Cobre súper groso PCB multicapa proceso de fabricación

1. Estrutura laminada

A principal investigación deste documento é unha placa de tres capas de cobre ultra grosa, o espesor de cobre interno é de 1.0 mm, o grosor de cobre exterior é de 0.3 mm e o ancho mínimo de liña e o espazo entre liñas da capa exterior é de 0.5 mm. A estrutura laminada móstrase na figura 1. A capa superficial é un laminado revestido de cobre FR4 (laminado revestido de cobre epoxi de fibra de vidro), cun espesor de 0.3 mm, tratamento de gravado dunha soa cara e a capa adhesiva é unha folla de PP non fluída. (chapa semicurada), cun espesor de 0.1 mm, super grosa. A placa de cobre está incrustada na estrutura do burato correspondente da placa epoxi FR-4.

O fluxo do proceso de procesamento de PCB de cobre ultra espeso móstrase na figura 3. O mecanizado principal inclúe fresado de superficie e capa media, fresado de placas de cobre groso. Despois do tratamento da superficie, apílase no molde xeral para quentar e prensar, e despois de desmoldar, segue o proceso de PCB convencional. O proceso completa a produción de produtos acabados.

2. Métodos de procesamento da tecnoloxía clave

2.1 Tecnoloxía de laminación interna de cobre ultra espeso

Laminación interna de cobre súper espeso: se se usa folla de cobre para cobre súper groso, será difícil conseguir este grosor. Neste documento, a capa interna de cobre supergruesa usa unha placa de cobre electrolítico de 1 mm, que é fácil de comprar para materiais convencionais e que é procesada directamente por unha fresadora; o contorno exterior da placa de cobre interior O mesmo grosor da tarxeta FR4 (placa epoxi de fibra de vidro) úsase para procesar e moldear como o recheo global. Para facilitar a laminación e garantir que se axusta estreitamente á periferia da placa de cobre, o valor de separación entre os dous contornos, como se mostra na estrutura da Figura 4, contrólase a 0 ~ 0.2 dentro de mm. Baixo o efecto de recheo do taboleiro FR4, resolve o problema do espesor do cobre do taboleiro de cobre ultra groso e garanten os problemas de illamento interno e de illamento interno despois da laminación, de modo que o deseño do espesor do cobre interno pode ser superior a 0.5 mm. .

2.2 Tecnoloxía de ennegrecemento de cobre súper espeso

A superficie do cobre ultra espeso debe ser ennegrecida antes da laminación. O ennegrecemento da placa de cobre pode aumentar a superficie de contacto entre a superficie de cobre e a resina e aumentar a humectabilidade da resina de fluxo a alta temperatura cara ao cobre, de xeito que a resina pode penetrar na brecha da capa de óxido e mostrar un forte rendemento. despois do endurecemento. A forza de adhesión mellora o efecto de prensado. Ao mesmo tempo, pode mellorar o fenómeno da mancha branca de laminación e o branqueamento e as burbullas causadas pola proba de cocción (287 ℃ ± 6 ℃). Os parámetros específicos de ennegrecemento móstranse na táboa 2.

2.3 Tecnoloxía de laminación de PCB de cobre súper groso

Debido aos erros de fabricación no grosor da placa interior de cobre super-grosa e da placa FR-4 utilizada para o recheo circundante, o grosor non pode ser completamente consistente. Se se usa o método de laminación convencional para a laminación, é fácil producir manchas brancas de laminación, delaminación e outros defectos, e a laminación é difícil. . Co fin de reducir a dificultade de presionar a capa de cobre ultra espesa e garantir a precisión dimensional, probouse e comprobouse a utilización dunha estrutura de molde de prensado integral. As plantillas superior e inferior do molde están feitas con moldes de aceiro, e a almofada de silicona utilízase como capa intermedia intermedia. Os parámetros do proceso, como a temperatura, a presión e o tempo de mantemento da presión, conseguen o efecto de laminación e tamén solucionan os problemas técnicos das manchas brancas e da delaminación da laminación de cobre ultragrosa e cumpren os requisitos de laminación das placas PCB de cobre ultragrosas.

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

O nivel de apilado do produto no molde laminado de cobre ultra groso móstrase na figura 5. Debido á baixa fluidez da resina PP non fluible, se se usa o papel kraft de material de revestimento convencional, a folla de PP non se pode presionar uniformemente, orixinando defectos como manchas brancas e delaminación despois da laminación. Os produtos de PCB de cobre espeso deben usarse no proceso de laminación. Como capa principal de amortiguación, a almofada de xel de sílice xoga un papel na distribución uniforme da presión durante o prensado. Ademais, para resolver o problema do prensado, axustouse o parámetro de presión do laminador de 2.1 Mpa (22 kg/cm²) a 2.94 Mpa (30 kg/cm²), e a temperatura axustouse á mellor temperatura de fusión segundo as características da folla de PP 170°C.

(2) Os parámetros de laminación do PCB de cobre ultra espeso móstranse na táboa 3.

(3) O efecto da laminación de PCB de cobre super espeso.

Despois da proba de acordo coa Sección 4.8.5.8.2 de GJB362B-2009, non debería haber burbullas e delaminación que excedan a Sección 3.5.1.2.3 (defectos debaixo da superficie) permitidas ao probar o PCB segundo 4.8.2. A mostra de PCB cumpre os requisitos de aspecto e tamaño de 3.5.1, e está microseccionada e inspeccionada segundo 4.8.3, que cumpre cos requisitos de 3.5.2. O efecto de corte móstrase na figura 6. A xulgar pola condición da porción de laminación, a liña está totalmente chea e non hai burbullas de microfenda.

2.4 Tecnoloxía de control de cola de fluxo de PCB de cobre super espeso

A diferenza do procesamento xeral de PCB, a súa forma e os orificios de conexión do dispositivo completáronse antes da laminación. Se o fluxo de cola é grave, afectará a redondez e o tamaño da conexión, e a aparencia e o uso non cumprirán os requisitos; este proceso tamén se probou no desenvolvemento do proceso. A ruta do proceso de fresado de forma despois do prensado, pero os requisitos de fresado de formas posteriores están estrictamente controlados, especialmente para o procesamento das pezas de conexión de cobre espesas internas, o control de precisión de profundidade é moi estrito e a taxa de aprobación é extremadamente baixa.

Elixir materiais de unión axeitados e deseñar unha estrutura de dispositivo razoable son unha das dificultades da investigación. Para resolver o problema da aparición de desbordamento de cola causado polos preimpregnados ordinarios despois da laminación, utilízanse preimpregnados con baixa fluidez (Beneficios: SP120N). O material adhesivo ten as características de baixa fluidez da resina, flexibilidade, excelente resistencia á calor e propiedades eléctricas, e Segundo as características do desbordamento de cola, o contorno do preimpregnado nunha posición específica aumenta e o contorno dunha forma específica é procesado. por cortar e debuxar. Ao mesmo tempo, realízase primeiro o proceso de conformación e despois de prensado, e a forma fórmase despois do prensado, sen necesidade de fresar CNC de novo. Isto resolve o problema do fluxo de cola despois de laminar o PCB e garante que non haxa cola na superficie de conexión despois de laminar a placa de cobre súper grosa e a presión é forte.

3. Efecto acabado de PCB de cobre ultra espeso

3.1 Especificacións do produto PCB de cobre ultra espeso

Na figura 4 móstranse a táboa de parámetros 7 de especificacións do produto PCB de cobre supergrueso e o efecto do produto acabado.

3.2 Proba de tensión soportada

Probouse a tensión de resistencia dos polos da mostra de PCB de cobre ultra espeso. A tensión de proba foi de 1000 V AC e non houbo ningún golpe nin flashover en 1 min.

3.3 Proba de aumento de temperatura de alta corrente

Deseña a correspondente placa de conexión de cobre para conectar en serie cada polo da mostra de PCB de cobre ultra espeso, conéctaa ao xerador de alta corrente e proba por separado segundo a corrente de proba correspondente. Os resultados das probas móstranse na táboa 5:

A partir do aumento da temperatura da Táboa 5, o aumento da temperatura global do PCB de cobre ultra espeso é relativamente baixo, o que pode cumprir os requisitos de uso reais (xeralmente, os requisitos de aumento de temperatura son inferiores a 30 K). O alto aumento da temperatura actual do PCB de cobre ultra espeso está relacionado coa súa estrutura, e o aumento da temperatura de diferentes estruturas de cobre groso terá certas diferenzas.

3.4 Ensaio de esforzo térmico

Requisitos das probas de tensión térmica: despois da proba de tensión térmica na mostra segundo a especificación xeral GJB362B-2009 para placas impresas ríxidas, a inspección visual mostra que non hai defectos como delaminación, burbullas, deformación da almofada e puntos brancos.

Despois de que a aparencia e o tamaño da mostra de PCB cumpran os requisitos, debe ser microseccionada. Debido a que a capa interna de cobre desta mostra é demasiado grosa para ser seccionada metalograficamente, a mostra sométese a unha proba de tensión térmica a 287 ℃ ± 6 ℃ e só se inspecciona visualmente o seu aspecto.

O resultado da proba é: sen delaminación, burbullas, deformación da almofada, manchas brancas e outros defectos.

4. Resumo

Este artigo ofrece un método de proceso de fabricación para PCB multicapa de cobre ultra espeso. A través da innovación tecnolóxica e da mellora do proceso, resolve eficazmente o límite actual de espesor de cobre do PCB multicapa de cobre ultra espeso e supera os problemas técnicos de procesamento comúns como segue:

(1) Tecnoloxía de laminación interna de cobre ultra espeso: resolve eficazmente o problema da selección de material de cobre ultra espeso. O uso do procesamento de prefresado non require gravado, o que evita eficazmente os problemas técnicos do gravado de cobre groso; a tecnoloxía de recheo FR-4 garante a presión da capa interna Pechar problemas de estanquidade e illamento;

(2) Tecnoloxía de laminación de PCB de cobre ultra espeso: resolveu eficazmente o problema das manchas brancas e da delaminación na laminación e atopou un novo método e solución de prensado;

(3) Tecnoloxía de control de cola de fluxo de PCB de cobre súper espeso: resolve eficazmente o problema do fluxo de cola despois da presión e garante a implementación da forma de prefresado e despois presionando.