Table of Contents

The Impact of Pcb Fabrication Processes on Achievable Trace Widths and Spacing for High-density Designs

إن مجالس الدوائر المطبوعة هي العمود الفقري للالكترونيات الحديثة، وتوفر منصة مادية وترابطاً لمكونات تتراوح بين عوامل مقاومة بسيطة ومعالجات دقيقة معقدة، حيث أن الطلب على المستهلكين يدفع أجهزة إلى عوامل شكلية أصغر، وأداء أعلى، ووظيفية أكبر، والحاجة إلى وجود علاقات تداخل بين الكثافة، وبين عمليات الاختراق الرئيسية، وما إلى ذلك من أشكال الاختراق

دور التصوير الفوتوغرافي في تحديد الغرامات

إن رسم الخرائط هو الخطوة الأولى الحاسمة في تحديد أنماط السلوك على سداسي كلور البنزين، وفي هذه العملية، تطبق طبقة من المقاومة الحساسة للصور على الطرف السفلي من الكتل النحاس، ثم تتعرض للضوء فوق البنفسج من خلال جهاز تصوير يحتوي على نمط الدائرة المرغوب فيه، وتخضع المقاومة المعرضة لتغير كيميائي، مما يسمح بتطوره بصورة انتقائية، مما يترك أثراً أقل من الطبقات.

القيود المفروضة على القرار

الحد الأدنى للميزة التي يمكن أن تنتجها الصور الضوئية بشكل موثوق هو تحديد من خلال الموجة الموجية للمصدر الخفيف وجهاز البصريات رقمياً، ومنظومات التعرض التقليدية للمركبات باستخدام مصابيح العوالق الزئبقية (المسافات حوالي 365-405 نانو متر) يمكن أن تحقق علامات التتبع إلى حوالي 100 ميكروغرام (4 ملليمتر) في ظروف مثالية.

وللتغلب على هذه القيود، تعتمد مرافق الاختلاق المتقدمة جهازاً مباشراً للتصوير المباشر للملابس (LDI) [FLLT:1]، وبدلاً من استخدام جهاز تصوير بالأشعة الضوئية، تستخدم شبكة الليزر المركزة لكتابة نمط الدائرة مباشرة إلى المقاومة، مما يزيل قضايا الانتشار المرتبطة بالعلامات الضوئية ويتيح لأجهزة الإنتاج ذات الحجم الصغير (مرونة) مع إجراء تعديلات استثنائية.

اختيار الصور

ويحتاج نوع التصوير الضوئي - أي ] - فيلم رائع (liquid) أو - فيلم دري - إلى حل قابل للتحقيق، كما أن مقاومة الأفلام الجافة تُحبط على سطح النحاس وتوفر السميكة المتماثلة، مما يجعلها مناسبة لعمل ضيق النطاق.

Etching Methods and Their Impact on Trace Geometry

بعد أن تخلق الليثيوم البقعة المقاومة، يجب إزالة النحاس غير المرغوب به عن طريق الخرق، وهذه العملية هي مصدر رئيسي للتقلبات في عرض الأثر النهائي والمباعدة لأن الخرق هو في جوهره إيزوتروبيك، بمعنى أنها تهاجم النحاس في جميع الاتجاهات بمعدلات مماثلة، ونتيجة لذلك، فإن الحواف المقاومة متوقفة، مما يجعل التتبع أكثر دقة في القمة.

الرطب الكيميائي

إن الرطب، الخ، باستخدام حلول حمضية أو ألكالين )مثل الكلور الكوبريك، والكلور الخماسي، أو المواد الأمونيا( هو أكثر الطرق شيوعا، أما بالنسبة للألواح القياسية التي تحتوي على أسلاك فوق ١٠٠ ميكروغرام، فإن الحد الأدنى من المضغ يمكن التحكم به، ولكن بالنسبة لتصميمات البيوتادايين السداسيين التي تحتوي على ٥٠ - ٥٧ ميكروغرام، وما إلى ذلك، فإن الارتاهما يمكن أن يقلصا

بلسمة إتشينغ (العملية المضغية)

ولإحداث قياسات جيولوجية أفضل، يستخدم بعض المصانع العالية الصنع تقنيات الجاف والرش، مثل الأيونات الرجعية، أو مطحنة الأشعة، وتستخدم هذه العمليات بلازما من الغازات الرجعية (مثل مركبات الكلور أو الفلور) لإزالة النحاس بطريقة ذات اتجاه عال، وتكاد تنتج عنها خطوط جانبية عمودية، وتسمح بخفض مستوى المواهب إلى آخر.

اختيار المواد اللازمة للثقة بالتناسب

وتؤثر الرغاوي الفرعية والنحاس التي يتم اختيارها لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور تأثيرا مباشرا في كيفية تشكيل آثار جيدة وكيفية أدائها تحت الضغط الحراري والميكانيكي.

دوار نحاسى وهيكل جراند

(ب) بالإضافة إلى ذلك، فإن رغوة النحاس (مثلاً، 1.5 أو 1.5 أو 4 أووز، مقابل 17.5 ميكروغرام و8.75 ميكروغرام، على التوالي) ضرورية لقطع آثار ضيقة، وتحتاج حمالات الرغاوي (أوس أو أكثر) إلى فترات أطول، وزيادة التعريف الناقص وجعل الملامح الفرعية غير عملية.

الشركات الفرعية

Inlectric material must have low surface roughness to allow fine resist lines and uniform copper adhesion. Standard FR-4 can have excessive glass weave roughness that impedes fine-line etching. For HDI boards, glas-reinforced laminates with spread glass

القدرة على التصنيع

وحتى مع وجود ترجيحات مصورة ومثالية، فإن التسامح في مجال التصنيع في العالم الحقيقي يفرض قيودا على الحد الأدنى من استخدامات التتبع والباعث على المباعدة بين المسافات يمكن أن تنتج باستمرار، وهذه التسامحات تأتي من مصادر عديدة:

  • () دقة التسجيل: القدرة على مواءمة طبقات متعددة في مجلس متعدد المستويات، وبالنسبة لتصميمات مبادرة التنمية البشرية، يجب أن يكون تسجيل طبقة إلى أخرى في حدود 25 ميكروم أو أفضل، ويمكن أن تتسبب أخطاء التسجيل في سوء التوازن بين الميكروفيا ومسك المكشوفات، مما يقلل من العائد.
  • Drilling and via formation:] The smallestميكانيكي drill bits are typically around 200 mim (0.008) diameter. For finer vias, laser drilling (UV or CO2) is used to create microvias down to 50 meter. The via placement accuracy affects the allowable pad size and, consequently, the routing space.
  • Copper plating uniformity:] In through-hole and via filling, electroplating can add fishness to trace surfaces, reducing spacing. Poor meeting power in plating showers can cause uneven deposit fishness, leading to variations in trace dimensions.
  • Machine repeatability] of exposure, etching, and lamination equipment. High-end fabricators maintain equipment with ]statistical process control (SPC)] to keep variations within 5-10% of nominal values.

وتحدد معايير الصناعة مثل IPC-6012] (تصنيف المواد الكيميائية ومواصفات الأداء الخاصة بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور) معايير القبول بالنسبة لملامح الغرامة.() وبالنسبة للمنتجات من الفئة 3 (الكترونيات عالية الموثوقية)، فإن الحد الأدنى النموذجي لاستقبال المقاييس والمباعدة هو 75 ميكروغرام (3 مليمتر) بالنسبة لطبقات خارجية و100 ميكروغرام (4 مليمترات) بالنسبة لطبقات متطورة.

تكنولوجيات التكاثر المتقدمة

ولتلبية مطالب الأجهزة الحديثة - السماعات الذكية، والزهور، والزهور الطبي، وملفيقات الحواسيب ذات السرعة العالية - البولي بي، قد أدت إلى زيادة عدد التكنولوجيات المتقدمة التي تدفع حدود التعقب والمباعدة بين المسافات.

تجهيز المواد شبه الاصطناعية

وفي العملية شبه الرطبة، تُطبق طبقة من النحاس على الطرف السفلي، وتُطبق آلة تصوير مُنَطَّة، ولا يُستخدم النحاس الإضافي إلا في المناطق المعرضة، ثم تُجرد المقاومة، وتُبعد طبقة البذور عناً مُصاباً بالبذور، وتترك وراءها آثاراً دقيقة ذات جدران جانبية عمودية تقريباً.

Modified Semi-Additive Process (mSAP)

An evolution of SAP, mSAP uses a fisher seed layer and optimized plating chemistries to achieve 10-15 mim] features while maintaining robust adhesion to the dielectric. This process is becoming the standard for advanced HDI boards with multiple buildup layers and fine-line microvia interconnections.

تكنولوجيا المسار المدمج

وبدلاً من أن تكون آثاراً على السطح، تُدرج بعض التصميمات خطوطاً غرامية مباشرة إلى طبقة الديليكتري، ويتكون الأثر من أشعة الليزر أو تغذوية قابلة للتعريف بالضوء، ثم يملأ بالنحاس اللوحات، ويُتيح هذا النهج شقاً استثنائياً ويتيح للمباعدة بين 5 ميكروغرام في بعض وحدات الذاكرة تستخدم في بعض عمليات البحث.

Laser Through-Hole and Blind Via Formation

(ب) إن حفر اللازر يخلق ميكروفيا أصغر بكثير من قطع الحفر الميكانيكية، وعندما يقترن ذلك بـ ] التناظر الفيزيائي ، تتيح هذه القنوات أن تكون أكثر كثافة بكثير لأن من خلال الرعاة يمكن أن تكون أقرب إلى بعضها البعض، وهذا يؤدي إلى تحسين الكثافة التي يمكن تحقيقها.

تصميم أفضل الممارسات في مجال التصنيع

ولا يعد فهم القيود المفروضة على النسيج سوى نصف المعركة؛ ويجب على المصممين أن يدمجوا بنشاط مبادئ إدارة الدعم الميداني لضمان أن تكون تصميماتهم العالية الكثافة قابلة للنشر دون تكرار التكاليف أو خسائر في العائدات.

مستشارة مع المشجعين في وقت مبكر

ولكل مفجِّر من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور قدرات فريدة وأفضليات عملية، وقبل الانتهاء من تصميمه، ينبغي للمهندسين أن يتقاسموا ملفات جيربر وتفاصيل التعبئة ] مع الصانع للحصول على " استعراض جدوى الصنع " ، يقدم العديد من المصانع قوائم مرجعية على شبكة الإنترنت لإدارة الدعم الميداني، ومقتضيات القواعد (مثلاً، الحد الأدنى من التعقب/الحيز لكل وزن نحاس، عن طريق رصيف).

تحقيق الحد الأمثل من قفزات المسار للحصول على تعويض

To account for undercut, designers can add etch compensation in the CAD layout: making traces slightly wider on the photomask so that after etching they hit the target width. Standard compensation ranges from 0.5 to 2 mim per side, depending on copper fishness and etcFhant type.

الاعتبارات المتعلقة بعرقلة العمل الخاضعة للرقابة

غالبا ما تستخدم آثار جيدة لخطوط التبسيط الخاضعة للرقابة (مثل 50 RF، 100 فارق)

تخطيط الوجبات الخفيفة

وبالنسبة لمجالس إدارة التنمية البشرية المتعددة المراحل، يجب أن يوازن التراكم بين وزن النحاس، وسمك ما قبل الشغل، والتوافر الأساسي، واستخدام النواة (مثل 0.002) أو 0.003) ) ويتيح تشديد التباعد بين الطبقات ويدعم تكوين الكائنات الدقيقة، غير أن النواة الرقيقة يمكن أن تكون هشة ومستعدة للقوس؛

دراسة الحالة في العالم الحقيقي: لوحة سمارتفون الرئيسية

ويستخدم لوحة رئيسية حديثة للهواتف الذكية مجموعة من أجهزة الاستنشاق ذات الرقم القياسي HDI 10 طوابق مع طبقة من الميكروفيا (عن طريق الهاتف) وأجهزة الاستطلاع/المباعة ذات المقياس 40 ميكروغرام (1.6 مليون) ويحتاج المفرش المستخدم [(FLT:0)] إلى تركيبة فوتوغرافية مجهزة بمقياس للجرعات (MSAP) إلى وحدات مفتوحة ذات مستويات منخفضة.

الاتجاهات المستقبلية في ترايس ويدث وسباقنغ

ولا يزال السعي المبذول إلى التقليل من المخاطرة مستمرا، وتشمل التكنولوجيات الناشئة في الأفق ما يلي:

  • Additive manufacturing:] Inkjet-printed conductive inks and aerosol jet printing can produce features below 10 mim without etching. While still limited in conductivity and adhesion, these methods may complement traditional etching for specific applications.
  • Sub-10 ميكرومعمليات:] Research laboratorys have demonstrated copper traces as narrow as 2-5 mim using electron beam lithography andtom layer deposition (ALD) of copper. However, these techniques remain too slow and expensive for commercial PCB fabrication.
  • 2.5D و3D دمج العبوة: بدلاً من تقلص آثار على ثنائي الفينيل متعدد الكلور، فإن أعلى وصلات الكثافة تنتقل إلى الطرد نفسه (مثلاً، عبر القنوات عبر السيليكونية، والمتقاطعات) وقد يقلل عدد طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ولكن الآثار المتبقية ستظل بحاجة إلى دعم عملية الفرز الغرامية للغاية.

وللحصول على مزيد من القراءة بشأن معايير صناعة التصنيف الدولي للمنتجات، يرجى الرجوع إلى ]] معايير البلدان النامية الجزرية الصغيرة .() وبالإضافة إلى ذلك، يعرض الموقع الشبكي [(PCB Design 007 مقالات منتظمة عن التصميم.

خاتمة

إن استخدامات التتبع القابلة للتحقيق والمباعدة في تصميمات ثنائي الفينيل متعدد الكلور العالية الكثافة ليست قيماً تعسفية؛ فهي ناتجة عن تفاعل معقد بين حل الأشعة الضوئية، والخواص المادية، والتسامح في مجال التصنيع، وفي حين أن تكنولوجيات الصنع الحديثة مثل LDI، و MSAP، والجفاف وما إلى ذلك، قد دفعت إلى الحد من عملية الاختراع إلى أقل بكثير من 50 ميكروغرام، يجب أن يحترم المصممون عملية التصنيع.