Super debeli bakar Višeslojni PCB proces proizvodnje

1. Laminirana struktura

Glavno istraživanje ovog rada je ultra-debela bakarna troslojna ploča, unutrašnja debljina bakra je 1.0 mm, vanjska debljina bakra je 0.3 mm, a minimalna širina linija i razmak između linija vanjskog sloja je 0.5 mm. Laminirana struktura je prikazana na slici 1. Površinski sloj je laminat obložen bakrom FR4 (bakar obložen epoksidnim staklenim vlaknima), debljine 0.3 mm, jednostranim jetkanjem, a ljepljivi sloj je netečeći PP lim (poluočvrsnuti lim), debljine 0.1 mm, super debela Bakarna ploča je ugrađena u odgovarajuću strukturu rupa epoksidne ploče FR-4.

Tok procesa obrade ultra debelih bakarnih PCB-a prikazan je na slici 3. Glavna obrada uključuje glodanje površinskog i srednjeg sloja, glodanje debljih bakarnih ploča. Nakon površinske obrade, slaže se u cjelokupni kalup za zagrijavanje i presovanje, a nakon vađenja iz kalupa slijedi uobičajeni PCB proces. Proces završava proizvodnju gotovih proizvoda.

2. Ključne tehnološke metode obrade

2.1 Ultra-debela tehnologija unutrašnje laminacije od bakra

Super-debela bakarna unutrašnja laminacija: Ako se bakarna folija koristi za super-debeo bakar, biće teško postići ovu debljinu. U ovom radu, super-debeo bakreni unutrašnji sloj koristi elektrolitičku bakrenu ploču od 1 mm, koju je lako kupiti za konvencionalne materijale i direktno se obrađuje mašinom za mlevenje; spoljna kontura unutrašnje bakarne ploče Ista debljina FR4 ploče (epoksidne ploče od staklenih vlakana) se koristi za obradu i oblikovanje kao celokupno punjenje. Kako bi se olakšalo laminiranje i osiguralo da se usko uklapa sa periferijom bakarne ploče, vrijednost razmaka između dvije konture kao što je prikazano na strukturi na slici 4 kontrolira se na 0~0.2 unutar mm. Pod efektom punjenja FR4 ploče, riješen je problem debljine bakra ultra-debele bakarne ploče, a osigurani su problemi čvrstog pritiska i unutrašnje izolacije nakon laminiranja, tako da dizajn unutrašnje debljine bakra može biti veći od 0.5 mm. .

2.2 Tehnologija zacrnjenja super debelog bakra

Površina ultra-debelog bakra mora biti pocrnjena prije laminiranja. Zacrnjenje bakrene ploče može povećati površinu kontakta između površine bakra i smole i povećati vlaženje visokotemperaturne smole u bakru, tako da smola može prodrijeti u otvor oksidnog sloja i pokazati jake performanse nakon stvrdnjavanja. Sila prianjanja poboljšava efekat pritiskanja. Istovremeno, može poboljšati fenomen bijele mrlje laminiranja i izbjeljivanje i mjehuriće uzrokovane testom pečenja (287 ℃ ± 6 ℃). Specifični parametri zacrnjivanja prikazani su u tabeli 2.

2.3 Super debela bakarna PCB tehnologija laminiranja

Zbog grešaka u proizvodnji u debljini unutrašnje superdebele bakarne ploče i ploče FR-4 koja se koristi za okolno punjenje, debljina ne može biti u potpunosti konzistentna. Ako se za laminiranje koristi konvencionalna metoda laminiranja, lako se mogu proizvesti bijele mrlje laminacije, delaminacije i drugi nedostaci, a laminacija je otežana. . Kako bi se smanjile poteškoće presovanja ultra-debelog bakrenog sloja i osigurala tačnost dimenzija, testirano je i verificirano da se koristi integralna struktura kalupa za presovanje. Gornji i donji šabloni kalupa su izrađeni od čeličnih kalupa, a silikonski jastuk se koristi kao međusloj tampon. Parametri procesa kao što su temperatura, pritisak i vrijeme držanja pritiska postižu efekat laminacije, a također rješavaju tehničke probleme bijelih mrlja i delaminacije ultra-debele bakarne laminacije, te ispunjavaju zahtjeve za laminiranje ultra-debelih bakarnih PCB ploča.

(1) Metoda laminiranja PCB-a super debelog bakra.

Nivo slaganja proizvoda u ultra-debelom bakrenom laminatnom kalupu prikazan je na slici 5. Zbog niske fluidnosti netečljive PP smole, ako se koristi konvencionalni kraft papir za oblaganje, PP list se ne može ravnomjerno pritisnuti, što rezultira defektima kao što su bijele mrlje i delaminacija nakon laminacije. Debeli bakarni PCB proizvodi se moraju koristiti u procesu laminacije Kao ključni puferski sloj, jastučić od silika gela igra ulogu u ravnomjernoj distribuciji pritiska tokom presovanja. Osim toga, kako bi se riješio problem presovanja, parametar pritiska u laminatoru je podešen sa 2.1 Mpa (22 kg/cm²) na 2.94 Mpa (30 kg/cm²), a temperatura je podešena na najbolju temperaturu fuzije prema karakteristike PP lima 170°C.

(2) Parametri laminacije ultra debele bakarne PCB-a prikazani su u tabeli 3.

(3) Učinak super debele bakrene PCB laminacije.

Nakon testiranja u skladu sa Odjeljkom 4.8.5.8.2 GJB362B-2009, ne bi trebalo biti plikova i raslojavanja koji prelaze Odjeljak 3.5.1.2.3 (podpovršinski defekti) dozvoljeni prilikom testiranja PCB-a prema 4.8.2. Uzorak PCB-a ispunjava zahtjeve za izgled i veličinu iz 3.5.1, mikroprofil je i pregledan prema 4.8.3, što ispunjava zahtjeve 3.5.2. Efekat rezanja je prikazan na slici 6. Sudeći po stanju laminiranog kriška, linija je potpuno popunjena i nema mehurića sa mikro prorezima.

2.4 Tehnologija kontrole protoka ljepila super debelog bakra PCB-a

Za razliku od opće obrade PCB-a, njen oblik i rupe za povezivanje uređaja su završene prije laminacije. Ako je protok ljepila ozbiljan, to će utjecati na zaobljenost i veličinu spoja, a izgled i upotreba neće zadovoljiti zahtjeve; ovaj proces je takođe testiran u razvoju procesa. Procesni put glodanja oblika nakon prešanja, ali kasniji zahtjevi za glodanje oblika su strogo kontrolirani, posebno za obradu unutarnjih debelih bakrenih spojnih dijelova, kontrola preciznosti dubine je vrlo stroga, a brzina prolaza je izuzetno niska.

Odabir odgovarajućih veznih materijala i dizajniranje razumne strukture uređaja jedna su od poteškoća u istraživanju. Kako bi se riješio problem pojave prelijevanja ljepila uzrokovanog običnim prepregovima nakon laminiranja, koriste se prepregi niske fluidnosti (Prednosti: SP120N). Ljepljivi materijal ima karakteristike niske tečnosti smole, fleksibilnosti, odlične otpornosti na toplinu i električnih svojstava, a prema karakteristikama prelijevanja ljepila povećava se kontura preprega na određenoj poziciji, a obrađuje se kontura određenog oblika. rezanjem i crtanjem. Istovremeno se realizuje proces prvo formiranja, a zatim presovanja, a oblik se formira nakon presovanja, bez potrebe za ponovnim CNC glodanjem. Ovo rješava problem protoka ljepila nakon što je PCB laminiran, i osigurava da nema ljepila na površini povezivanja nakon što je super-debela bakarna ploča laminirana i pritisak je čvrst.

3. Završeni efekat ultra debele bakrene PCB

3.1 Specifikacije proizvoda ultra-debele bakarne PCB

Tabela parametara specifikacije proizvoda super-debelog bakra PCB-a i efekat gotovog proizvoda prikazani su na slici 4.

3.2 Izdržati test napona

Stupovi u uzorku ultradebelog bakra PCB-a testirani su na otpornost napona. Ispitni napon je bio AC1000V, i nije bilo udara ili preskoka za 1 min.

3.3 Test porasta temperature visoke struje

Dizajnirajte odgovarajuću spojnu bakrenu ploču da povežete svaki pol uzorka ultra-debele bakrene PCB-e u seriju, povežite je na generator visoke struje i testirajte odvojeno prema odgovarajućoj ispitnoj struji. Rezultati ispitivanja su prikazani u tabeli 5:

Iz porasta temperature u Tabeli 5, ukupni porast temperature ultradebelog bakarnog PCB-a je relativno nizak, što može zadovoljiti stvarne zahtjeve za korištenje (općenito, zahtjevi za povećanjem temperature su ispod 30 K). Visok strujni porast temperature ultra-debele bakarne PCB-e povezan je s njegovom strukturom, a porast temperature različitih debelih bakrenih struktura će imati određene razlike.

3.4 Termički test naprezanja

Zahtjevi za ispitivanje termičkog naprezanja: Nakon termičkog ispitivanja naprezanja na uzorku prema GJB362B-2009 Općoj specifikaciji za krute štampane ploče, vizuelna inspekcija pokazuje da nema defekata kao što su raslojavanje, mjehuri, savijanje jastučića i bijele mrlje.

Nakon što izgled i veličina uzorka PCB-a zadovolje zahtjeve, treba ga mikroprofilirati. Budući da je unutrašnji sloj bakra ovog uzorka predebeo da bi se mogao metalografski rezati, uzorak se podvrgava termičkom testu naprezanja na 287 ℃ ± 6 ℃ i samo se njegov izgled pregledava vizuelno.

Rezultat testa je: nema delaminacije, mjehura, savijanja jastučića, bijelih mrlja i drugih nedostataka.

4. rezime

Ovaj članak daje metodu proizvodnog procesa za ultra-debelu bakarnu višeslojnu PCB. Kroz tehnološke inovacije i poboljšanje procesa, efikasno rješava trenutnu granicu debljine bakra ultra-debele bakarne višeslojne PCB-e i prevazilazi uobičajene tehničke probleme obrade na sljedeći način:

(1) Tehnologija unutrašnje laminacije ultra-debelog bakra: Efikasno rješava problem odabira ultra-debelog bakarnog materijala. Upotreba obrade pred glodanjem ne zahteva jetkanje, čime se efikasno izbegavaju tehnički problemi debelog bakra jetkanja; FR-4 tehnologija punjenja osigurava pritisak unutrašnjeg sloja. Zatvori nepropusnost i problemi s izolacijom;

(2) Ultra-debela bakarna PCB tehnologija laminiranja: efikasno je riješio problem bijelih mrlja i delaminacije u laminaciji i pronašao novu metodu i rješenje presovanja;

(3) Tehnologija kontrole protoka ljepila super-debelog bakra PCB-a: učinkovito rješava problem protoka ljepila nakon prešanja i osigurava implementaciju oblika prethodnog mljevenja, a zatim presovanja.