挠性PCB的制作工艺参数优化研究及应用

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印制电路板不断向“轻、薄、短、小”及多功能化方向发展。不断微型化、高速化和高密度封装化的电子产品对印制电路板三维连接提出了更高的要求。挠性印制电路满足动态挠曲和静态挠曲的三维组装特性,且结构轻、薄和散热性能良好,能够为电子设备提供更多的I/O接口,因此被广泛应用于高性能电子产品中。本文主要研究了挠性印制电路的工艺,包括精细线路工艺、微盲孔工艺和刚挠结合板基材胀缩控制工艺,还探讨了引起挠性印制电路板失效的可能工艺原因,考察了BGA(球栅阵列)的温变失效机理。精细线路工艺及其失效行为的研究是基于博敏公司的现有工艺设备,用正交试验的方法安排挠性精细线路制作实验,极差分析结果表明,精细线路的最佳工艺参数值是蚀刻速度为5.5m/min、显影速度为2.8m/min和曝光能量为60mJ。分析了精细线路的开路和短路原因,提出了线路失效的解决办法。在微盲孔工艺研究方面,对CO2激光钻孔机的参数进行正交试验法优化和参数拟合分析。正交试验结果可得在真圆度指标下,相关因素及其水平选取应当是光束直径2.0mm,激光能量14.4mJ,脉冲次数1shot,光脉冲宽度1ms;在孔径比的指标下,相关因素水平的最佳值是激光光束直径2.2mm,脉冲宽度2ms,脉冲次数3shot,激光能量为14.2mJ。对CO2激光钻孔机各参数对盲孔孔型的影响进行拟合分析,得到各参数对盲孔孔径和孔深有不同影响。讨论了钻孔技术、去钻污工艺和孔金属化对孔互连的可靠性影响。在基材胀缩控制方面,讨论了基材胀缩引起的失效行为;选用同一产家的挠性基材和刚性基材,得出刚挠结合板的胀缩系数被控制在理论范围内。应用1:1的无偏差钻孔数据实现钻通孔工艺过程,避免了刚挠结合板由于基材胀缩系数差值大而出现的层间对位不准或者热应力爆板现象。对已封装元器件的PCB,采用冷热冲击试验法对BGA的可靠性进行分析。通过改变冷热冲击试验条件,用金相显微镜观察了BGA互连部位的微观形貌,讨论了BGA的失效原理。
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