной 0,1÷1,0 мм
  • Жесткая часть - ламинат толщиной 0,1÷0,5 мм
  •  Препреги - 1080 (0,06 мм), 2116 (0,1мм)

Финишные покрытия, рекомендованные для гибких и

гибко-жестких печатных плат:

  • Органическое покрытие - OSP
  • Иммерсионное золото - ENIG
  • Иммерсионное серебро - ImAu

Особенности конструкций гибких и гибко-жестких ПП:

Максимальное число слоев:

  • в гибкой части – 8;
  • в жесткой части – 14.
  • Минимальный диаметр отверстий – 0,20 мм.
  • Мин. толщина диэлектрика в гибкой части – 25 мкм.

Минимальная ширина проводников:

  •  в гибкой части – 0,10 мм;
  • в жесткой части – 0,075 мм.
  • Материал упрочнителя для гибких шлейфов – FR-4 или полиимид толщиной 0,10÷1,0 мм.
  • В местах сочленения гибкой и жесткой части применяются силиконовые валики.
  • Макс. размер групповой заготовки – 350,00х500,00 мм.

Критерии проектирования, изготовления и контроля качества гибких и гибко-жестких печатных плат изложены в международном стандарте IPC-2223A, но не описаны в современных ГОСТах.

Инженеры ИКТ оказывают содействие по адаптации и редизайну существующих проектов для перехода на гибко-жесткие технологии.

Для получения консультаций по проектированию и изготовлению гибко-жестких печатных плат - свяжитесь с техническим отделом Института компьютерных технологий.

Типы  и параметры материалов для плат с металлическим  основанием

Материалы для изготовления печатных плат на металлическом основании:

Производитель Наименование
Laird (Thermagon) T-lam SS 1K04; T-lam SS 1K06;T-lam SS 1K08
ARLON ML99; ML92
Bergquist HT-04503; HT-07006; LTI-04503;LTI-06005; MP-06503; CML-11006
ITEQ IT-859; IT-889
CHAO SHUN CCAF-01; CCAF-04; CCAF-05; CCAF-06
HeroSail (Tongling) HRA-5100; HRA-5105; HRA-5110;HRA-5115
Venteq VT-44A; VT-4A1; VT-4A2; VT-4A3
Totking T-110; T-111; T-112; T-113; T-200;T-300; T-500

Возможности ИКТ по изготовлению печатных плат на металлическом основании:

• Макс. размер плат (групповых заготовок) - 609х609 мм

• Минимальный размер плат - 5,00х5,00 мм

• Максимальная толщина платы - 5,00 мм

• Теплопроводность диэлектрика от 1,0 Вт/мК до 2,8 Вт/мК

• Толщина диэлектрика от 60 мкм

• Толщина меди до 350 мкм (10oz)

• Толщина основания от 0,8 мм до 3,0 мм

• Материал оснований: алюминий, медь, железо, сталь

• Мин. размер не металлизированных отверстий - 0,50 мм

Типы  и параметры материалов для СВЧ-печатных плат

Особенностями СВЧ печатных плат является отсутствие на всей плате или на значительной ее части паяльной маски, а также применение тонких финишных покрытий, дающих гладкую и ровную поверхность - иммерсионное олово и иммерсионное серебро.

На этапе подготовки к проектированию уточняйте у специалистов ИКТ особенности применяемых материалов и их наличие на складах производителей. Это позволит создать корректный дизайн СВЧ печатных плат, не требующий доработок и правок на этапе подготовки к производству.

Материал Dk Dr Теплопроводность
Вт/м°C
Z-Axis CTE
ppm/°C
Isola G 200/GI 180 3,90 - 4,10 0,009 - 0,013 0,48 140
Taizhou Wangling
сери F4T, F4BK, TF, TP
2.30 - 6.00; 9,60; 10,20;
10,50; 11,00 - 16.00
0,001 и менее - 0,75 - 1,00 (%)
Rogers RO4003 3,38 0,0022 0,64 46
Rogers RO4003 2,40 - 2,60 0,0019 0,50 150
Nelco N7000 3,90 0,0095 0,50 1,70 (%)
Nelco N9000 2,00 - 2,60 0,0006-0,0022 - 150 - 260
Arlon AD320 3,20 0,0030 0,24 128
Arlon AR1000 10,00 0,0030 0,64 37
Taconic TLC 2,75 - 3,20 0,0030 0,24 70
Taconic TLY 2,17 - 2,40 0,0009 0,22 280
Taconic TLX 2,45 - 2,65 0,0019 0,14 140
Taconic RF-35 3,50 0,0028 0,35 64
Rogers TMM10i 9,8 0,0022 0,76 20
Taconic CER-10 10 0,0035 - 46