Super paksu kupari Monikerroksinen PCB valmistusprosessi

1. Laminoitu rakenne

Tämän paperin päätutkimus on ultrapaksu kuparikolmikerroslevy, jonka kuparin sisäpaksuus on 1.0 mm, ulompi kuparipaksuus 0.3 mm ja ulkokerroksen minimiviivan leveys ja riviväli on 0.5 mm. Laminoitu rakenne on esitetty kuvassa 1. Pintakerros on FR4 kuparipinnoitettua laminaattia (lasikuituepoksikuparipäällysteinen laminaatti), jonka paksuus on 0.3 mm, yksipuolinen etsauskäsittely, ja liimakerros on valumatonta PP-levyä. (puolikovettuva levy), paksuus 0.1 mm, superpaksu Kuparilevy on upotettu FR-4 epoksilevyn vastaavaan reikärakenteeseen.

Ultrapaksun kuparin piirilevyjen käsittelyn prosessikulku on esitetty kuvassa 3. Pääkoneistus sisältää pinta- ja keskikerroksen jyrsinnän, paksukuparin levynumerojyrsinnän. Pintakäsittelyn jälkeen se pinotaan yleismuottiin kuumenemaan ja puristamaan, ja muotista purkamisen jälkeen noudatetaan perinteistä PCB-prosessia. Prosessi päättää valmiiden tuotteiden tuotannon.

2. Keskeiset teknologian käsittelymenetelmät

2.1 Erittäin paksu kupari sisälaminointitekniikka

Superpaksu kuparisisälaminointi: Jos kuparifoliota käytetään superpaksuun kupariin, tämän paksuuden saavuttaminen on vaikeaa. Tässä paperissa superpaksu kuparinen sisäkerros käyttää 1 mm:n elektrolyyttistä kuparilevyä, joka on helppo ostaa tavanomaisille materiaaleille ja joka käsitellään suoraan jyrsintäkoneella; sisäkuparilevyn ulkoreuna Prosessoinnissa ja muovauksessa käytetään saman paksuista FR4-levyä (lasikuituepoksilevyä) kuin koko täyte. Laminoinnin helpottamiseksi ja sen varmistamiseksi, että se sopii tiiviisti kuparilevyn reunaan, kahden ääriviivan välinen rako, kuten kuvan 4 rakenteessa on esitetty, on säädetty arvoon 0-0.2 mm sisällä. FR4-levyn täyttövaikutuksen alaisena erittäin paksun kuparilevyn kuparin paksuusongelma on ratkaistu ja tiukka puristus- ja sisäiset eristysongelmat laminoinnin jälkeen varmistetaan siten, että kuparin sisäpaksuuden rakenne voi olla suurempi kuin 0.5 mm .

2.2 Erittäin paksu kuparin mustatustekniikka

Erittäin paksun kuparin pinta on mustattava ennen laminointia. Kuparilevyn mustuminen voi lisätä kuparipinnan ja hartsin välistä kosketuspinta-alaa ja lisätä korkean lämpötilan virtaushartsin kostuvuutta kupariin, jotta hartsi voi tunkeutua oksidikerroksen rakoon ja osoittaa vahvaa suorituskykyä. kovettumisen jälkeen. Tartuntavoima parantaa puristusvaikutusta. Samalla se voi parantaa laminointivalkopisteilmiötä ja paistotestin aiheuttamaa vaalentumista ja kuplia (287 ℃ ± 6 ℃). Tarkat mustemisparametrit on esitetty taulukossa 2.

2.3 Erittäin paksu kuparipiirilevyjen laminointitekniikka

Sisäisen superpaksun kuparilevyn ja ympäröivässä täytteessä käytetyn FR-4-levyn paksuuden valmistusvirheiden vuoksi paksuus ei voi olla täysin tasainen. Jos laminoinnissa käytetään tavanomaista laminointimenetelmää, on helppoa tuottaa laminointivalkoisia täpliä, delaminaatiota ja muita vikoja, ja laminointi on vaikeaa. . Ultrapaksun kuparikerroksen puristamisen vaikeuden vähentämiseksi ja mittatarkkuuden varmistamiseksi on testattu ja varmennettu kiinteän puristusmuottirakenteen käyttö. Muotin ylä- ja alaosa on valmistettu teräsmuoteista ja välipuskurikerroksena käytetään silikonityynyä. Prosessiparametrit, kuten lämpötila, paine ja paineen pitoaika, saavuttavat laminointivaikutuksen ja ratkaisevat myös valkoisten pisteiden ja erittäin paksun kuparilaminoinnin delaminaatioon liittyvät tekniset ongelmat ja täyttävät erittäin paksujen kupari-PCB-levyjen laminointivaatimukset.

(1) Erittäin paksu kupari-PCB-laminointimenetelmä.

Tuotteen pinoamistaso ultrapaksussa kuparilaminaattimuotissa on esitetty kuvassa 5. Ei-juokevan PP-hartsin alhaisen juoksevuuden vuoksi, jos käytetään tavanomaista verhousmateriaalia voimapaperia, PP-arkkia ei voida puristaa tasaisesti. aiheuttavat vikoja, kuten valkoisia täpliä ja laminoinnin jälkeen irtoamista. Laminointiprosessissa tulee käyttää paksuja kuparisia PCB-tuotteita. Silikageelityynyllä on tärkeä puskurikerroksen rooli paineen tasaisessa jakautumisessa puristuksen aikana. Lisäksi puristusongelman ratkaisemiseksi laminaattorin paineparametri säädettiin arvosta 2.1 Mpa (22 kg/cm²) arvoon 2.94 Mpa (30 kg/cm²) ja lämpötila säädettiin parhaaseen sulamislämpötilaan PP-levyn ominaisuudet 170°C.

(2) Erittäin paksun kupari-PCB:n laminointiparametrit on esitetty taulukossa 3.

(3) Erittäin paksun kupari-PCB-laminoinnin vaikutus.

GJB4.8.5.8.2B-362:n kohdan 2009 mukaisen testauksen jälkeen ei saa esiintyä rakkuloita ja delaminaatiota, joka ylittää kohdan 3.5.1.2.3 (pinnan alla olevat viat), kun piirilevyä testataan kohdan 4.8.2 mukaisesti. Piirilevynäyte täyttää kohdan 3.5.1 ulkonäkö- ja kokovaatimukset, ja se on mikroleikattu ja tarkastettu kohdan 4.8.3 mukaisesti, mikä täyttää kohdan 3.5.2 vaatimukset. Viipalointivaikutus näkyy kuvassa 6. Laminointiviipaleen kunnosta päätellen linja on täysin täytetty eikä siinä ole mikrorakokuplia.

2.4 Erittäin paksu kuparipiirilevyvirtausliiman ohjaustekniikka

Poiketen yleisestä piirilevykäsittelystä, sen muoto ja laiteliitäntäreiät on tehty valmiiksi ennen laminointia. Jos liimavirtaus on vakava, se vaikuttaa liitoksen pyöreyteen ja kokoon, ja ulkonäkö ja käyttö eivät täytä vaatimuksia; tätä prosessia on myös testattu prosessikehityksessä. Muotojyrsinnän prosessireitti puristuksen jälkeen, mutta myöhempiä muotojyrsinnän vaatimuksia valvotaan tiukasti, erityisesti sisäisten paksujen kupariliitososien käsittelyssä, syvyyden tarkkuuden valvonta on erittäin tiukka ja läpimenonopeus on erittäin alhainen.

Sopivien liimamateriaalien valinta ja järkevän laiterakenteen suunnittelu ovat yksi tutkimuksen vaikeuksista. Tavallisten prepregien aiheuttaman liiman ylivuotoongelman ratkaisemiseksi laminoinnin jälkeen käytetään matalan juoksevuuden omaavia prepregejä (Edut: SP120N). Liimamateriaalilla on alhainen hartsin juoksevuus, joustavuus, erinomainen lämmönkestävyys ja sähköiset ominaisuudet, ja liiman ylivuodon ominaisuuksien mukaan prepregin ääriviivat lisääntyvät tietyssä paikassa ja tietyn muodon ääriviivat käsitellään. leikkaamalla ja piirtämällä. Samalla toteutetaan ensin muovaus ja sitten puristusprosessi, ja muoto muodostetaan puristuksen jälkeen ilman, että CNC-jyrsintää tarvitaan uudelleen. Tämä ratkaisee liiman virtausongelman piirilevyn laminoinnin jälkeen ja varmistaa, että liitospinnalla ei ole liimaa sen jälkeen, kun superpaksu kuparilevy on laminoitu ja paine on tiukka.

3. Ultra-paksun kupari-PCB:n lopputulos

3.1 Erittäin paksu kupari-PCB-tuotteen tekniset tiedot

Superpaksun kuparisen piirilevyn tuotespesifikaatioiden parametritaulukko 4 ja valmiin tuotteen vaikutus on esitetty kuvassa 7.

3.2 Kestojännitetesti

Erittäin paksun kupari-PCB-näytteen napojen kestojännite testattiin. Testijännite oli AC1000V, eikä mitään lakkoa tai välähdystä tapahtunut 1 minuutissa.

3.3 Korkean virran lämpötilan nousutesti

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:

Taulukon 5 lämpötilan nousun perusteella erittäin paksun kuparisen PCB:n lämpötilan kokonaisnousu on suhteellisen alhainen, mikä voi täyttää todelliset käyttövaatimukset (yleensä lämpötilan nousuvaatimukset ovat alle 30 K). Ultrapaksun kuparipiirilevyn korkea virran lämpötilan nousu liittyy sen rakenteeseen, ja eri paksujen kuparirakenteiden lämpötilan nousussa on tiettyjä eroja.

3.4 Terminen rasitustesti

Lämpörasitustestin vaatimukset: GJB362B-2009 jäykkien painettujen kartonkien yleisten eritelmien mukaisen näytteen lämpökuormitustestauksen jälkeen visuaalinen tarkastus osoittaa, ettei siinä ole vikoja, kuten delaminaatiota, rakkuloita, tyynyn vääntymistä ja valkoisia täpliä.

Kun PCB-näytteen ulkonäkö ja koko täyttävät vaatimukset, se on leikattava mikroleikkauksella. Koska tämän näytteen sisäinen kuparikerros on liian paksu metallografisesti leikattavaksi, näytteelle suoritetaan lämpöjännitystesti lämpötilassa 287 ℃ ± 6 ℃ ja vain sen ulkonäkö tarkastetaan visuaalisesti.

Testitulos: ei delaminaatiota, rakkuloita, tyynyn vääntymistä, valkoisia täpliä ja muita vikoja.

4. Yhteenveto

Tämä artikkeli tarjoaa valmistusprosessin erittäin paksulle kupariselle monikerroksiselle piirilevylle. Teknologisen innovaation ja prosessin parantamisen avulla se ratkaisee tehokkaasti erittäin paksun kuparin monikerroksisen piirilevyn nykyisen kuparin paksuuden rajan ja voittaa yleiset käsittelytekniset ongelmat seuraavasti:

(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) Erittäin paksu kupari-PCB-laminointitekniikka: ratkaisi tehokkaasti valkoisten täplien ja delaminaatioongelman laminoinnissa ja löysi uuden puristusmenetelmän ja ratkaisun;

(3) Erittäin paksu kupari-PCB-virtausliiman ohjaustekniikka: Se ratkaisee tehokkaasti liiman virtausongelman puristuksen jälkeen ja varmistaa esijyrsinnän muodon ja sitten puristuksen.