高層および多層回路基板の応用は、特に 5G 通信、人工知能、ハイエンド コンピュータなど、非常に高いレベルの回路統合とパフォーマンスを必要とする業界で、ますます普及しています。{2}プリント基板メーカーにとって、多層プリント基板の層間位置合わせ精度は、製品の品質と性能を決定する重要な要素の 1 つです。{4}}
層間アライメントの重要性
高層プリント基板層数を増やすことで、より複雑な回路レイアウトとより高い信号伝送効率を実現します。ただし、層が追加されるたびに、層間の位置合わせの困難さがそれに応じて増加します。正確な層間マッチングにより、各層の回路間の正確な電気的接続が保証され、安定した信号伝送が保証されます。層間アライメントにずれがあると、回路内でショートや断線などの問題が発生し、プリント基板の機能や信頼性に重大な影響を与える可能性があります。たとえば、高速信号伝送では、小さな層間オフセットでも信号の歪みや遅延が発生し、電子システム全体のパフォーマンスが低下する可能性があります。
層間配向に影響を与える要因
材料特性
プリント基板の基板材料の熱膨張係数は、層間の位置合わせに影響を与える重要な要素です。プリント基板の製造プロセスでは、複数の高温プレスプロセスが必要です。-基板材料の熱膨張係数が一定でない場合、温度が変化した際に異なる膨張・収縮が生じ、層間のずれが生じます。例えば、一般的なFR-4材料と高性能ポリイミド材料-では熱膨張係数が異なり、高温環境下での変形の度合いも異なります。このため、PCB メーカーは製品要件に応じて適切な材料を選択し、プロセスで対応する調整を行う必要があります。
製造工程
穴あけプロセス: 穴あけは、回路のさまざまな層を接続するための重要なステップです。穴あけ位置が正確でないと、その後の銅めっきや回路製作にズレが生じ、層間の位置合わせに影響を及ぼします。高度なレーザー穴あけ技術は高精度ですが、設備コストが高価です。従来の機械による穴あけには、高精度の穴あけ装置と、穴あけ位置の一貫性を確保するための厳密なプロセス制御が必要です。-
圧縮プロセス: 圧縮プロセスでは、圧力、温度、時間の制御が層間の位置合わせにとって重要です。不均一な圧力は基板に不均一な応力を引き起こし、層間位置のずれを引き起こす可能性があります。過度の温度や長時間のプレスは材料の過度の変形を引き起こす可能性があります。したがって、プリント基板メーカーは、接合パラメータを正確に制御し、真空接合機などの高度な接合装置を使用して接合品質を確保する必要があります。
装置の精度
プリント基板製造装置の精度は層間位置合わせの精度に直接影響します。露光機からラミネート機まで、各装置の精度は製品の品質に影響を与えます。高精度の露光機は回路パターンの転写精度を保証できる一方、高度なラミネート装置は高圧および高温の環境でも安定した圧力と温度の制御を維持し、層間アライメントを保証します。-
よくある問題と解決策
層間オフセット
これは一般的な問題であり、各フロアのライン間の相対的な変位として現れます。この解決策には、材料の選択を最適化し、熱膨張係数が一致する材料を使用することが含まれます。位置決めピンを追加したり、穴あけやプレスのプロセス中に高精度位置決めシステムを使用したりするなど、プロセス制御を改善します。-装置を定期的に校正および保守して、より良い動作状態を確保してください。
ラインの短絡と断線
層間の位置合わせのずれにより、回路内で短絡または断線が発生する可能性があります。自動光学検査 (AOI) やフライングニードルテストなどの厳格なオンライン検査により、これらの問題をタイムリーに検出できます。同時に、設計段階で冗長ラインとテスト ポイントを追加することも、製品の検出可能性と修復可能性を向上させるのに役立ちます。
技術開発動向
電子技術の継続的な進歩に伴い、高多層プリント基板の層間位置合わせ精度に対する要件も常に増加しています。{0}将来的には、プリント基板メーカーは、ナノスケールの材料強化技術を使用して基板材料の安定性を向上させるなど、より高度な材料とプロセスの開発に取り組むでしょう。人工知能と機械学習テクノロジーを導入して、製造プロセスのリアルタイム監視とインテリジェントな制御を実現し、層間アライメント精度をさらに向上させます。-