Super dik koper Multilayer PCB productieproces

1. Gelamineerde structuur:

Het belangrijkste onderzoek van dit papier is een ultradikke koperen drielaagse plaat, de binnenste koperdikte is 1.0 mm, de buitenste koperdikte is 0.3 mm en de minimale lijnbreedte en regelafstand van de buitenste laag is 0.5 mm. De gelamineerde structuur wordt getoond in figuur 1. De oppervlaktelaag is FR4 koper bekleed laminaat (glasvezel epoxy koper bekleed laminaat), met een dikte van 0.3 mm, enkelzijdige etsbehandeling, en de kleeflaag is een niet-vloeiende PP-plaat (semi-uitgeharde plaat), met een dikte van 0.1 mm, super dik De koperplaat is ingebed in de bijbehorende gatenstructuur van de FR-4 epoxyplaat.

De processtroom van ultradikke koperen PCB-verwerking wordt getoond in figuur 3. De belangrijkste bewerking omvat het frezen van de oppervlakte en de middelste laag, het frezen van dikke koperen plaatnummers. Na oppervlaktebehandeling wordt het in de algehele mal gestapeld om op te warmen en te persen, en na het ontvormen volgt u het conventionele PCB-proces. Het proces voltooit de productie van afgewerkte producten.

2. Belangrijkste technologische verwerkingsmethoden:

2.1 Ultradikke koperen binnenlamineringstechnologie

Superdikke koperen binnenlaminering: Als koperfolie wordt gebruikt voor superdik koper, zal het moeilijk zijn om deze dikte te bereiken. In dit papier maakt de superdikke koperen binnenlaag gebruik van 1 mm elektrolytische koperplaat, die gemakkelijk te koop is voor conventionele materialen en direct wordt verwerkt door een freesmachine; de buitencontour van de binnenste koperen plaat Voor de verwerking en vormgeving wordt dezelfde dikte van FR4-plaat (glasvezel epoxyplaat) gebruikt als de totale vulling. Om het lamineren te vergemakkelijken en ervoor te zorgen dat het nauw aansluit bij de omtrek van de koperen plaat, wordt de spleetwaarde tussen de twee contouren zoals weergegeven in de structuur van figuur 4 geregeld op 0 ~ 0.2 binnen mm. Onder het vullende effect van de FR4-plaat is het probleem van de koperdikte van de ultradikke koperplaat opgelost en zijn de problemen met de strakke pers en interne isolatie na het lamineren verzekerd, zodat het ontwerp van de binnenste koperdikte groter kan zijn dan 0.5 mm .

2.2 Superdikke koperzwartingstechnologie

Het oppervlak van ultradik koper moet vóór het lamineren zwart worden gemaakt. Het zwart worden van de koperen plaat kan het contactoppervlak tussen het koperen oppervlak en de hars vergroten en de bevochtigbaarheid van de hoge temperatuur stroomhars naar het koper vergroten, zodat de hars in de oxidelaag kan doordringen en sterke prestaties kan vertonen. na uitharding. De hechtkracht verbetert het perseffect. Tegelijkertijd kan het het laminerende witte vlekfenomeen en het wit worden en de bubbels veroorzaakt door de baktest (287 ℃ ± 6 ℃) verbeteren. De specifieke zwartingsparameters worden weergegeven in Tabel 2.

2.3 Superdikke koperen PCB-lamineringstechnologie

Vanwege de fabricagefouten in de dikte van de binnenste superdikke koperen plaat en de FR-4-plaat die wordt gebruikt voor de omringende vulling, kan de dikte niet volledig consistent zijn. Als de conventionele lamineermethode wordt gebruikt voor lamineren, is het gemakkelijk om witte vlekken, delaminatie en andere defecten te produceren, en het lamineren is moeilijk. . Om de moeilijkheid van het persen van de ultradikke koperlaag te verminderen en de maatnauwkeurigheid te garanderen, is het getest en geverifieerd om een ​​integrale persvormstructuur te gebruiken. De bovenste en onderste sjablonen van de mal zijn gemaakt van stalen mallen en het siliconenkussen wordt gebruikt als tussenliggende bufferlaag. Procesparameters zoals temperatuur, druk en drukhoudtijd bereiken het lamineringseffect en lossen ook de technische problemen van witte vlekken en delaminatie van ultradikke koperlaminering op en voldoen aan de lamineringsvereisten van ultradikke koperen printplaten.

(1) Super dikke koperen PCB-lamineringsmethode.

Het stapelniveau van het product in de ultradikke koperlaminaatvorm wordt weergegeven in figuur 5. Vanwege de lage vloeibaarheid van niet-vloeibare PP-hars, als het conventionele kraftpapier voor bekledingsmateriaal wordt gebruikt, kan het PP-vel niet uniform worden geperst, resulterend in defecten zoals witte vlekken en delaminatie na het lamineren. Bij het lamineerproces moeten dikke koperen PCB-producten worden gebruikt. Als belangrijke bufferlaag speelt het silicagelkussen een rol bij het gelijkmatig verdelen van de druk tijdens het persen. Om het dringende probleem op te lossen, werd bovendien de drukparameter in de laminator aangepast van 2.1 Mpa (22 kg/cm²) tot 2.94 Mpa (30 kg/cm²), en werd de temperatuur aangepast aan de beste smelttemperatuur volgens de eigenschappen van de PP-plaat 170°C.

(2) De lamineringsparameters van ultradikke koperen PCB’s worden weergegeven in tabel 3.

(3) Het effect van superdikke koperen PCB-laminering.

Na testen in overeenstemming met paragraaf 4.8.5.8.2 van GJB362B-2009, mogen er geen blaarvorming en delaminatie zijn die hoger zijn dan paragraaf 3.5.1.2.3 (defecten onder het oppervlak), toegestaan ​​bij het testen van de PCB volgens 4.8.2. Het PCB-monster voldoet aan de uiterlijk- en groottevereisten van 3.5.1 en is micro-doorgesneden en geïnspecteerd volgens 4.8.3, wat voldoet aan de vereisten van 3.5.2. Het snij-effect wordt getoond in figuur 6. Te oordelen naar de staat van de lamineerplak, is de lijn volledig gevuld en zijn er geen microspleetbellen.

2.4 Superdikke koperen PCB-stroomlijmbesturingstechnologie

Anders dan bij algemene PCB-verwerking, zijn de vorm en de verbindingsgaten van het apparaat vóór het lamineren voltooid. Als de lijmstroom ernstig is, zal dit de rondheid en grootte van de verbinding beïnvloeden en zullen het uiterlijk en het gebruik niet aan de vereisten voldoen; dit proces is ook getest in de procesontwikkeling. De procesroute van het vormfrezen na het persen, maar de latere vormfreesvereisten worden strikt gecontroleerd, vooral voor de verwerking van de binnenste dikke koperen verbindingsdelen, de diepteprecisiecontrole is zeer strikt en het slagingspercentage is extreem laag.

Het kiezen van geschikte hechtmaterialen en het ontwerpen van een redelijke apparaatstructuur zijn een van de moeilijkheden in het onderzoek. Om het probleem van het verschijnen van lijmoverloop veroorzaakt door gewone prepregs na het lamineren op te lossen, worden prepregs met een lage vloeibaarheid (Voordelen: SP120N) gebruikt. Het kleefmateriaal heeft de kenmerken van lage harsvloeibaarheid, flexibiliteit, uitstekende hittebestendigheid en elektrische eigenschappen, en volgens de kenmerken van lijmoverloop, wordt de contour van de prepreg op een specifieke positie verhoogd en wordt de contour van een specifieke vorm verwerkt door te knippen en te tekenen. Tegelijkertijd wordt het proces van eerst vormen en vervolgens persen gerealiseerd, en de vorm wordt gevormd na het persen, zonder dat opnieuw CNC-frezen nodig is. Dit lost het probleem van de lijmstroom op nadat de printplaat is gelamineerd en zorgt ervoor dat er geen lijm op het verbindingsoppervlak zit nadat de superdikke koperen plaat is gelamineerd en de druk strak is.

3. Afgewerkt effect van ultradikke koperen PCB’s;

3.1 Productspecificaties van ultradikke koperen PCB’s

Superdikke koperen PCB-productspecificatie parametertabel 4 en het effect van het eindproduct worden getoond in figuur 7.

3.2 Weersta spanningstest

De polen in het ultradikke koperen PCB-monster werden getest op weerstand tegen spanning. De testspanning was AC 1000V en er was geen staking of flashover in 1 minuut.

3.3 Hoge huidige temperatuurstijgingstest

Ontwerp de bijbehorende koperen verbindingsplaat om elke pool van het ultradikke koperen PCB-monster in serie te verbinden, sluit deze aan op de hogestroomgenerator en test afzonderlijk volgens de bijbehorende teststroom. De testresultaten worden getoond in Tabel 5:

Uit de temperatuurstijging in tabel 5 blijkt dat de totale temperatuurstijging van de ultradikke koperen PCB relatief laag is, wat kan voldoen aan de werkelijke gebruiksvereisten (in het algemeen zijn de vereisten voor temperatuurstijging lager dan 30 K). De hoge huidige temperatuurstijging van ultradikke koperen PCB’s is gerelateerd aan de structuur en de temperatuurstijging van verschillende dikke koperen structuren zal bepaalde verschillen hebben.

3.4 Thermische stresstest

Vereisten voor thermische stresstest: na thermische stresstest op het monster volgens de algemene specificatie GJB362B-2009 voor stijve printplaten, toont visuele inspectie aan dat er geen defecten zijn zoals delaminatie, blaarvorming, kromtrekken van de pads en witte vlekken.

Nadat het uiterlijk en de grootte van het PCB-monster aan de vereisten voldoen, moet het in microsecties worden gesneden. Omdat de binnenste laag koper van dit monster te dik is om metallografisch te worden doorgesneden, wordt het monster onderworpen aan een thermische stresstest bij 287 ℃ ± 6 ℃ en wordt alleen het uiterlijk visueel geïnspecteerd.

Het testresultaat is: geen delaminatie, blaarvorming, kromtrekken van de pad, witte vlekken en andere defecten.

4. Overzicht

Dit artikel biedt een productieproces voor ultradikke koperen meerlaagse PCB’s. Door technologische innovatie en procesverbetering lost het effectief de huidige limiet van koperdikte van ultradikke koperen meerlagige PCB’s op en overwint het de algemene technische verwerkingsproblemen als volgt:

(1) Ultradikke koperen binnenlamineringstechnologie: het lost effectief het probleem op van de selectie van ultradikke koperen materialen. Het gebruik van voorfrezen vereist geen etsen, wat de technische problemen van dik koperetsen effectief vermijdt; de FR-4 vultechnologie zorgt voor de druk van de binnenlaag Dichte dichtheid en isolatieproblemen;

(2) Ultradikke koperen PCB-lamineringstechnologie: loste het probleem van witte vlekken en delaminatie bij het lamineren effectief op en vond een nieuwe persmethode en oplossing;

(3) Superdikke koperen PCB-stroomlijmbesturingstechnologie: het lost effectief het probleem van de lijmstroom op na het persen en zorgt voor de implementatie van de voorfreesvorm en vervolgens het persen.