Geri Dön

Process integration and technology development for low-cost, accessible high density interconnect (HDI) printed circuit boards (PCBS)

Düşük maliyetli, erişilebilir yüksek yoğunluklu ara bağlantılı (HDI) baskı devre kartları (PCB) için süreç entegrasyonu ve teknoloji geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 714661
  2. Yazar: EKİN ASIM ÖZEK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT KAYA YAPICI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

5G ve ötesi mobil iletişime yönelik artan taleple birlikte, son derece yüksek yoğunluklu devre yapılarını oluşturmak için mikro vialardan ve yoğun elektrik bağlantılarından yararlanan çok katmanlı devre kartları, yüksek yoğunluklu ara bağlantılı baskı devre kartları (HDI-PCB) olarak bilinen teknoloji, yeni nesil elektronik ekipmanlar için kritik bir etkinleştirici teknoloji haline geliyor. HDI PCB'ler ve geleneksel PCB'ler arasındaki temel fark esasen elektrik ara bağlantılarının yoğunluğunda olmasına rağmen, bu fark devre yığını oluşturmada yaklaşım farklılığı gerektirir. HDI-PCB'lerde lazerle delinmiş mikrovialar, gömülü ve kör vialar ile katmandan katmana elektrik bağlantısı sağlanır ve geleneksel PCB'lere göre oldukça yüksek çözünürlük ile daha dar hat genişlikleri gerekir. Sonuç olarak, HDI-PCB'ler yeni üretim stratejileri, optimize edilmiş birim süreçleri (ışıklandırma, aşındırma, via delme ve bakır kaplama, vb.) ve bunların farklı HDI-PCB sınıflandırmaları tarafından ortaya konan spesifikasyonları elde etmek için maliyetli ve yüksek süreç kontrolü gerektiren entegrasyonu gerektirir. Bu nedenle, bu tezin amacı, Tip-III tabanlı 2-N-2 HDI-PCB yapısını elde etmek için temel laboratuvar ekipmanı ile birlikte mekanik delme yeteneklerinden yararlanarak HDI-PCB'leri gerçekleştirmek için erişilebilir ve düşük maliyetli bir süreç akışı sağlamaktır.“Temel”malzemelerin (prepreg/core/Cu laminatlar) istiflenmesinden başlayarak nihai lehim maskesi seviyesine kadar güvenilir ve tekrarlanabilir bir süreç akışı oluşturmak için ayrıntılı ve optimize edilmiş bir üretim akışı geliştirilmiştir. Gelişmiş HDI-PCB süreç teknolojisinde, her birim süreç deneysel olarak doğrulanmış ve optimize edilmiş, vii ardından tüm birim süreçlerin entegre edildiği bir süreç akışı elde etmek için sırayla gerçekleştirilmiştir. Spesifik olarak, geliştirilmiş ve optimize edilmiş ünite süreçleri şunları içerir: prepreg/bakır laminasyonu, mekanik mikro via(100 µm) delme, mikro via metalizasyonu (elektrotsuz bakır kaplaması, akımlı bakır kaplaması, aşırı doldurulmuş yolların tersine aşındırılması), yüksek yoğunluklu ince çizgi litografisi ve düşük desen altı aşınmalı bakır aşındırması. Buna göre, geliştirilen proses teknolojisine dayalı olarak, sıralı yapı mimarisi için %5,93 yükseklik farkı ile prepreg/Cu laminasyonu elde edilmiştir. Merkezden merkeze 250 µm aralıklı 175 µm via pad'leri içinde 100 µm viaların delinmesi, 10×10 cm aktif HDI PCB alanı üzerinde %10'luk bir hata payıyla 18 µm bakır folyolar üzerinde 50 µm çizgi genişliği ve 50 µm çizgi aralığı ile bakır tabakaların şekillendirilmesi kuru ve sıvı fotorezist sistemleri ile sağlandı. Deliklerin metalizasyonu için akımsız bakır kaplama ve doldurma işlemi akışı için seçici akımlı bakır kaplama geliştirildi ve gerçekleştirildi. Kuru film lehim maskesi (75 µm) uygulaması, hizalama için geniş odak derinliği mikroskopları gerektiren kalın malzemeler için tipik maske hizalama sisteminin sınırlarını aşarak, streomikroskop destekli manuel hizalama ve UV-kutu sistemi ile sağlandı.

Özet (Çeviri)

With the growing demand towards 5G and beyond mobile communications, multilayer printed circuit boards utilizing microvias and populated network of electrical wiring to enable highly dense three-dimensional circuit assemblies; otherwise known as highdensity interconnect printed circuit boards (HDI-PCB), are becoming a critical enabler for next generation electronic equipment. Although the fundamental difference between HDI-PCBs and traditional PCBs is essentially in the density of electrical interconnects, such difference calls for a paradigm shift in the printed circuit board architecture requiring multilayer stack-up with laser-drilled microvias, buried and blind vias for layer-to-layer electrical interfacing as well as linewidths with resolutions far below typical PCBs. All in all, HDI-PCBs require new fabrication strategies, optimized unit processes (e.g. lithograpy, etching, via drilling and plating) and integration thereof with stringent process control to achieve the specifications set-forth by different HDI-PCB classifications, which understandably comes at a cost and requires special infrastructure. The intention of this thesis is therefore to provide an accessible and low-cost process flow to realize HDI-PCBs by leveraging the capabilities of mechanical drilling to their extent along with basic lab equipment to achieve Type-III-based, 2-N-2 HDI-PCB architecture. A detailed and optimized fabrication flow is developed in order to establish a reliable and repeatable process flow starting from stacking of the“base”materials (prepreg/core/Cu laminates) up to the final solder mask level. In the developed HDI-PCB process technology, each unit process is experimentally verified and optimized, after which all the unit processes are sequentially performed to achieve an integrated process flow. Specifically, the developed and optimized unit processes include: prepreg/copper lamination, mechanical microvia (100 µm) drilling, microvia metallization (electroless and electroplating of copper, reverse-etch of overfilled vias), high-density fine line lithography and low-undercut etching. Accordingly, based on the developed process technology, prepreg/Cu lamination was achieved with a 5.93% height difference for sequential build-up architecture. Drilling of 100 µm vias in 175 µm via pads with center-to-center spacing of 250 µm was achieved within a 10% error margin throughout 10×10 cm active HDI board area. Dry and liquid photoresists systems for patterning of copper layers with 50 µm line width and 50 µm line gap is achieved on 18 µm copper foils. Electroless copper plating for the metallization of holes and selective copper electroplating for via filling process flow is developed and realized. Dry film solder mask (75 µm) application was achieved by streo-microscope assisted manual alignment and UV-box flood exposure system, overcoming the limits of typical mask aligner system for thick materials requiring large depth-of-focus microscopes for alignment.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    561435

    Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region

    Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu

    MERVE NAZLI BORAND

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU

  2. Tez No

    574564

    Tepki veren cephelerin standart ürünlerle tasarımı: Yeniden tasarım modeli

    Designing adaptive facades with standard products: Redesign model

    BAHAR BAŞARIR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CEM ALTUN

  3. Tez No

    816000

    Dialogue for all: Crafting inclusive and humanized voice assistants for diverse populations through an interdisciplinary approach

    Herkes için diyalog: Farklı topluluklar için kapsayıcı ve insani sesli asistanlar oluşturmak üzerine disiplinler arası bir yaklaşım

    YELİZ YÜCEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    İletişim BilimleriGalatasaray Üniversitesi

    Radyo Televizyon ve Sinema Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEREM RIZVANOĞLU

  4. Tez No

    421257

    Exploring the potential of online platforms in product design: A study on integrating craftsmen into systems of design

    Ürün tasarımında çevrimiçi platformların potansiyeli: Zanaatkarların tasarım sistemlerine entegrasyonu üzerine bir çalışma

    BARIŞ GÜMÜŞTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞEBNEM TİMUR ÖĞÜT

  5. Tez No

    714489

    Araçlardan kaynaklı emisyonların izlenmesine yönelik coğrafi analizler için açık kaynak kodlu ve web tabanlı bir gösterge paneli önerilmesi

    Deploying an open source web-based dashboard for geo-spatial analyses to monitor the emissions from vehicles

    ABDULLAH UĞUR TOPAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANDE DEMİREL

Geri Dön