Standard di ispezione completi per i PCB HDI

Nell'attuale tendenza alla miniaturizzazione e alle alte prestazioni dei prodotti elettronici, interconnessione ad alta densità (HDI) sono diventate il supporto principale dei dispositivi elettronici di fascia alta. Le loro eccezionali prestazioni si basano su processi di produzione estremamente precisi e su rigorosi standard di ispezione per garantire la qualità e l'affidabilità delle schede HDI.

Capire l'HDI

Prima di approfondire gli standard di ispezione, è essenziale capire cosa rende uniche le schede HDI. Il cuore della tecnologia HDI risiede nell'uso di Produzione di accumulo, impiegando ampiamente microvias, Linee sottili, e strati dielettrici sottili.

• Struttura centrale: Utilizza in genere un sistema convenzionale nucleo come supporto, laminando alternativamente strati di accumulo e lamine di rame su di esso, con connessioni interstrato ottenute tramite microvias.
• Terminologia chiave:
  • Microvia: Una via cieca o interrata con un diametro ≤ 0,15 mm, fondamentale per ottenere un'interconnessione ad alta densità.
  • Tappetino di destinazione & Pad di cattura: Le piazzole di connessione rispettivamente in basso e in alto di una microvia.
  • Seppellito via: Una via conduttiva completamente nascosta all'interno della scheda, che non si estende alle superfici esterne.

Per una migliore comprensione, il seguente diagramma illustra una tipica configurazione delle schede HDI:

+-----------------------------------------------------------------+
| Maschera di saldatura esterna >> | <> | <> |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
| <> -------> | Collegamenti a | <> |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
| Prepreg >> o <>.
|-------------------------|----------------------|-------------------|
| <> | <--- Si collega a | <> |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
| <> (potenzialmente multistrato, contenente vias sepolti) |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
| <> | <> | <> |
+-----------------------------------------------------------------+

(Schema: Mostra la relazione tra nucleo, strati di accumulo, microvie, vias interrati e pad di destinazione/cattura in una scheda HDI).

La gerarchia degli standard di ispezione HDI

Quando si verificano conflitti di requisiti tecnici, si deve seguire la seguente gerarchia (dalla priorità più alta a quella più bassa) per garantire che il prodotto finale soddisfi l'intento progettuale:

1. Massima priorità: Fornito dal cliente File di progettazione nonché Accordi tecnici approvati.
2. Seconda priorità: Standard di ispezione specifici di HDI (come descritto in questo documento).
3. Priorità della Fondazione: Standard generali di ispezione dei PCB rigidi e standard internazionali IPC.

Punti di ispezione chiave durante il processo di produzione dell'HDI

1. Ispezione dei materiali:

I pannelli HDI hanno requisiti di materiale estremamente severi, che costituiscono la base per tutti i processi successivi.

2. Ispezione strutturale e visiva

Questa fase dell'ispezione si concentra sui risultati fisici della produzione, tipicamente eseguita con microscopi, AOI, ecc.

• Qualità Microvia:
  • Forma: Verificare che la forma conica sia ideale, evitando difetti come la "testa di chiodo".
  • Riempimento: Per i microvasi riempiti, richiedere un riempimento sufficiente con profondità di depressione superficiale conforme agli standard.
  • Registrazione: Le microvie devono atterrare completamente sul Tappetino di destinazione di seguito, senza violazione del pad.
• Circuito e superficie:
  • Larghezza della linea/Spazio: Misura la deviazione dai valori di progetto per garantire l'integrità della linea sottile.
  • Finitura superficiale: Che si tratti di ENIG, stagno per immersione o OSP, verificare lo spessore, l'uniformità e la saldabilità.
  • Maschera solutore: Controllare l'uniformità del rivestimento, l'accuratezza della registrazione, l'assenza di infiltrazioni, la scarsa esposizione, ecc.

3. Test elettrici e di affidabilità

Questa è la fase centrale per la verifica della funzionalità e della durata della scheda HDI.

• Test delle prestazioni elettriche:
  • Test di continuità/isolamento: Per la verifica del circuito aperto/corto del 100%, utilizzare una sonda volante o dispositivi dedicati.
  • Controllo dell'impedenza: Per le linee ad alta velocità, eseguire prove a campione dell'impedenza caratteristica per verificare che rientri nella tolleranza di progetto.
• Test di affidabilità (screening delle sollecitazioni ambientali):
  • Test di stress termico: Fare riferimento a IPC-TM-650 metodi per cicli termici multipli o shock termici, seguiti da analisi di microsezione per verificare la presenza di cricche nel rivestimento e delaminazione.
  • Stress test di interconnessione: Specificamente progettato per valutare l'affidabilità a lungo termine dei microvasi sotto carico di corrente.
  • Test di saldabilità: Valutare la capacità di bagnare la saldatura delle piazzole per evitare giunti di saldatura freddi e scarsa bagnatura.

Panoramica dei metodi e degli strumenti di ispezione professionali

conclusioni

L'ispezione delle schede di circuiti HDI è ben lontana da una semplice determinazione di "pass/fail"; si tratta di un processo sistematico che abbraccia l'intero ciclo di vita, dalla progettazione e selezione dei materiali alla produzione. Solo attraverso l'implementazione rigorosa di un sistema di ispezione multilivello e multidimensionale, che copre tutti gli aspetti, dai materiali all'affidabilità, è possibile garantire che ogni scheda HDI offra prestazioni stabili, durature ed eccezionali all'interno del prodotto finale.