In de huidige trend naar miniaturisatie en hoge prestaties in elektronische producten, interconnectie met hoge dichtheid (HDI) printplaten zijn de belangrijkste drager geworden voor high-end elektronische apparaten. Hun uitzonderlijke prestaties zijn afhankelijk van uiterst nauwkeurige fabricageprocessen en strenge inspectienormen om de kwaliteit en betrouwbaarheid van HDI-printplaten te garanderen.
HDI begrijpen
Voordat we ingaan op de inspectienormen, is het essentieel om te begrijpen wat HDI-borden uniek maakt. De kern van HDI-technologie ligt in het gebruik van Opbouw Productieuitgebreid gebruik van microvias, fijne lijntjesen dunne diëlektrische lagen.
- Kernstructuur: Gebruikt meestal een conventionele kern als ondersteuning, afwisselend lamineren opbouwlagen en koperfolie erop, met verbindingen tussen de lagen via microvias.
- Sleutelterminologie:
- Microvia: Een blinde of ingegraven via met een diameter ≤ 0,15 mm, de sleutel tot het bereiken van interconnectie met hoge dichtheid.
- Stootkussen & Capture Pad: De verbindingsplaatjes aan respectievelijk de onderkant en bovenkant van een microvia.
- Begraven via: Een geleidende via die volledig verborgen is in de printplaat en niet doorloopt naar de buitenoppervlakken.
Om dit beter te begrijpen, wordt in het volgende schema een typische HDI printplaat weergegeven:
+-----------------------------------------------------------------+
<> <> <>
|-------------------------|----------------------|-------------------|
<> -------> | Sluit aan op | <> |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
<> of <> |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
<> | <--- Sluit aan op << <>.
|-------------------------|----------------------|-------------------|
<> (mogelijk meerlaags, met ingegraven vias) |
|-------------------------|----------------------|-------------------|
<> <> <> |
+-----------------------------------------------------------------+
(Schema: Toont de relatie tussen kern, opbouwlagen, microvia's, ingegraven vias en target/capture pads in een HDI-kaart).
De hiërarchie van HDI-inspectienormen
Wanneer er conflicten ontstaan over technische vereisten, moet de volgende hiërarchie (van hoogste naar laagste prioriteit) worden gevolgd om ervoor te zorgen dat het eindproduct voldoet aan de ontwerpintentie:
- Hoogste prioriteit: Door de klant geleverd Ontwerpbestanden en Goedgekeurde technische overeenkomsten.
- Tweede prioriteit: Specifieke HDI Inspectienormen (zoals beschreven in dit document).
- Stichting Prioriteit: General Rigid PCB Inspection Standards en IPC International Standards.
Belangrijke inspectiepunten tijdens het productieproces van HDI
1. Materiaalinspectie:
HDI-platen hebben extreem strenge materiaaleisen en vormen de basis voor alle daaropvolgende processen.
| Type materiaal | Belangrijkste inspectiepunten | Standaard vereisten |
|---|
| Kern & Opbouw Diëlektrisch | Materiaalsoort, Tg, Dk, Df | De standaardkern is FR-4. Het opbouwdiëlektricum wordt geadviseerd om te zijn RCC or LDP. Alle materialen moeten voldoen aan de relevante prestatienormen. |
| Koperfolie | Dikte, treksterkte, rek, oppervlakteruwheid | RCC-folie is meestal 1/2 oz of 1/3 oz en vereist uitstekende mechanische en elektrische eigenschappen. |
| Metallisch plateren | Microvia Koperdikte | Dit is cruciaal voor de betrouwbaarheid van HDI! Kwaliteit A vereist ≥10 μmGrade B vereist ≥5 μm, zodat microvia's niet barsten onder thermische druk. |
2. Structurele en visuele inspectie
Deze inspectiefase richt zich op de fysieke resultaten van de productie en wordt meestal uitgevoerd met microscopen, AOI, enz.
- Microvia Kwaliteit:
- Vorm: Controleer op een ideale conische vorm en vermijd gebreken zoals "spijkerkopjes".
- Vullen: Voor opgevulde microvia's voldoende opvulling vereisen met een oppervlaktedepressiediepte die voldoet aan de normen.
- Registratie: Microvias moeten volledig landen op de Stootkussen hieronder, zonder padovertreding.
- Circuit en oppervlak:
- Lijnbreedte/ruimte: Meet afwijkingen van ontwerpwaarden om de integriteit van de fijne lijn te garanderen.
- Afwerking oppervlak: Of het nu ENIG, Immersietin of OSP is, inspecteer op dikte, uniformiteit en soldeerbaarheid.
- Soldeermasker: Controleer de uniformiteit van de coating, de nauwkeurigheid van de registratie, zorg dat er geen lekkage optreedt, slechte belichting, enz.
3. Elektrische en betrouwbaarheidstests
Dit is de belangrijkste fase voor het controleren van de functionaliteit en duurzaamheid van de HDI-kaart.
- Testen van elektrische prestaties:
- Continuïteit/isolatietest: Gebruik een vliegende sonde of speciale armaturen om het open/kortsluitingcircuit van de 100% te controleren.
- Impedantieregeling: Voer voor hogesnelheidslijnen steekproeven uit op de karakteristieke impedantie om er zeker van te zijn dat deze binnen de ontwerptolerantie valt.
- Betrouwbaarheidstests (omgevingsstressscreening):
- Thermische stresstest: Raadpleeg IPC-TM-650 methoden voor meerdere thermische cycli of thermische schokken, gevolgd door microsectie-analyse om te controleren op platingscheurtjes, delaminatie.
- Stresstest interconnectie: Specifiek ontworpen om de betrouwbaarheid op lange termijn van microvia's onder stroombelasting te evalueren.
- Soldeerbaarheidstest: Evalueer het soldeerbevochtigingsvermogen van de pads om koude soldeerverbindingen en slechte bevochtiging te voorkomen.
Overzicht van professionele inspectiemethoden en -hulpmiddelen
| Inspectie Categorie | Gebruikelijke methoden en hulpmiddelen | Inspectie Doel |
|---|
| Visueel & Structureel | Geautomatiseerde optische inspectie, CMM, metallurgische microscoop | Microvia/lijndefecten detecteren, afmetingen meten |
| Interne structuur | Microsectie-analyseRöntgeninspectie | Controleer koperdikte, lamineerintegriteit en controleer interne laagregistratie |
| Elektrische prestaties | Vliegende sonde tester, impedantie tester, netwerk analyzer | Continuïteit, isolatie, impedantie en prestaties bij hoge frequenties testen |
| Betrouwbaarheid | Thermische cycluskamer, THB-kamer, schilsterkte-meetapparaat | De levensduur en stabiliteit van producten onder zware omstandigheden beoordelen |
Conclusie
De inspectie van HDI printplaten is verre van een eenvoudige goedkeurings- of afkeuringsbepaling; het is een systematisch proces dat de gehele levenscyclus omvat, van ontwerp en materiaalselectie tot fabricage. Alleen door de rigoureuze implementatie van een multi-level, multi-dimensionaal inspectiesysteem, dat alles omvat van materialen tot betrouwbaarheid, kunnen we er echt voor zorgen dat elke HDI printplaat stabiele, duurzame en uitzonderlijke prestaties levert in het eindproduct.