Super debeli bakar Višeslojna PCB proizvodni proces

1. Laminirana struktura

Glavno istraživanje ovog rada je ultra-debela bakrena troslojna ploča, unutarnja debljina bakra je 1.0 mm, vanjska debljina bakra je 0.3 mm, a minimalna širina linija i razmak između linija vanjskog sloja je 0.5 mm. Laminirana struktura prikazana je na slici 1. Površinski sloj je FR4 bakreni laminat (bakreni laminat obložen epoksidnim staklenim vlaknima), debljine 0.3 mm, jednostrano jetkan, a ljepljivi sloj je netečeći PP list (poluotvrdnuti lim), debljine 0.1 mm, super debela Bakrena ploča je ugrađena u odgovarajuću strukturu rupa epoksidne ploče FR-4.

Tijek procesa obrade ultradebelih bakrenih PCB-a prikazan je na slici 3. Glavna obrada uključuje glodanje površine i srednjeg sloja, glodanje debljih bakrenih ploča. Nakon površinske obrade, slaže se u cjelokupni kalup da se zagrije i preša, a nakon vađenja slijedi uobičajeni PCB proces. Proces dovršava proizvodnju gotovih proizvoda.

2. Ključne tehnološke metode obrade

2.1 Tehnologija unutarnje laminacije od ultradebelog bakra

Super-debela bakrena unutarnja laminacija: Ako se bakrena folija koristi za super-debeo bakar, bit će teško postići ovu debljinu. U ovom radu, super-debeo bakreni unutarnji sloj koristi elektrolitičku bakrenu ploču od 1 mm, koju je lako kupiti za konvencionalne materijale i izravno se obrađuje strojem za glodanje; vanjska kontura unutarnje bakrene ploče Ista debljina ploče FR4 (epoksidna ploča od staklenih vlakana) koristi se za obradu i oblikovanje kao cjelokupno punjenje. Kako bi se olakšalo laminiranje i osiguralo da se usko uklapa s periferijom bakrene ploče, vrijednost razmaka između dvije konture kao što je prikazano na strukturi na slici 4 kontrolira se na 0~0.2 unutar mm. Pod učinkom punjenja FR4 ploče, riješen je problem debljine bakra ultradebele bakrene ploče, a osigurani su problemi čvrstog pritiska i unutarnje izolacije nakon laminiranja, tako da dizajn unutarnje debljine bakra može biti veći od 0.5 mm .

2.2 Tehnologija zacrnjenja super debelog bakra

Površina ultra-debelog bakra prije laminiranja treba pocrniti. Zacrnjenje bakrene ploče može povećati površinu kontakta između bakrene površine i smole i povećati sposobnost vlaženja visokotemperaturne smole u bakru, tako da smola može prodrijeti u otvor oksidnog sloja i pokazati jaku učinkovitost nakon stvrdnjavanja. Sila prianjanja poboljšava učinak pritiskanja. Istodobno, može poboljšati fenomen bijele mrlje laminiranja te izbjeljivanje i mjehuriće uzrokovane testom pečenja (287 ℃ ± 6 ℃). Specifični parametri zacrnjenja prikazani su u tablici 2.

2.3 Super debela bakrena PCB tehnologija laminiranja

Zbog grešaka u proizvodnji u debljini unutarnje superdebele bakrene ploče i ploče FR-4 koja se koristi za okolno punjenje, debljina ne može biti potpuno konzistentna. Ako se za laminiranje koristi konvencionalna metoda laminiranja, lako je proizvesti bijele mrlje laminacije, raslojavanje i druge nedostatke, a laminacija je otežana. . Kako bi se smanjila poteškoća prešanja ultradebelog bakrenog sloja i osigurala točnost dimenzija, testirana je i verificirana upotreba integralne strukture kalupa za prešanje. Gornji i donji šabloni kalupa izrađeni su od čeličnih kalupa, a silikonski jastuk se koristi kao međusloj tampon. Parametri procesa kao što su temperatura, tlak i vrijeme držanja tlaka postižu učinak laminacije, a također rješavaju tehničke probleme bijelih mrlja i raslojavanja ultra-debele bakrene laminacije, te ispunjavaju zahtjeve za laminiranje ultra-debelih bakrenih PCB ploča.

(1) Metoda laminiranja PCB-a super debelog bakra.

Razina slaganja proizvoda u ultradebelom bakrenom laminatnom kalupu prikazana je na slici 5. Zbog niske fluidnosti netečeće PP smole, ako se koristi konvencionalni kraft papir za oblaganje, PP list se ne može ravnomjerno prešati, što rezultira nedostacima kao što su bijele mrlje i delaminacija nakon laminiranja. Debeli bakreni PCB proizvodi moraju se koristiti u procesu laminiranja Kao ključni puferski sloj, jastučić od silika gela igra ulogu u ravnomjernoj raspodjeli pritiska tijekom prešanja. Osim toga, kako bi se riješio problem prešanja, parametar tlaka u laminatoru je podešen sa 2.1 Mpa (22 kg/cm²) na 2.94 Mpa (30 kg/cm²), a temperatura je podešena na najbolju temperaturu fuzije prema karakteristike PP lima 170°C.

(2) Parametri laminacije ultradebelog bakrenog PCB-a prikazani su u tablici 3.

(3) Učinak super debele bakrene PCB laminacije.

Nakon ispitivanja u skladu s odjeljkom 4.8.5.8.2 GJB362B-2009, ne bi smjelo biti mjehura i raslojavanja koji prelaze odjeljak 3.5.1.2.3 (podpovršinski defekti) dopušteni prilikom ispitivanja PCB-a prema 4.8.2. Uzorak PCB-a udovoljava zahtjevima za izgled i veličinu iz 3.5.1, te je mikro-presječen i pregledan prema 4.8.3, što udovoljava zahtjevima iz 3.5.2. Učinak rezanja prikazan je na slici 6. Sudeći prema stanju laminiranog kriška, linija je potpuno popunjena i nema mjehurića s mikro prorezima.

2.4 Tehnologija kontrole protoka ljepila super debelog bakra PCB-a

Za razliku od opće obrade PCB-a, njezin oblik i rupe za povezivanje uređaja dovršeni su prije laminiranja. Ako je protok ljepila ozbiljan, to će utjecati na zaobljenost i veličinu spoja, a izgled i upotreba neće zadovoljiti zahtjeve; ovaj proces je također testiran u razvoju procesa. Procesni put glodanja oblika nakon prešanja, ali kasniji zahtjevi za glodanje oblika su strogo kontrolirani, posebno za obradu unutarnjih debelih bakrenih spojnih dijelova, kontrola preciznosti dubine je vrlo stroga, a brzina prolaza je izuzetno niska.

Odabir prikladnih veznih materijala i projektiranje razumne strukture uređaja jedna su od poteškoća u istraživanju. Kako bi se riješio problem pojave prelijevanja ljepila uzrokovanog običnim prepregovima nakon laminiranja, koriste se prepregi niske fluidnosti (Prednosti: SP120N). Ljepljivi materijal ima karakteristike niske fluidnosti smole, fleksibilnosti, izvrsne otpornosti na toplinu i električnih svojstava, a prema karakteristikama prelijevanja ljepila povećava se kontura preprega na određenoj poziciji, a obrađuje se kontura određenog oblika. rezanjem i crtanjem. Pritom se ostvaruje proces najprije oblikovanja, a zatim prešanja, a oblik se formira nakon prešanja, bez potrebe za ponovnim CNC glodanjem. To rješava problem protoka ljepila nakon što je PCB laminiran i osigurava da nema ljepila na površini povezivanja nakon što je superdebela bakrena ploča laminirana i pritisak je čvrst.

3. Završeni učinak ultra-debelog bakrenog PCB-a

3.1 Specifikacije proizvoda ultra-debele bakrene PCB

Tablica parametara specifikacije proizvoda super-debelog bakrenog PCB-a i učinak gotovog proizvoda prikazani su na slici 4.

3.2 Ispitivanje otpornog napona

Stupovi u uzorku ultradebelog bakrenog PCB-a ispitani su na otpornost napona. Ispitni napon bio je AC1000V, i nije bilo udara ili preskoka u 1 min.

3.3 Ispitivanje porasta temperature visoke struje

Dizajnirajte odgovarajuću spojnu bakrenu ploču da spojite svaki pol uzorka ultradebele bakrene PCB-e u seriju, spojite ga na generator visoke struje i testirajte zasebno prema odgovarajućoj ispitnoj struji. Rezultati ispitivanja prikazani su u tablici 5:

Prema porastu temperature u tablici 5, ukupni porast temperature ultradebelog bakrenog PCB-a je relativno nizak, što može zadovoljiti stvarne zahtjeve za korištenje (općenito, zahtjevi za porastom temperature su ispod 30 K). Visok trenutni porast temperature ultradebelog bakrenog PCB-a povezan je s njegovom strukturom, a porast temperature različitih debelih bakrenih struktura imat će određene razlike.

3.4 Ispitivanje toplinskog naprezanja

Zahtjevi za ispitivanje toplinskog naprezanja: Nakon ispitivanja toplinskog naprezanja na uzorku prema GJB362B-2009 Općim specifikacijama za krute tiskane ploče, vizualni pregled pokazuje da nema nedostataka kao što su raslojavanje, mjehuri, savijanje jastučića i bijele mrlje.

Nakon što izgled i veličina uzorka PCB-a zadovolje zahtjeve, potrebno ga je mikroprofilirati. Budući da je unutarnji sloj bakra ovog uzorka predebeo da bi se mogao metalografski rezati, uzorak se podvrgava ispitivanju toplinskog naprezanja na 287 ℃ ± 6 ℃, a vizualno se provjerava samo njegov izgled.

Rezultat ispitivanja je: nema raslojavanja, mjehura, savijanja jastučića, bijelih mrlja i drugih nedostataka.

4. Sažetak

Ovaj članak daje metodu proizvodnog procesa za ultradebelu bakrenu višeslojnu PCB. Kroz tehnološke inovacije i poboljšanje procesa, učinkovito rješava trenutnu granicu debljine bakra ultra-debelog bakrenog višeslojnog PCB-a i prevladava uobičajene tehničke probleme obrade na sljedeći način:

(1) Tehnologija unutarnje laminacije ultra-debelog bakra: učinkovito rješava problem odabira ultra-debelog bakrenog materijala. Korištenje obrade pred mljevenjem ne zahtijeva jetkanje, čime se učinkovito izbjegavaju tehnički problemi jetkanja debelog bakra; FR-4 tehnologija punjenja osigurava pritisak unutarnjeg sloja. Zatvori nepropusnost i problemi s izolacijom;

(2) Ultra-debeli bakreni PCB tehnologija laminiranja: učinkovito je riješio problem bijelih mrlja i delaminacije u laminaciji, te pronašao novu metodu i rješenje prešanja;

(3) Tehnologija kontrole protoka ljepila super-debelog bakrenog PCB-a: učinkovito rješava problem protoka ljepila nakon prešanja i osigurava implementaciju oblika prethodnog mljevenja, a zatim prešanje.