مس فوق العاده ضخیم چند لایه PCB فرایند ساخت

1. ساختار چند لایه

تحقیق اصلی این مقاله یک تخته سه لایه مسی فوق ضخیم، ضخامت مس داخلی 1.0 میلی متر، ضخامت مس خارجی 0.3 میلی متر و حداقل عرض خطوط و فاصله خطوط لایه بیرونی 0.5 میلی متر است. ساختار لمینت شده در شکل 1 نشان داده شده است. لایه سطحی لمینت روکش مسی FR4 (لمینیت روکش مس اپوکسی فیبر شیشه ای)، با ضخامت 0.3 میلی متر، عملیات اچینگ یک طرفه، و لایه چسب یک ورق PP غیر روان است. (ورق نیمه پخت)، با ضخامت 0.1 میلی متر، فوق ضخیم صفحه مسی در ساختار سوراخ مربوطه صفحه اپوکسی FR-4 تعبیه شده است.

جریان فرآیند پردازش PCB مس فوق العاده ضخیم در شکل 3 نشان داده شده است. پس از عملیات سطحی، در قالب کلی انباشته می شود تا گرم شود و فشار داده شود و پس از قالب گیری، فرآیند PCB معمولی را دنبال کنید. فرآیند تولید محصولات نهایی را تکمیل می کند.

2. روش های پردازش فناوری کلیدی

2.1 تکنولوژی لمینیت داخلی مس فوق العاده ضخیم

لمینت داخلی مسی فوق ضخیم: اگر از فویل مسی برای مسهای فوق ضخیم استفاده شود، دستیابی به این ضخامت مشکل خواهد بود. در این مقاله، لایه داخلی مس بسیار ضخیم از صفحه مسی الکترولیتی 1 میلی متری استفاده می کند که خرید آن برای مواد معمولی آسان است و مستقیماً توسط دستگاه فرز پردازش می شود. کانتور بیرونی صفحه مسی داخلی همان ضخامت تخته FR4 (تخته اپوکسی فیبر شیشه ای) برای پردازش و قالب گیری به عنوان پرکننده کلی استفاده می شود. به منظور تسهیل لمینیت و اطمینان از تناسب نزدیک با حاشیه صفحه مسی، مقدار فاصله بین دو کانتور همانطور که در ساختار شکل 4 نشان داده شده است در 0-0.2 در میلی متر کنترل می شود. تحت اثر پرکننده تخته FR4، مشکل ضخامت مس تخته مس فوق العاده ضخیم حل می شود و از پرس محکم و مشکلات عایق داخلی پس از لمینیت اطمینان حاصل می شود، به طوری که طراحی ضخامت مس داخلی می تواند بیش از 0.5 میلی متر باشد. .

2.2 تکنولوژی سیاه کردن مس فوق العاده ضخیم

سطح مس فوق ضخیم باید قبل از لمینیت سیاه شود. سیاه شدن صفحه مسی می تواند سطح تماس بین سطح مس و رزین را افزایش دهد و ترشوندگی رزین جریان با دمای بالا را به مس افزایش دهد، به طوری که رزین می تواند به شکاف لایه اکسید نفوذ کند و عملکرد قوی نشان دهد. پس از سخت شدن نیروی چسبندگی اثر فشار را بهبود می بخشد. در عین حال، می تواند پدیده لکه سفید لمینیت و سفید شدن و حباب های ناشی از آزمایش پخت را بهبود بخشد (287 ± 6 ℃). پارامترهای خاص سیاه شدن در جدول 2 نشان داده شده است.

2.3 تکنولوژی لمینیت PCB مسی فوق العاده ضخیم

به دلیل اشتباهات ساخت در ضخامت صفحه مسی فوق ضخیم داخلی و صفحه FR-4 مورد استفاده برای پر کردن اطراف، ضخامت نمی تواند کاملاً سازگار باشد. اگر از روش معمولی لمینیت برای لمینیت استفاده شود، ایجاد لکه های سفید لمینیت، لایه لایه شدن و سایر عیوب آسان است و لمینیت دشوار است. . به منظور کاهش دشواری فشار دادن لایه مس فوق العاده ضخیم و اطمینان از دقت ابعادی، استفاده از ساختار قالب پرس یکپارچه آزمایش و تأیید شده است. قالب های بالایی و پایینی قالب از قالب های فولادی ساخته شده اند و بالشتک سیلیکونی به عنوان لایه میانی بافر استفاده می شود. پارامترهای فرآیند مانند دما، فشار و زمان نگه‌داری فشار به اثر لمینیت می‌رسند و همچنین مشکلات فنی لکه‌های سفید و لایه‌برداری لمینیت مس فوق‌العاده ضخیم را حل می‌کند و الزامات لمینیت تخته‌های PCB مسی بسیار ضخیم را برآورده می‌کند.

(1) روش لمینیت PCB مسی فوق العاده ضخیم.

سطح انباشته شدن محصول در قالب ورقه ورقه مسی بسیار ضخیم در شکل 5 نشان داده شده است. در نتیجه عیوب مانند لکه های سفید و لایه برداری بعد از لمینیت ایجاد می شود. محصولات PCB ضخیم مسی باید در فرآیند لمینیت استفاده شوند به عنوان یک لایه بافر کلیدی، پد سیلیکاژل در توزیع یکنواخت فشار در حین پرس نقش دارد. علاوه بر این، برای حل مشکل پرس، پارامتر فشار در لمیناتور از 2.1 Mpa (22 kg/cm²) به 2.94 Mpa (30 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) تنظیم شد و دما بر اساس بهترین دمای همجوشی تنظیم شد. مشخصات ورق PP 170 درجه سانتیگراد.

(2) پارامترهای لمینیت PCB مس فوق ضخیم در جدول 3 نشان داده شده است.

(3) اثر لمینیت PCB مس فوق العاده ضخیم.

پس از آزمایش مطابق با بخش 4.8.5.8.2 GJB362B-2009، هنگام آزمایش PCB طبق بند 3.5.1.2.3، هیچ تاول و لایه لایه شدن بیش از بخش 4.8.2 (نقایص زیر سطحی) مجاز نیست. نمونه PCB الزامات ظاهری و اندازه 3.5.1 را برآورده می کند و طبق 4.8.3، که الزامات 3.5.2 را برآورده می کند، ریز برش و بازرسی شده است. اثر برش در شکل 6 نشان داده شده است. با قضاوت از وضعیت برش لمینیت، خط به طور کامل پر شده است و هیچ حباب ریز شکافی وجود ندارد.

2.4 تکنولوژی کنترل چسب جریان PCB مسی فوق العاده ضخیم

متفاوت از پردازش PCB عمومی، شکل آن و سوراخ های اتصال دستگاه قبل از لمینیت تکمیل شده است. اگر جریان چسب جدی باشد، گردی و اندازه اتصال را تحت تأثیر قرار می دهد و ظاهر و کاربرد آن الزامات را برآورده نمی کند. این فرآیند در توسعه فرآیند نیز آزمایش شده است. مسیر فرآیند آسیاب شکل پس از پرس، اما الزامات آسیاب شکل بعدی به شدت کنترل می شود، به خصوص برای پردازش قطعات اتصال مس ضخیم داخلی، کنترل دقیق عمق بسیار دقیق است و نرخ عبور بسیار کم است.

انتخاب مواد چسباننده مناسب و طراحی ساختار دستگاه معقول یکی از دشواری های تحقیق است. برای حل مشکل ظاهر شدن سرریز چسب ناشی از پیش آغشته های معمولی پس از لمینیت، از پیش آغشته با سیالیت کم (مزایا: SP120N) استفاده می شود. ماده چسب دارای ویژگی های سیالیت کم رزین، انعطاف پذیری، مقاومت حرارتی عالی و خواص الکتریکی است و با توجه به ویژگی های سرریز چسب، کانتور پیش آغشته در یک موقعیت خاص افزایش یافته و کانتور یک شکل خاص پردازش می شود. با برش و کشیدن. در عین حال ابتدا فرآیند شکل گیری و سپس پرس محقق می شود و بعد از پرس بدون نیاز به فرز مجدد CNC شکل شکل می گیرد. با این کار مشکل جریان چسب پس از لمینت شدن PCB حل می شود و پس از لمینت شدن صفحه مسی فوق ضخیم و فشار محکم، هیچ چسبی روی سطح اتصال وجود ندارد.

3. اثر تمام شده PCB مس فوق العاده ضخیم

3.1 مشخصات محصول PCB مس فوق العاده ضخیم

جدول 4 پارامتر مشخصات محصول PCB مسی فوق ضخیم و اثر محصول نهایی در شکل 7 نشان داده شده است.

3.2 مقاومت در برابر تست ولتاژ

قطب های نمونه PCB مس فوق العاده ضخیم برای ولتاژ مقاومت مورد آزمایش قرار گرفتند. ولتاژ تست AC1000V بود و هیچ ضربه یا فلاش اوری در 1 دقیقه وجود نداشت.

3.3 تست افزایش دمای جریان بالا

صفحه مسی اتصال مربوطه را طراحی کنید تا هر قطب نمونه PCB مسی فوق ضخیم را به صورت سری به هم متصل کنید، آن را به ژنراتور جریان بالا متصل کنید و به طور جداگانه مطابق با جریان آزمایشی مربوطه آزمایش کنید. نتایج آزمون در جدول 5 نشان داده شده است:

از افزایش دما در جدول 5، افزایش دمای کلی PCB مس فوق ضخیم نسبتاً کم است، که می تواند الزامات استفاده واقعی را برآورده کند (به طور کلی، افزایش دما زیر 30 کلوین است). افزایش دمای جریان بالای PCB مسی فوق ضخیم به ساختار آن مربوط می شود و افزایش دمای سازه های مسی ضخیم مختلف تفاوت های خاصی خواهد داشت.

3.4 تست تنش حرارتی

الزامات تست تنش حرارتی: پس از تست تنش حرارتی بر روی نمونه بر اساس مشخصات عمومی GJB362B-2009 برای تخته های چاپی سفت، بازرسی بصری نشان می دهد که هیچ نقصی مانند لایه لایه شدن، تاول زدن، تاب برداشتن پد و لکه های سفید وجود ندارد.

پس از اینکه ظاهر و اندازه نمونه PCB الزامات را برآورده کرد، باید ریز برش داده شود. از آنجایی که لایه داخلی مس این نمونه ضخیم تر از آن است که از نظر متالوگرافی برش داده شود، نمونه تحت آزمایش تنش حرارتی در دمای 287 ± 6 ℃ قرار می گیرد و فقط ظاهر آن به صورت بصری بررسی می شود.

نتیجه آزمایش این است: بدون لایه لایه شدن، تاول، تاب برداشتن پد، لکه های سفید و سایر عیوب.

4. خلاصه

این مقاله یک روش فرآیند تولید برای PCB چند لایه مس فوق ضخیم ارائه می دهد. از طریق نوآوری فن آوری و بهبود فرآیند، به طور موثر محدودیت فعلی ضخامت مس PCB چند لایه مس فوق ضخیم را حل می کند و بر مشکلات فنی پردازش رایج به شرح زیر غلبه می کند:

(1) فناوری لمینیت داخلی مس بسیار ضخیم: به طور موثر مشکل انتخاب مواد مس فوق العاده ضخیم را حل می کند. استفاده از پردازش پیش آسیاب نیازی به اچ ندارد، که به طور موثر از مشکلات فنی حکاکی ضخیم مس جلوگیری می کند. فناوری پر کردن FR-4 فشار لایه داخلی را تضمین می کند.

(2) فن آوری لمینت PCB مسی فوق ضخیم: به طور موثر مشکل لکه های سفید و لایه لایه شدن در لمینیت را حل کرد و روش و راه حل جدیدی برای فشار دادن یافت.

(3) فناوری کنترل چسب جریان PCB مسی فوق ضخیم: به طور موثر مشکل جریان چسب را پس از فشار دادن حل می کند و اجرای شکل پیش آسیاب و سپس پرس را تضمین می کند.