Super storas varis Daugiasluoksnė PCB gamybos procesas

1. Laminuota konstrukcija

Pagrindinis šio darbo tyrimas – itin stora varinė trijų sluoksnių plokštė, kurios vidinis vario storis 1.0 mm, išorinis vario storis 0.3 mm, o išorinio sluoksnio minimalus linijos plotis ir atstumas tarp linijų – 0.5 mm. Laminuota struktūra parodyta 1 paveiksle. Paviršinis sluoksnis yra FR4 variu dengtas laminatas (stiklo pluošto epoksidiniu variu plakiruotas laminatas), kurio storis 0.3 mm, apdorotas vienpusiu ėsdinimo būdu, o lipnus sluoksnis yra netvirtas PP lakštas. (pusiau sukietėjęs lakštas), kurio storis 0.1 mm, itin storas Vario plokštė yra įterpta į atitinkamą FR-4 epoksidinės plokštės skylės struktūrą.

Itin storo vario PCB apdorojimo proceso eiga parodyta 3 paveiksle. Pagrindinis apdirbimas apima paviršinio ir vidurinio sluoksnio frezavimą, storo vario plokštelės numerio frezavimą. Apdorojus paviršių, jis sukraunamas į bendrą formą, kad įkaistų ir suspaustų, o po išardymo – pagal įprastą PCB procesą. Procesas užbaigia gatavų gaminių gamybą.

2. Pagrindiniai technologijų apdorojimo metodai

2.1 Itin storo vario vidinio laminavimo technologija

Itin storo vario vidinis laminavimas: jei itin storam variui naudojama vario folija, tokį storį pasiekti bus sunku. Šiame darbe itin storo vario vidiniame sluoksnyje naudojama 1 mm elektrolitinio vario plokštė, kurią lengva įsigyti įprastoms medžiagoms ir tiesiogiai apdorojama frezavimo staklėmis; vidinės varinės plokštės išorinis kontūras Apdorojimui ir formavimui naudojama tokio pat storio FR4 plokštė (stiklo pluošto epoksidinė plokštė), kaip ir bendras užpildas. Siekiant palengvinti laminavimą ir užtikrinti, kad jis glaudžiai priglustų prie varinės plokštės periferijos, tarpas tarp dviejų kontūrų, kaip parodyta 4 paveikslo struktūroje, yra reguliuojamas 0–0.2 mm. Pripildant FR4 plokštę, išspręsta itin storos varinės plokštės vario storio problema, užtikrinamos sandarios presavimo ir vidinės izoliacijos problemos po laminavimo, kad vidinio vario storio dizainas gali būti didesnis nei 0.5 mm. .

2.2 Itin storo vario juodinimo technologija

Itin storo vario paviršių prieš laminavimą reikia pajuodinti. Vario plokštės pajuodinimas gali padidinti kontaktinio paviršiaus plotą tarp vario paviršiaus ir dervos ir padidinti aukštos temperatūros tekančios dervos drėkinamumą iki vario, kad derva galėtų prasiskverbti į oksido sluoksnio tarpą ir parodyti stiprią veikimą. po sukietėjimo. Sukibimo jėga pagerina spaudimo efektą. Tuo pačiu metu jis gali pagerinti laminavimo baltos dėmės reiškinį ir balinimą bei burbuliukus, kuriuos sukelia kepimo bandymas (287 ℃ ± 6 ℃). Konkretūs juodinimo parametrai pateikti 2 lentelėje.

2.3 Itin storo vario PCB laminavimo technologija

Dėl vidinės itin storos varinės plokštės ir FR-4 plokštės, naudojamos aplinkiniam užpildui, storio gamybos klaidų, storis negali būti visiškai vienodas. Jei laminavimui naudojamas įprastas laminavimo būdas, nesunku susidaryti laminavimo baltų dėmių, atsisluoksniavimo ir kitų defektų, o laminavimas yra sudėtingas. . Siekiant sumažinti itin storo vario sluoksnio spaudimo sunkumus ir užtikrinti matmenų tikslumą, buvo išbandyta ir patikrinta, ar naudojama integruota presavimo formos struktūra. Viršutinis ir apatinis formos šablonai pagaminti iš plieninių formų, o silikoninė pagalvėlė naudojama kaip tarpinis buferinis sluoksnis. Proceso parametrai, tokie kaip temperatūra, slėgis ir slėgio išlaikymo laikas, pasiekia laminavimo efektą, taip pat išsprendžia technines baltų dėmių ir itin storo vario laminavimo laminavimo problemas bei atitinka itin storo vario PCB plokščių laminavimo reikalavimus.

(1) Itin storo vario PCB laminavimo metodas.

Gaminio sukrovimo lygis itin storo vario laminato formoje parodytas 5 paveiksle. Dėl mažo netakios PP dervos sklandumo, jei naudojamas įprastas dengimo medžiagos kraftpopierius, PP lakštas negali būti tolygiai presuojamas, po laminavimo atsiranda defektų, tokių kaip baltos dėmės ir delaminacija. Laminavimo procese reikia naudoti storus vario PCB gaminius. Silikagelio padas yra pagrindinis buferinis sluoksnis, todėl spaudimo metu tolygiai paskirstomas slėgis. Be to, siekiant išspręsti presavimo problemą, slėgio parametras laminavimo aparate buvo pakoreguotas nuo 2.1 Mpa (22 kg/cm²) iki 2.94 Mpa (30 kg/cm²), o temperatūra sureguliuota iki geriausios lydymosi temperatūros pagal PP lakšto charakteristikos 170°C.

(2) Itin storo vario PCB laminavimo parametrai pateikti 3 lentelėje.

(3) Itin storo vario PCB laminavimo poveikis.

Atlikus bandymą pagal GJB4.8.5.8.2B-362 2009 skirsnį, bandant PCB pagal 3.5.1.2.3, neturėtų būti jokių pūslių ir delaminacijos, kuri viršija 4.8.2 skirsnį (po paviršiniai defektai). PCB pavyzdys atitinka 3.5.1 išvaizdos ir dydžio reikalavimus, yra mikropjūvis ir patikrintas pagal 4.8.3, kuris atitinka 3.5.2 punkto reikalavimus. Pjaustymo efektas parodytas 6 pav. Sprendžiant iš laminavimo pjūvio būklės, linija pilnai užpildyta ir nėra mikroplyšių burbuliukų.

2.4 Itin storo vario PCB srauto klijų valdymo technologija

Skirtingai nuo bendro PCB apdorojimo, jos forma ir įrenginio prijungimo angos buvo užpildytos prieš laminavimą. Jei klijų srautas yra rimtas, tai turės įtakos jungties apvalumui ir dydžiui, o išvaizda ir naudojimas neatitiks reikalavimų; šis procesas taip pat buvo išbandytas kuriant procesą. Formos frezavimo procesas po presavimo, tačiau vėlesni formos frezavimo reikalavimai yra griežtai kontroliuojami, ypač apdorojant vidines storo vario jungties dalis, gylio tikslumo kontrolė yra labai griežta, o praėjimo greitis yra labai mažas.

Tinkamų klijavimo medžiagų parinkimas ir pagrįstos įrenginio struktūros sukūrimas yra vienas iš tyrimo sunkumų. Siekiant išspręsti klijų perpildymo atsiradimo problemą, kurią sukelia įprasti prepregai po laminavimo, naudojami mažo takumo prepregai (Privalumai: SP120N). Lipnioji medžiaga pasižymi mažu dervos sklandumu, lankstumu, puikiu atsparumu karščiui ir elektrinėms savybėms, o atsižvelgiant į klijų perpildymo ypatybes, preprego kontūras tam tikroje padėtyje padidinamas, o konkrečios formos kontūras apdorojamas. pjaustant ir piešiant. Tuo pačiu metu realizuojamas iš pradžių formavimo, o po to presavimo procesas, o forma formuojama po presavimo, nebereikalaujant CNC frezavimo. Tai išsprendžia klijų tekėjimo problemą po PCB laminavimo ir užtikrina, kad ant jungiamojo paviršiaus neliks klijų po to, kai itin stora varinė plokštė yra laminuota ir slėgis yra sandarus.

3. Užbaigtas itin storo vario PCB efektas

3.1 Itin storo vario PCB gaminio specifikacijos

Itin storo vario PCB gaminio specifikacijų 4 parametrų lentelė ir gatavo produkto efektas parodytas 7 paveiksle.

3.2 Atsparumo įtampos bandymas

Itin storo vario PCB bandinio poliai buvo išbandyti, ar jie atlaiko įtampą. Bandymo įtampa buvo 1000 V AC, o per 1 minutę nebuvo jokio streiko ar blyksnio.

3.3 Didelės srovės temperatūros kilimo bandymas

Suprojektuokite atitinkamą jungiamąją varinę plokštę, kad nuosekliai sujungtumėte kiekvieną itin storo vario PCB mėginio polių, prijunkite jį prie didelės srovės generatoriaus ir patikrinkite atskirai pagal atitinkamą bandymo srovę. Bandymo rezultatai pateikti 5 lentelėje:

Atsižvelgiant į 5 lentelėje pateiktą temperatūros kilimą, bendras itin storo vario PCB temperatūros kilimas yra palyginti mažas, o tai gali atitikti faktinius naudojimo reikalavimus (paprastai temperatūros kilimo reikalavimai yra mažesni nei 30 K). Itin storo vario PCB didelės srovės temperatūros kilimas yra susijęs su jo struktūra, o skirtingų storų varinių konstrukcijų temperatūros kilimas turės tam tikrų skirtumų.

3.4 Šiluminio atsparumo testas

Šiluminio įtempio bandymo reikalavimai: atlikus bandinio terminio įtempio testą pagal GJB362B-2009 bendrąsias standžiųjų spausdintinių plokščių specifikacijas, vizualinis patikrinimas rodo, kad nėra defektų, tokių kaip sluoksniavimasis, pūslių susidarymas, trinkelių deformacija ir baltos dėmės.

Po to, kai PCB mėginio išvaizda ir dydis atitinka reikalavimus, jis turi būti mikropjūvis. Kadangi šio pavyzdžio vidinis vario sluoksnis yra per storas, kad jį būtų galima metalografiškai perpjauti, bandiniui taikomas šiluminio įtempio bandymas 287 ℃ ± 6 ℃ temperatūroje ir tik jo išvaizda apžiūrima vizualiai.

Tyrimo rezultatas: nėra delaminacijos, pūslių, trinkelių deformacijos, baltų dėmių ir kitų defektų.

4. Santrauka

Šiame straipsnyje pateikiamas itin storo vario daugiasluoksnės PCB gamybos proceso metodas. Taikant technologines naujoves ir tobulinant procesą, jis veiksmingai išsprendžia dabartinę itin storo vario daugiasluoksnio PCB vario storio ribą ir įveikia įprastas apdorojimo technines problemas:

(1) Itin storo vario vidinio laminavimo technologija: ji veiksmingai išsprendžia itin storos varinės medžiagos pasirinkimo problemą. Naudojant išankstinį frezavimą, nereikia ėsdinti, todėl efektyviai išvengiama techninių problemų dėl storo vario ėsdinimo; FR-4 užpildymo technologija užtikrina vidinio sluoksnio slėgį Sandarumo ir izoliacijos problemos;

(2) Itin storo vario PCB laminavimo technologija: veiksmingai išsprendė baltų dėmių ir laminavimo problemą bei rado naują presavimo būdą ir sprendimą;

(3) Itin storo vario PCB srauto klijų valdymo technologija: ji veiksmingai išsprendžia klijų srauto problemą po presavimo ir užtikrina išankstinio frezavimo formos įgyvendinimą ir presavimą.