Tembaga super tebal PCB berbilang lapisan proses pembuatan

1. Struktur berlamina

Penyelidikan utama kertas ini ialah papan tiga lapisan tembaga ultra-tebal, ketebalan tembaga dalaman ialah 1.0 mm, ketebalan tembaga luar ialah 0.3 mm, dan lebar garisan minimum dan jarak garisan lapisan luar ialah 0.5 mm. Struktur berlamina ditunjukkan dalam Rajah 1. Lapisan permukaan adalah laminat berpakaian tembaga FR4 (laminat bersalut tembaga epoksi gentian kaca), dengan ketebalan 0.3 mm, rawatan goresan satu sisi, dan lapisan pelekat adalah kepingan PP yang tidak mengalir. (lembaran separuh sembuh), dengan ketebalan 0.1 mm, sangat tebal Plat kuprum dibenamkan dalam struktur lubang sepadan plat epoksi FR-4.

Aliran proses pemprosesan PCB kuprum ultra-tebal ditunjukkan dalam Rajah 3. Pemesinan utama termasuk pengilangan permukaan dan lapisan tengah, pengilangan nombor plat kuprum tebal. Selepas rawatan permukaan, ia disusun dalam acuan keseluruhan untuk memanaskan dan menekan, dan selepas merobohkan, ikuti proses PCB konvensional Proses melengkapkan pengeluaran produk siap.

2. Kaedah pemprosesan teknologi utama

2.1 Teknologi pelapis dalaman tembaga ultra tebal

Super-thick copper inner lamination: If copper foil is used for super-thick copper, it will be difficult to achieve this thickness. In this paper, the super-thick copper inner layer uses 1 mm electrolytic copper plate, which is easy to purchase for conventional materials and is directly processed by a milling machine; the outer contour of the inner copper plate The same thickness of FR4 board (glass fiber epoxy board) is used for processing and molding as the overall filling. In order to facilitate the lamination and ensure that it fits closely with the periphery of the copper plate, the gap value between the two contours as shown in the structure of Figure 4 is controlled at 0~0.2 Within mm. Under the filling effect of FR4 board, the copper thickness problem of the ultra-thick copper board is solved, and the tight pressing and internal insulation problems after lamination are ensured, so that the design of the inner copper thickness can be greater than 0.5 mm.

2.2 Super thick copper blackening technology

Permukaan kuprum ultra-tebal perlu dihitamkan sebelum dilaminasi. Penghitaman plat tembaga boleh meningkatkan kawasan permukaan sentuhan antara permukaan tembaga dan resin, dan meningkatkan kebolehbasahan resin aliran suhu tinggi ke tembaga, supaya resin boleh menembusi ke dalam jurang lapisan oksida dan menunjukkan prestasi yang kuat selepas mengeras. Daya lekatan meningkatkan kesan menekan. Pada masa yang sama, ia boleh meningkatkan fenomena bintik putih laminating dan pemutihan dan buih yang disebabkan oleh ujian penaik (287 ℃ ± 6 ℃). Parameter penghitaman khusus ditunjukkan dalam Jadual 2.

2.3 Teknologi laminasi PCB tembaga super tebal

Disebabkan oleh kesilapan pembuatan dalam ketebalan plat tembaga super tebal dalaman dan plat FR-4 yang digunakan untuk pengisian di sekeliling, ketebalan tidak boleh sepenuhnya konsisten. Jika kaedah laminasi konvensional digunakan untuk laminasi, mudah untuk menghasilkan bintik putih laminasi, delaminasi dan kecacatan lain, dan laminasi adalah sukar. . Untuk mengurangkan kesukaran menekan lapisan kuprum ultra-tebal dan memastikan ketepatan dimensi, ia telah diuji dan disahkan untuk menggunakan struktur acuan menekan integral. Templat atas dan bawah acuan diperbuat daripada acuan keluli, dan kusyen silikon digunakan sebagai lapisan penampan perantaraan. Parameter proses seperti suhu, tekanan, dan masa penahanan tekanan mencapai kesan laminasi, dan juga menyelesaikan masalah teknikal bintik putih dan delaminasi salutan tembaga ultra-tebal, dan memenuhi keperluan laminasi papan PCB tembaga ultra-tebal.

(1) Kaedah salutan PCB tembaga super tebal.

Tahap penyusunan produk dalam acuan laminat tembaga ultra-tebal ditunjukkan dalam Rajah 5. Oleh kerana kecairan rendah resin PP yang tidak boleh dialirkan, jika kertas kraf bahan pelapis konvensional digunakan, kepingan PP tidak boleh ditekan secara seragam, mengakibatkan kecacatan seperti bintik putih dan delaminasi selepas laminasi. Produk PCB kuprum tebal perlu digunakan dalam proses laminasi Sebagai lapisan penampan utama, pad gel silika memainkan peranan dalam mengagihkan tekanan secara sama rata semasa menekan. Di samping itu, untuk menyelesaikan masalah tekanan, parameter tekanan dalam laminator telah dilaraskan daripada 2.1 Mpa (22 kg/cm²) kepada 2.94 Mpa (30 kg/cm²), dan suhu telah dilaraskan kepada suhu gabungan terbaik mengikut ciri-ciri helaian PP 170°C.

(2) Parameter laminasi PCB kuprum ultra-tebal ditunjukkan dalam Jadual 3.

(3) Kesan salutan PCB tembaga super tebal.

Selepas ujian mengikut Seksyen 4.8.5.8.2 GJB362B-2009, tidak sepatutnya ada lepuh dan penyimpangan yang melebihi Seksyen 3.5.1.2.3 (kecacatan bawah permukaan) yang dibenarkan semasa menguji PCB mengikut 4.8.2. Sampel PCB memenuhi keperluan penampilan dan saiz 3.5.1, dan keratan mikro dan diperiksa mengikut 4.8.3, yang memenuhi keperluan 3.5.2. Kesan penghirisan ditunjukkan dalam Rajah 6. Jika dilihat daripada keadaan kepingan laminasi, garisan telah terisi penuh dan tiada gelembung celah mikro.

2.4 Super thick copper PCB flow glue control technology

Berbeza daripada pemprosesan PCB umum, bentuk dan lubang sambungan perantinya telah disiapkan sebelum pelapisan. Sekiranya aliran gam serius, ia akan menjejaskan kebulatan dan saiz sambungan, dan penampilan dan penggunaan tidak akan memenuhi keperluan; proses ini juga telah diuji dalam pembangunan proses. Laluan proses pengilangan bentuk selepas menekan, tetapi keperluan pengilangan bentuk kemudian dikawal ketat, terutamanya untuk pemprosesan bahagian sambungan tembaga tebal dalam, kawalan ketepatan kedalaman sangat ketat, dan kadar lulus sangat rendah.

Memilih bahan ikatan yang sesuai dan mereka bentuk struktur peranti yang munasabah adalah salah satu kesukaran dalam penyelidikan. Untuk menyelesaikan masalah kemunculan limpahan gam yang disebabkan oleh prepregs biasa selepas laminasi, prepregs dengan kecairan rendah (Faedah: SP120N) digunakan. Bahan pelekat mempunyai ciri-ciri kecairan resin yang rendah, fleksibiliti, rintangan haba yang sangat baik dan sifat elektrik, dan Menurut ciri-ciri limpahan gam, kontur prepreg pada kedudukan tertentu meningkat, dan kontur bentuk tertentu diproses dengan memotong dan melukis. Pada masa yang sama, proses membentuk dahulu dan kemudian menekan direalisasikan, dan bentuk terbentuk selepas menekan, tanpa memerlukan pengilangan CNC lagi. Ini menyelesaikan masalah pengaliran gam selepas PCB dilaminasi, dan memastikan tiada gam pada permukaan penyambung selepas plat tembaga super tebal dilaminasi dan tekanannya ketat.

3. Selesai kesan PCB tembaga ultra-tebal

3.1 Spesifikasi produk PCB kuprum ultra-tebal

Jadual parameter spesifikasi produk PCB tembaga super tebal 4 dan kesan produk siap ditunjukkan dalam rajah 7.

3.2 Menahan ujian voltan

Kutub dalam sampel PCB kuprum ultra-tebal telah diuji untuk menahan voltan. Voltan ujian ialah AC1000V, dan tiada mogok atau flashover dalam 1 minit.

3.3 Ujian kenaikan suhu semasa tinggi

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:

Daripada kenaikan suhu dalam Jadual 5, kenaikan suhu keseluruhan PCB kuprum ultra-tebal adalah agak rendah, yang boleh memenuhi keperluan penggunaan sebenar (umumnya, keperluan kenaikan suhu adalah di bawah 30 K). Kenaikan suhu semasa tinggi PCB tembaga ultra-tebal berkaitan dengan strukturnya, dan kenaikan suhu struktur tembaga tebal yang berbeza akan mempunyai perbezaan tertentu.

3.4 Ujian tekanan terma

Keperluan ujian tegasan terma: Selepas ujian tegasan terma pada sampel mengikut Spesifikasi Umum GJB362B-2009 untuk Papan Bercetak Tegar, pemeriksaan visual menunjukkan bahawa tiada kecacatan seperti penembusan, melepuh, melengkung pad dan bintik putih.

Selepas penampilan dan saiz sampel PCB memenuhi keperluan, ia harus dipotong mikro. Oleh kerana lapisan dalam kuprum sampel ini terlalu tebal untuk dibelah secara metalografi, sampel tertakluk kepada ujian tegasan haba pada 287 ℃ ± 6 ℃, dan hanya penampilannya yang diperiksa secara visual.

Keputusan ujian ialah: tiada delaminasi, melepuh, melengkung pad, bintik putih dan kecacatan lain.

4. Ringkasan

Artikel ini menyediakan kaedah proses pembuatan untuk PCB berbilang lapisan tembaga ultra-tebal. Melalui inovasi teknologi dan penambahbaikan proses, ia secara berkesan menyelesaikan had semasa ketebalan tembaga PCB multilayer tembaga ultra-tebal, dan mengatasi masalah teknikal pemprosesan biasa seperti berikut:

(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) Teknologi laminasi PCB tembaga ultra-tebal: berkesan menyelesaikan masalah bintik-bintik putih dan delaminasi dalam laminasi, dan menemui kaedah dan penyelesaian mendesak yang baru;

(3) Super-thick copper PCB flow glue control technology: It effectively solves the problem of glue flow after pressing, and ensures the implementation of the pre-milling shape and then pressing.