Cobre súper grueso PCB multicapa proceso de fabricación

1. Estructura laminada

La investigación principal de este papel es un tablero de tres capas de cobre ultragrueso, el espesor del cobre interno es de 1.0 mm, el espesor del cobre externo es de 0.3 mm y el ancho de línea mínimo y el espaciado de línea de la capa externa es de 0.5 mm. La estructura laminada se muestra en la Figura 1. La capa superficial es laminado revestido de cobre FR4 (laminado revestido de cobre epoxi de fibra de vidrio), con un espesor de 0.3 mm, tratamiento de grabado por una cara, y la capa adhesiva es una hoja de PP que no fluye (hoja semicurado), con un espesor de 0.1 mm, supergrueso La placa de cobre está incrustada en la estructura de orificios correspondiente de la placa epoxi FR-4.

El flujo de proceso de procesamiento de PCB de cobre ultra-grueso se muestra en la Figura 3. El mecanizado principal incluye el fresado de la superficie y la capa media, el fresado de número de placa de cobre grueso. Después del tratamiento de la superficie, se apila en el molde general para calentar y presionar, y después del desmoldeo, se sigue el proceso de PCB convencional. El proceso completa la producción de productos terminados.

2. Métodos de procesamiento de tecnología clave

2.1 Tecnología de laminación interior de cobre ultra grueso

Laminación interior de cobre súper grueso: si se utiliza una lámina de cobre para cobre súper grueso, será difícil lograr este grosor. En este papel, la capa interior de cobre supergrueso utiliza una placa de cobre electrolítico de 1 mm, que es fácil de adquirir para materiales convencionales y se procesa directamente mediante una fresadora; el contorno exterior de la placa de cobre interior El mismo grosor de la placa FR4 (placa de fibra de vidrio epoxi) se utiliza para el procesamiento y el moldeado como relleno general. Con el fin de facilitar la laminación y asegurar que se ajuste estrechamente con la periferia de la placa de cobre, el valor del espacio entre los dos contornos como se muestra en la estructura de la Figura 4 se controla en 0 ~ 0.2 dentro de mm. Bajo el efecto de relleno de la placa FR4, se resuelve el problema del espesor de cobre de la placa de cobre ultragruesa, y se aseguran los problemas de presión y aislamiento interno después de la laminación, de modo que el diseño del espesor de cobre interno puede ser superior a 0.5 mm .

2.2 Tecnología de ennegrecimiento de cobre súper grueso

La superficie del cobre ultra espeso debe ennegrecerse antes de la laminación. El ennegrecimiento de la placa de cobre puede aumentar el área de la superficie de contacto entre la superficie de cobre y la resina, y aumentar la humectabilidad de la resina de flujo de alta temperatura al cobre, de modo que la resina pueda penetrar en el espacio de la capa de óxido y mostrar un fuerte rendimiento. después del endurecimiento. La fuerza de adherencia mejora el efecto de presión. Al mismo tiempo, puede mejorar el fenómeno de la mancha blanca laminada y el blanqueamiento y las burbujas causadas por la prueba de horneado (287 ℃ ± 6 ℃). Los parámetros específicos de ennegrecimiento se muestran en la Tabla 2.

2.3 Tecnología de laminación de PCB de cobre súper grueso

Debido a los errores de fabricación en el grosor de la placa de cobre súper gruesa interna y la placa FR-4 utilizada para el relleno circundante, el grosor no puede ser completamente consistente. Si se utiliza el método de laminación convencional para la laminación, es fácil producir manchas blancas de laminación, deslaminación y otros defectos, y la laminación es difícil. . Para reducir la dificultad de presionar la capa de cobre ultragruesa y garantizar la precisión dimensional, se ha probado y verificado para utilizar una estructura de molde de presión integral. Las plantillas superior e inferior del molde están hechas de moldes de acero y el cojín de silicona se utiliza como capa intermedia intermedia. Los parámetros del proceso como la temperatura, la presión y el tiempo de mantenimiento de la presión logran el efecto de laminación y también resuelven los problemas técnicos de las manchas blancas y la delaminación de la laminación de cobre ultragruesa, y cumplen con los requisitos de laminación de las placas PCB de cobre ultragrueso.

(1) Método de laminación de PCB de cobre súper grueso.

El nivel de apilamiento del producto en el molde laminado de cobre ultra grueso se muestra en la Figura 5. Debido a la baja fluidez de la resina de PP que no fluye, si se usa el material de revestimiento convencional papel kraft, la hoja de PP no se puede presionar uniformemente. dando lugar a defectos como manchas blancas y delaminación después de la laminación. Los productos de PCB de cobre grueso deben usarse en el proceso de laminación. Como capa de amortiguación clave, la almohadilla de gel de sílice juega un papel en la distribución uniforme de la presión durante el prensado. Además, para solucionar el problema de prensado, se ajustó el parámetro de presión en la laminadora de 2.1 Mpa (22 kg / cm²) a 2.94 Mpa (30 kg / cm²), y la temperatura se ajustó a la mejor temperatura de fusión según las características de la hoja de PP 170 ° C.

(2) Los parámetros de laminación de PCB de cobre ultragrueso se muestran en la Tabla 3.

(3) El efecto de la laminación de PCB de cobre súper grueso.

Después de la prueba de acuerdo con la Sección 4.8.5.8.2 de GJB362B-2009, no debe haber ampollas ni delaminación que excedan la Sección 3.5.1.2.3 (defectos debajo de la superficie) permitidos cuando se prueba la PCB de acuerdo con 4.8.2. La muestra de PCB cumple con los requisitos de apariencia y tamaño de 3.5.1, y está micro-seccionada e inspeccionada de acuerdo con 4.8.3, que cumple con los requisitos de 3.5.2. El efecto de corte se muestra en la Figura 6. A juzgar por el estado del corte de laminación, la línea está completamente llena y no hay burbujas de micro-hendiduras.

2.4 Tecnología de control de pegamento de flujo de PCB de cobre súper grueso

A diferencia del procesamiento general de PCB, su forma y los orificios de conexión del dispositivo se han completado antes de la laminación. Si el flujo de pegamento es serio, afectará la redondez y el tamaño de la conexión, y la apariencia y el uso no cumplirán con los requisitos; este proceso también ha sido probado en el desarrollo del proceso. La ruta del proceso del fresado de formas después del prensado, pero los requisitos de fresado de formas posteriores están estrictamente controlados, especialmente para el procesamiento de las piezas de conexión de cobre de espesor interior, el control de precisión de profundidad es muy estricto y la tasa de aprobación es extremadamente baja.

La elección de materiales de unión adecuados y el diseño de una estructura de dispositivo razonable son una de las dificultades de la investigación. Para resolver el problema de la aparición de desbordamiento de cola causado por preimpregnados ordinarios después de la laminación, se utilizan preimpregnados con baja fluidez (Beneficios: SP120N). El material adhesivo tiene las características de baja fluidez de resina, flexibilidad, excelente resistencia al calor y propiedades eléctricas, y de acuerdo con las características del desbordamiento del pegamento, el contorno del preimpregnado en una posición específica aumenta y el contorno de una forma específica se procesa. cortando y dibujando. Al mismo tiempo, se realiza el proceso de formar primero y luego presionar, y la forma se forma después de presionar, sin necesidad de fresado CNC nuevamente. Esto resuelve el problema del flujo de pegamento después de laminar la PCB y asegura que no haya pegamento en la superficie de conexión después de laminar la placa de cobre súper gruesa y la presión sea ajustada.

3. Efecto acabado de PCB de cobre ultragrueso

3.1 Especificaciones del producto PCB de cobre ultragrueso

La tabla 4 del parámetro de especificación de producto de PCB de cobre súper grueso y el efecto del producto terminado se muestran en la figura 7.

3.2 Prueba de tensión soportada

Los polos en la muestra de PCB de cobre ultragrueso se probaron para determinar el voltaje soportado. El voltaje de prueba fue de 1000 V CA y no hubo huelga ni descarga disruptiva en 1 minuto.

3.3 Prueba de aumento de temperatura de alta corriente

Diseñe la placa de cobre de conexión correspondiente para conectar cada polo de la muestra de PCB de cobre ultra grueso en serie, conéctelo al generador de alta corriente y pruebe por separado de acuerdo con la corriente de prueba correspondiente. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 5:

A partir del aumento de temperatura en la Tabla 5, el aumento de temperatura general de la PCB de cobre ultragruesa es relativamente bajo, lo que puede cumplir con los requisitos de uso reales (generalmente, los requisitos de aumento de temperatura están por debajo de 30 K). El aumento de temperatura de alta corriente de PCB de cobre ultragrueso está relacionado con su estructura, y el aumento de temperatura de diferentes estructuras de cobre grueso tendrá ciertas diferencias.

3.4 Prueba de estrés térmico

Requisitos de la prueba de esfuerzo térmico: después de la prueba de esfuerzo térmico en la muestra de acuerdo con la Especificación general para tableros impresos rígidos GJB362B-2009, la inspección visual muestra que no hay defectos como delaminación, formación de ampollas, deformación de la almohadilla y manchas blancas.

Una vez que la apariencia y el tamaño de la muestra de PCB cumplan con los requisitos, se debe dividir en microsecciones. Debido a que la capa interna de cobre de esta muestra es demasiado gruesa para ser seccionada metalográficamente, la muestra se somete a una prueba de esfuerzo térmico a 287 ℃ ± 6 ℃, y solo se inspecciona visualmente su apariencia.

El resultado de la prueba es: sin delaminación, formación de ampollas, deformación de la almohadilla, manchas blancas y otros defectos.

4. Resumen

Este artículo proporciona un método de proceso de fabricación para PCB multicapa de cobre ultragrueso. A través de la innovación tecnológica y la mejora del proceso, resuelve eficazmente el límite actual de espesor de cobre de PCB multicapa de cobre ultragrueso y supera los problemas técnicos de procesamiento comunes de la siguiente manera:

(1) Tecnología de laminación interior de cobre ultragruesa: resuelve eficazmente el problema de la selección de material de cobre ultragrueso. El uso de procesamiento previo al fresado no requiere grabado, lo que evita eficazmente los problemas técnicos del grabado de cobre grueso; la tecnología de relleno FR-4 asegura la presión de la capa interior Cerrar problemas de estanqueidad y aislamiento;

(2) Tecnología de laminación de PCB de cobre ultragruesa: resolvió eficazmente el problema de las manchas blancas y la delaminación en la laminación, y encontró un nuevo método y solución de prensado;

(3) Tecnología de control de pegamento de flujo de PCB de cobre súper grueso: resuelve eficazmente el problema del flujo de pegamento después del prensado y asegura la implementación de la forma de pre-fresado y luego el prensado.