Tembaga super tebal PCB Multilayer proses manufaktur

1. Struktur dilaminasi

Penelitian utama dari makalah ini adalah papan tiga lapis tembaga ultra-tebal, ketebalan tembaga bagian dalam adalah 1.0 mm, ketebalan tembaga luar adalah 0.3 mm, dan lebar garis minimum dan jarak garis lapisan luar adalah 0.5 mm. Struktur laminasi ditunjukkan pada Gambar 1. Lapisan permukaan adalah laminasi berlapis tembaga FR4 (laminasi berlapis tembaga epoksi serat kaca), dengan ketebalan 0.3 mm, perlakuan etsa satu sisi, dan lapisan perekat adalah lembaran PP yang tidak mengalir (lembaran semi-sembuh), dengan ketebalan 0.1 mm, super tebal Pelat tembaga tertanam dalam struktur lubang yang sesuai dari pelat epoksi FR-4.

Alur proses pemrosesan PCB tembaga ultra-tebal ditunjukkan pada Gambar 3. Pemesinan utama meliputi penggilingan permukaan dan lapisan tengah, penggilingan nomor pelat tembaga tebal. Setelah perawatan permukaan, itu ditumpuk dalam cetakan keseluruhan untuk dipanaskan dan ditekan, dan setelah demolding, ikuti proses PCB konvensional. Proses ini menyelesaikan produksi produk jadi.

2. Metode pemrosesan teknologi utama

2.1 Teknologi laminasi dalam tembaga ultra-tebal

Laminasi dalam tembaga super-tebal: Jika foil tembaga digunakan untuk tembaga super-tebal, akan sulit untuk mencapai ketebalan ini. Dalam makalah ini, lapisan dalam tembaga super tebal menggunakan pelat tembaga elektrolitik 1 mm, yang mudah dibeli untuk bahan konvensional dan langsung diproses oleh mesin penggilingan; kontur luar pelat tembaga bagian dalam Ketebalan papan FR4 yang sama (papan epoksi serat kaca) digunakan untuk pemrosesan dan pencetakan sebagai pengisi keseluruhan. Untuk memfasilitasi laminasi dan memastikan bahwa itu sesuai dengan pinggiran pelat tembaga, nilai celah antara dua kontur seperti yang ditunjukkan pada struktur Gambar 4 dikontrol pada 0~0.2 Dalam mm. Di bawah efek pengisian papan FR4, masalah ketebalan tembaga papan tembaga ultra-tebal diselesaikan, dan masalah pengepresan dan isolasi internal yang ketat setelah laminasi dipastikan, sehingga desain ketebalan tembaga bagian dalam bisa lebih besar dari 0.5 mm .

2.2 Teknologi menghitamkan tembaga super tebal

Permukaan tembaga ultra-tebal perlu dihitamkan sebelum laminasi. Menghitamnya pelat tembaga dapat meningkatkan luas permukaan kontak antara permukaan tembaga dan resin, dan meningkatkan keterbasahan resin aliran suhu tinggi ke tembaga, sehingga resin dapat menembus celah lapisan oksida dan menunjukkan kinerja yang kuat. setelah pengerasan. Gaya adhesi meningkatkan efek pengepresan. Pada saat yang sama, dapat meningkatkan fenomena bintik putih laminating dan pemutihan dan gelembung yang disebabkan oleh uji kue (287 ± 6 ). Parameter menghitam spesifik ditunjukkan pada Tabel 2.

2.3 Teknologi laminasi PCB tembaga super tebal

Karena kesalahan manufaktur dalam ketebalan pelat tembaga super tebal bagian dalam dan pelat FR-4 yang digunakan untuk pengisian di sekitarnya, ketebalannya tidak dapat sepenuhnya konsisten. Jika metode laminasi konvensional digunakan untuk laminasi, mudah untuk menghasilkan bintik-bintik putih laminasi, delaminasi dan cacat lainnya, dan laminasi sulit. . Untuk mengurangi kesulitan menekan lapisan tembaga ultra-tebal dan memastikan akurasi dimensi, telah diuji dan diverifikasi untuk menggunakan struktur cetakan pengepresan integral. Templat cetakan atas dan bawah terbuat dari cetakan baja, dan bantalan silikon digunakan sebagai lapisan penyangga perantara. Parameter proses seperti suhu, tekanan, dan waktu penahanan tekanan mencapai efek laminasi, dan juga memecahkan masalah teknis bintik putih dan delaminasi laminasi tembaga ultra-tebal, dan memenuhi persyaratan laminasi papan PCB tembaga ultra-tebal.

(1) Metode laminasi PCB tembaga super tebal.

Tingkat penumpukan produk dalam cetakan laminasi tembaga ultra-tebal ditunjukkan pada Gambar 5. Karena fluiditas rendah dari resin PP yang tidak dapat mengalir, jika kertas kraft bahan kelongsong konvensional digunakan, lembaran PP tidak dapat ditekan secara seragam, mengakibatkan cacat seperti bintik-bintik putih dan delaminasi setelah laminasi. Produk PCB tembaga tebal perlu digunakan dalam proses laminasi Sebagai lapisan penyangga utama, bantalan gel silika berperan dalam mendistribusikan tekanan secara merata selama pengepresan. Selain itu, untuk mengatasi masalah pengepresan, parameter tekanan dalam laminator disesuaikan dari 2.1 Mpa (22 kg/cm²) menjadi 2.94 Mpa (30 kg/cm²), dan suhu diatur ke suhu fusi terbaik menurut karakteristik lembaran PP 170 °C.

(2) Parameter laminasi PCB tembaga ultra-tebal ditunjukkan pada Tabel 3.

(3) Efek laminasi PCB tembaga super tebal.

Setelah pengujian sesuai dengan Bagian 4.8.5.8.2 dari GJB362B-2009, tidak boleh ada lepuh dan delaminasi yang melebihi Bagian 3.5.1.2.3 (cacat di bawah permukaan) yang diizinkan saat menguji PCB menurut 4.8.2. Sampel PCB memenuhi persyaratan penampilan dan ukuran 3.5.1, dan dipotong mikro dan diperiksa menurut 4.8.3, yang memenuhi persyaratan 3.5.2. Efek pengirisan ditunjukkan pada Gambar 6. Dilihat dari kondisi irisan laminasi, garis terisi penuh dan tidak ada gelembung celah mikro.

2.4 Teknologi kontrol lem aliran PCB tembaga super tebal

Berbeda dari pemrosesan PCB pada umumnya, bentuk dan lubang sambungan perangkatnya telah diselesaikan sebelum laminasi. Jika aliran lem serius, itu akan mempengaruhi kebulatan dan ukuran sambungan, dan penampilan serta penggunaan tidak akan memenuhi persyaratan; proses ini juga telah diuji dalam proses pengembangan. Rute proses penggilingan bentuk setelah pengepresan, tetapi persyaratan penggilingan bentuk selanjutnya dikontrol secara ketat, terutama untuk pemrosesan bagian sambungan tembaga tebal bagian dalam, kontrol presisi kedalaman sangat ketat, dan tingkat kelulusan sangat rendah.

Memilih bahan bonding yang sesuai dan merancang struktur perangkat yang masuk akal adalah salah satu kesulitan dalam penelitian. Untuk mengatasi masalah munculnya luapan lem yang disebabkan oleh prepreg biasa setelah laminasi, digunakan prepreg dengan fluiditas rendah (Manfaat: SP120N). Bahan perekat memiliki karakteristik fluiditas resin rendah, fleksibilitas, ketahanan panas dan sifat listrik yang sangat baik, dan Menurut karakteristik luapan lem, kontur prepreg pada posisi tertentu meningkat, dan kontur bentuk tertentu diproses dengan memotong dan menggambar. Pada saat yang sama, proses pembentukan pertama dan kemudian pengepresan diwujudkan, dan bentuk dibentuk setelah pengepresan, tanpa perlu penggilingan CNC lagi. Ini memecahkan masalah aliran lem setelah PCB dilaminasi, dan memastikan bahwa tidak ada lem pada permukaan penghubung setelah pelat tembaga super-tebal dilaminasi dan tekanannya kencang.

3. Efek akhir dari PCB tembaga ultra-tebal

3.1 Spesifikasi produk PCB tembaga ultra-tebal

Tabel parameter spesifikasi produk PCB tembaga super tebal 4 dan efek produk jadi ditunjukkan pada gambar 7.

3.2 Tahan uji tegangan

Kutub dalam sampel PCB tembaga ultra-tebal diuji untuk menahan tegangan. Tegangan uji AC1000V, dan tidak ada pemogokan atau flashover dalam 1 menit.

3.3 Tes kenaikan suhu arus tinggi

Rancang pelat tembaga penghubung yang sesuai untuk menghubungkan setiap kutub sampel PCB tembaga ultra-tebal secara seri, sambungkan ke generator arus tinggi, dan uji secara terpisah sesuai dengan arus uji yang sesuai. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 5:

Dari kenaikan suhu pada Tabel 5, kenaikan suhu keseluruhan PCB tembaga ultra-tebal relatif rendah, yang dapat memenuhi persyaratan penggunaan aktual (umumnya, persyaratan kenaikan suhu di bawah 30 K). Kenaikan suhu tinggi saat ini dari PCB tembaga ultra-tebal terkait dengan strukturnya, dan kenaikan suhu struktur tembaga tebal yang berbeda akan memiliki perbedaan tertentu.

3.4 Uji tegangan termal

Persyaratan uji tegangan termal: Setelah uji tegangan termal pada sampel sesuai dengan Spesifikasi Umum GJB362B-2009 untuk Papan Cetak Kaku, inspeksi visual menunjukkan bahwa tidak ada cacat seperti delaminasi, melepuh, bantalan melengkung, dan bintik putih.

Setelah penampilan dan ukuran sampel PCB memenuhi persyaratan, itu harus dipotong kecil-kecil. Karena lapisan dalam tembaga sampel ini terlalu tebal untuk dipotong secara metalografi, sampel dikenai uji tegangan termal pada 287 ± 6 , dan hanya penampilannya yang diperiksa secara visual.

Hasil pengujian adalah: tidak ada delaminasi, blistering, pad warping, white spot dan cacat lainnya.

4. Ringkasan

Artikel ini memberikan metode proses manufaktur untuk PCB multilayer tembaga ultra-tebal. Melalui inovasi teknologi dan peningkatan proses, secara efektif memecahkan batas ketebalan tembaga saat ini dari PCB multilayer tembaga ultra-tebal, dan mengatasi masalah teknis pemrosesan umum sebagai berikut:

(1) Teknologi laminasi dalam tembaga ultra-tebal: Secara efektif memecahkan masalah pemilihan bahan tembaga ultra-tebal. Penggunaan pemrosesan pra-penggilingan tidak memerlukan etsa, yang secara efektif menghindari masalah teknis etsa tembaga tebal; teknologi pengisian FR-4 memastikan tekanan lapisan dalam Tutup rapat dan masalah insulasi;

(2) Teknologi laminasi PCB tembaga ultra-tebal: secara efektif memecahkan masalah bintik-bintik putih dan delaminasi dalam laminasi, dan menemukan metode dan solusi pengepresan baru;

(3) Teknologi kontrol lem aliran PCB tembaga super tebal: Secara efektif memecahkan masalah aliran lem setelah ditekan, dan memastikan penerapan bentuk pra-penggilingan dan kemudian menekan.