Super dickes Kupfer Mehrschichtleiterplatte Herstellungsverfahren

1. Laminierte Struktur

Die Hauptforschung dieses Artikels ist eine ultradicke Kupfer-Dreischichtplatte, die innere Kupferdicke beträgt 1.0 mm, die äußere Kupferdicke beträgt 0.3 mm und die minimale Linienbreite und der Linienabstand der äußeren Schicht beträgt 0.5 mm. Die laminierte Struktur ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Oberflächenschicht ist ein kupferplattiertes FR4-Laminat (Glasfaser-Epoxid-Kupfer-Plattenlaminat) mit einer Dicke von 0.3 mm, einseitige Ätzbehandlung, und die Klebeschicht ist eine nicht fließende PP-Folie (semi-cured sheet), mit einer Dicke von 0.1 mm, superdick Die Kupferplatte wird in die entsprechende Lochstruktur der FR-4 Epoxidplatte eingebettet.

Der Prozessablauf bei der Bearbeitung von ultradicken Kupfer-Leiterplatten ist in Abbildung 3 dargestellt. Die Hauptbearbeitung umfasst das Fräsen der Oberflächen- und Mittelschicht sowie das Fräsen von dicken Kupferplatten. Nach der Oberflächenbehandlung wird es zum Erhitzen und Pressen in die Gesamtform gestapelt und nach der Entformung dem konventionellen PCB-Prozess folgen. Der Prozess schließt die Herstellung der fertigen Produkte ab.

2. Verarbeitungsmethoden der Schlüsseltechnologie

2.1 Ultradicke Kupfer-Innenlaminierungstechnologie

Superdicke Kupfer-Innenlaminierung: Wenn Kupferfolie für superdickes Kupfer verwendet wird, ist es schwierig, diese Dicke zu erreichen. In diesem Papier verwendet die superdicke Kupferinnenschicht 1 mm elektrolytische Kupferplatte, die für herkömmliche Materialien leicht zu beziehen ist und direkt von einer Fräsmaschine bearbeitet wird; die Außenkontur der inneren Kupferplatte Für die Verarbeitung und Formgebung wird die gleiche Dicke der FR4-Platte (Glasfaser-Epoxid-Platte) verwendet wie die Gesamtfüllung. Um die Laminierung zu erleichtern und sicherzustellen, dass sie eng an den Umfang der Kupferplatte anliegt, wird der Abstandswert zwischen den beiden Konturen, wie in der Struktur von Fig. 4 gezeigt, auf 0 bis 0.2 innerhalb mm eingestellt. Unter dem Fülleffekt der FR4-Platte wird das Kupferdickenproblem der ultradicken Kupferplatine gelöst und die Probleme mit dem engen Pressen und der inneren Isolierung nach dem Laminieren werden sichergestellt, sodass die Konstruktion der inneren Kupferdicke größer als 0.5 mm sein kann .

2.2 Superdicke Kupferschwärzungstechnologie

Die Oberfläche von ultradickem Kupfer muss vor dem Laminieren geschwärzt werden. Die Schwärzung der Kupferplatte kann die Kontaktfläche zwischen der Kupferoberfläche und dem Harz vergrößern und die Benetzbarkeit des Hochtemperatur-Fließharzes zum Kupfer erhöhen, so dass das Harz in den Oxidschichtspalt eindringen und eine starke Leistung zeigen kann nach dem Aushärten. Die Adhäsionskraft verbessert die Presswirkung. Gleichzeitig kann es das Phänomen der laminierten weißen Flecken und das Weißwerden und die Blasen, die durch den Einbrenntest (287 ℃ ± 6 ) verursacht werden, verbessern. Die spezifischen Schwärzungsparameter sind in Tabelle 2 aufgeführt.

2.3 Super-Dickkupfer-Leiterplatten-Laminierungstechnologie

Aufgrund der Herstellungsfehler in der Dicke der inneren superdicken Kupferplatte und der für die umgebende Füllung verwendeten FR-4-Platte kann die Dicke nicht vollständig konstant sein. Wenn das herkömmliche Laminierungsverfahren zum Laminieren verwendet wird, ist es leicht, weiße Laminierungsflecken, Delamination und andere Defekte zu erzeugen, und das Laminieren ist schwierig. . Um die Schwierigkeit des Pressens der ultradicken Kupferschicht zu reduzieren und die Maßhaltigkeit sicherzustellen, wurde die Verwendung einer integralen Pressformstruktur getestet und verifiziert. Die obere und untere Schablone der Form bestehen aus Stahlformen, als Pufferzwischenlage dient das Silikonkissen. Prozessparameter wie Temperatur, Druck und Druckhaltezeit erzielen den Laminierungseffekt und lösen auch die technischen Probleme von weißen Flecken und Delamination von ultradicken Kupferlaminierungen und erfüllen die Laminierungsanforderungen von ultradicken Kupferplatinen.

(1) Superdickes Kupfer-PCB-Laminierungsverfahren.

Die Stapelhöhe des Produkts in der ultradicken Kupferlaminatform ist in Abbildung 5 dargestellt. Aufgrund der geringen Fließfähigkeit von nicht fließfähigem PP-Harz kann die PP-Platte bei Verwendung des herkömmlichen Verkleidungsmaterials Kraftpapier nicht gleichmäßig gepresst werden. was zu Defekten wie weißen Flecken und Delamination nach der Laminierung führt. Beim Laminieren müssen dicke Kupfer-Leiterplattenprodukte verwendet werden. Als wichtige Pufferschicht trägt das Silicagel-Pad dazu bei, den Druck beim Pressen gleichmäßig zu verteilen. Um das Pressproblem zu lösen, wurde außerdem der Druckparameter im Laminator von 2.1 MPa (22 kg/cm²) auf 2.94 MPa (30 kg/cm²) eingestellt und die Temperatur wurde auf die beste Schmelztemperatur gemäß die Eigenschaften der PP-Folie 170 °C.

(2) Die Laminierungsparameter der ultradicken Kupfer-PCB sind in Tabelle 3 aufgeführt.

(3) Die Wirkung der superdicken Kupfer-PCB-Laminierung.

Nach der Prüfung gemäß Abschnitt 4.8.5.8.2 von GJB362B-2009 sollten beim Prüfen der Leiterplatte gemäß 3.5.1.2.3 keine Blasenbildung und Delamination auftreten, die über Abschnitt 4.8.2 (Untergrunddefekte) hinausgehen. Das PCB-Muster erfüllt die Anforderungen an Aussehen und Größe von 3.5.1 und wird gemäß 4.8.3 mikrogeschnitten und geprüft, was die Anforderungen von 3.5.2 erfüllt. Der Slicing-Effekt ist in Abbildung 6 dargestellt. Dem Zustand der Laminierungsscheibe nach zu urteilen, ist die Linie vollständig gefüllt und es gibt keine Mikroschlitzblasen.

2.4 Super thick copper PCB flow glue control technology

Anders als bei der allgemeinen PCB-Verarbeitung wurden die Form und die Geräteanschlusslöcher vor dem Laminieren fertiggestellt. Wenn der Klebstofffluss schwerwiegend ist, beeinflusst dies die Rundheit und Größe der Verbindung und das Aussehen und die Verwendung entsprechen nicht den Anforderungen. dieses Verfahren wurde auch in der Verfahrensentwicklung erprobt. Der Prozessverlauf des Formfräsens nach dem Pressen, aber die späteren Formfräsanforderungen werden streng kontrolliert, insbesondere für die Bearbeitung der inneren Dickkupfer-Anschlussteile, die Tiefenpräzisionssteuerung ist sehr streng und die Durchlaufrate ist extrem niedrig.

Die Auswahl geeigneter Verbindungsmaterialien und der Entwurf einer vernünftigen Gerätestruktur sind eine der Schwierigkeiten in der Forschung. Um das Problem des Auftretens von Klebstoffüberlauf zu lösen, der durch gewöhnliche Prepregs nach dem Laminieren verursacht wird, werden Prepregs mit geringer Fließfähigkeit (Vorteile: SP120N) verwendet. Das Klebematerial hat die Eigenschaften einer geringen Harzfließfähigkeit, Flexibilität, ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und elektrischen Eigenschaften. Je nach den Eigenschaften des Klebstoffüberlaufs wird die Kontur des Prepregs an einer bestimmten Position erhöht und die Kontur einer bestimmten Form wird verarbeitet durch Schneiden und Zeichnen. Gleichzeitig wird der Prozess des Umformens und dann des Pressens realisiert, und die Form wird nach dem Pressen geformt, ohne dass erneut CNC-Fräsen erforderlich sind. Dies löst das Problem des Klebstoffflusses nach dem Laminieren der Leiterplatte und stellt sicher, dass sich nach dem Laminieren der superdicken Kupferplatte kein Klebstoff auf der Verbindungsfläche befindet und der Druck fest ist.

3. Fertiger Effekt von ultradickem Kupfer-PCB

3.1 Produktspezifikationen für ultradicke Kupferleiterplatten

Tabelle 4 der Produktspezifikationsparameter für superdicke Kupfer-Leiterplatten und der Effekt des Endprodukts sind in Abbildung 7 dargestellt.

3.2 Stehspannungsprüfung

Die Pole in der ultradicken Kupfer-Leiterplattenprobe wurden auf Stehspannung getestet. Die Testspannung betrug 1000 V AC, und es gab keinen Schlag oder Überschlag in 1 Minute.

3.3 Hochstrom-Temperaturanstiegstest

Design the corresponding connecting copper plate to connect each pole of the ultra-thick copper PCB sample in series, connect it to the high current generator, and test separately according to the corresponding test current. The test results are shown in Table 5:

Aus dem Temperaturanstieg in Tabelle 5 geht hervor, dass der Gesamttemperaturanstieg der ultradicken Kupfer-PCB relativ gering ist, was die tatsächlichen Anwendungsanforderungen erfüllen kann (im Allgemeinen liegen die Temperaturanstiegsanforderungen unter 30 K). Der hohe Stromtemperaturanstieg von ultradicken Kupfer-PCBs hängt mit seiner Struktur zusammen, und der Temperaturanstieg unterschiedlicher dicker Kupferstrukturen weist gewisse Unterschiede auf.

3.4 Thermischer Stresstest

Anforderungen an den thermischen Belastungstest: Nach dem thermischen Belastungstest an der Probe gemäß der GJB362B-2009 General Specification for Rigid Printed Boards zeigt die visuelle Prüfung, dass keine Defekte wie Delamination, Blasenbildung, Tamponverzug und weiße Flecken vorliegen.

Nachdem das Aussehen und die Größe des PCB-Musters den Anforderungen entsprechen, sollte es mikrogeschnitten werden. Da die innere Kupferschicht dieser Probe zu dick ist, um metallographisch geschnitten zu werden, wird die Probe einem thermischen Belastungstest bei 287 ℃ ± 6 unterzogen und nur ihr Aussehen wird visuell untersucht.

Das Testergebnis ist: keine Delamination, Blasenbildung, Polsterverzug, weiße Flecken und andere Defekte.

4. Zusammenfassung

Dieser Artikel stellt ein Herstellungsverfahren für ultradicke Kupfer-Mehrschicht-PCBs bereit. Durch technologische Innovation und Prozessverbesserung wird die aktuelle Grenze der Kupferdicke von ultradicken Kupfer-Mehrschicht-Leiterplatten effektiv gelöst und die üblichen technischen Probleme bei der Verarbeitung wie folgt überwunden:

(1) Ultra-thick copper inner lamination technology: It effectively solves the problem of ultra-thick copper material selection. The use of pre-milling processing does not require etching, which effectively avoids the technical problems of thick copper etching; the FR-4 filling technology ensures the pressure of the inner layer Close tightness and insulation problems;

(2) Ultradicke Kupfer-PCB-Laminierungstechnologie: Das Problem der weißen Flecken und der Delamination bei der Laminierung wurde effektiv gelöst und eine neue Pressmethode und -lösung gefunden;

(3) Super-dicke Kupfer-Leiterplatten-Fluss-Leim-Steuerungstechnologie: Sie löst effektiv das Problem des Leimflusses nach dem Pressen und stellt die Umsetzung der Vorfräsform und dann des Pressens sicher.