Super tykt kobber Flerlags PCB produksjonsprosess

1. Laminert struktur

Hovedforskningen til denne artikkelen er en ultratykk kobber trelagsplate, den indre kobbertykkelsen er 1.0 mm, den ytre kobbertykkelsen er 0.3 mm, og minimum linjebredde og linjeavstand til det ytre laget er 0.5 mm. Den laminerte strukturen er vist i figur 1. Overflatelaget er FR4 kobberkledd laminat (glassfiberepoksy kobberkledd laminat), med en tykkelse på 0.3 mm, ensidig etsebehandling, og klebelaget er et ikke-flytende PP-ark (halvherdet plate), med en tykkelse på 0.1 mm, supertykk Kobberplaten er innstøpt i den tilsvarende hullstrukturen til FR-4 epoksyplaten.

Prosessflyten til ultratykk kobber PCB-behandling er vist i figur 3. Hovedbearbeidingen inkluderer overflate- og mellomlagsfresing, tallfresing av tykk kobberplate. Etter overflatebehandling stables den i den overordnede formen for å varmes opp og presse, og etter avforming følges den konvensjonelle PCB-prosessen. Prosessen fullfører produksjonen av ferdige produkter.

2. Viktige teknologibehandlingsmetoder

2.1 Ultra-tykk kobber indre lamineringsteknologi

Supertykk kobber innvendig laminering: Hvis kobberfolie brukes til supertykk kobber, vil det være vanskelig å oppnå denne tykkelsen. I denne artikkelen bruker det supertykke kobberinnerlaget 1 mm elektrolytisk kobberplate, som er lett å kjøpe for konvensjonelle materialer og behandles direkte av en fresemaskin; ytre kontur av den indre kobberplaten Samme tykkelse på FR4-plate (glassfiberepoksyplate) brukes til bearbeiding og støping som den totale fyllingen. For å lette lamineringen og sikre at den passer tett med periferien av kobberplaten, kontrolleres gapverdien mellom de to konturene som vist i strukturen i figur 4 til 0~0.2 Innen mm. Under fyllingseffekten til FR4-platen løses kobbertykkelsesproblemet til den ultratykke kobberplaten, og de tette press- og interne isolasjonsproblemene etter laminering er sikret, slik at utformingen av den indre kobbertykkelsen kan være større enn 0.5 mm .

2.2 Supertykk kobbersvertingsteknologi

Overflaten av ultratykk kobber må svertes før laminering. Svartningen av kobberplaten kan øke kontaktflaten mellom kobberoverflaten og harpiksen, og øke fuktbarheten til høytemperaturstrømningsharpiksen til kobberet, slik at harpiksen kan trenge inn i oksidlagspalten og vise sterk ytelse etter herding. Adhesjonskraften forbedrer presseeffekten. Samtidig kan det forbedre fenomenet med laminering av hvitflekker og bleking og bobler forårsaket av baketesten (287 ℃ ± 6 ℃). De spesifikke svertingsparametrene er vist i tabell 2.

2.3 Supertykk kobber PCB lamineringsteknologi

På grunn av produksjonsfeilene i tykkelsen på den indre supertykke kobberplaten og FR-4-platen som brukes til den omkringliggende fyllingen, kan ikke tykkelsen være helt konsistent. Hvis den konvensjonelle lamineringsmetoden brukes til laminering, er det lett å produsere hvite flekker, delaminering og andre defekter, og lamineringen er vanskelig. . For å redusere vanskeligheten med å presse det ultratykke kobberlaget og sikre dimensjonsnøyaktigheten, har det blitt testet og verifisert for å bruke en integrert pressformstruktur. De øvre og nedre malene til formen er laget av stålformer, og silikonputen brukes som mellomliggende bufferlag. Prosessparametere som temperatur, trykk og trykkholdetid oppnår lamineringseffekten, og løser også de tekniske problemene med hvite flekker og delaminering av ultratykk kobberlaminering, og oppfyller lamineringskravene til ultratykke kobber-PCB-plater.

(1) Supertykk kobber PCB-lamineringsmetode.

Stablingsnivået til produktet i den ultratykke kobberlaminatformen er vist i figur 5. På grunn av den lave fluiditeten til ikke-flytbar PP-harpiks, hvis det konvensjonelle kledningsmaterialet kraftpapir brukes, kan ikke PP-arket presses jevnt, resulterer i defekter som hvite flekker og delaminering etter laminering. Tykke kobber PCB-produkter må brukes i lamineringsprosessen Som et viktig bufferlag spiller silikagelputen en rolle i å fordele trykket jevnt under pressingen. For å løse presseproblemet ble i tillegg trykkparameteren i laminatoren justert fra 2.1 Mpa (22 kg/cm²) til 2.94 Mpa (30 kg/cm²), og temperaturen ble justert til beste smeltetemperatur iht. egenskapene til PP-platen 170°C.

(2) Lamineringsparametrene til ultratykke kobber-PCB er vist i tabell 3.

(3) Effekten av supertykk kobber-PCB-laminering.

Etter testing i samsvar med seksjon 4.8.5.8.2 i GJB362B-2009, skal det ikke være blæredannelse og delaminering som overstiger seksjon 3.5.1.2.3 (defekter under overflaten) tillatt ved testing av PCB i henhold til 4.8.2. PCB-prøven oppfyller kravene til utseende og størrelse i 3.5.1, og er mikroseksjonert og inspisert i henhold til 4.8.3, som oppfyller kravene i 3.5.2. Skjæringseffekten er vist i figur 6. Ut fra tilstanden til lamineringsskiven er linjen helt fylt og det er ingen mikrospaltebobler.

2.4 Supertykk kobber PCB flyt limkontrollteknologi

Forskjellig fra generell PCB-behandling, har formen og enhetens tilkoblingshull blitt fullført før laminering. Hvis limstrømmen er alvorlig, vil det påvirke rundheten og størrelsen på forbindelsen, og utseendet og bruken vil ikke oppfylle kravene; denne prosessen er også testet i prosessutviklingen. Prosessruten til formfresingen etter pressing, men kravene til senere formfresing er strengt kontrollert, spesielt for behandling av de indre tykke kobberforbindelsesdelene, er dybdepresisjonskontrollen veldig streng, og gjennomgangshastigheten er ekstremt lav.

Å velge passende bindematerialer og utforme en fornuftig enhetsstruktur er en av vanskelighetene i forskningen. For å løse problemet med utseendet av limoverløp forårsaket av vanlige prepregs etter laminering, brukes prepregs med lav fluiditet (Fordeler: SP120N). Limmaterialet har egenskapene til lav harpiksfluiditet, fleksibilitet, utmerket varmebestandighet og elektriske egenskaper, og i henhold til egenskapene til limoverløp økes konturen til prepreg i en bestemt posisjon, og konturen til en spesifikk form behandles ved å skjære og tegne. Samtidig realiseres prosessen med først forming og deretter pressing, og formen dannes etter pressing, uten behov for CNC-fresing igjen. Dette løser problemet med limflyt etter at PCB er laminert, og sikrer at det ikke er lim på koblingsflaten etter at den supertykke kobberplaten er laminert og trykket er tett.

3. Ferdig effekt av ultratykk kobber PCB

3.1 Ultra-tykk kobber PCB produktspesifikasjoner

Supertykk kobber PCB-produktspesifikasjonsparametertabell 4 og effekt av ferdig produkt er vist i figur 7.

3.2 Tåler spenningstest

Polene i den ultratykke kobber-PCB-prøven ble testet for å tåle spenning. Testspenningen var AC1000V, og det var ingen streik eller overslag på 1 min.

3.3 Høystrøms temperaturstigningstest

Design den korresponderende kobberplaten for å koble hver pol av den ultratykke kobber-PCB-prøven i serie, koble den til høystrømsgeneratoren og test separat i henhold til den tilsvarende teststrømmen. Testresultatene er vist i tabell 5:

Fra temperaturøkningen i tabell 5 er den totale temperaturstigningen til det ultratykke kobber-PCB-en relativt lav, noe som kan oppfylle de faktiske brukskravene (vanligvis er kravene til temperaturøkning under 30 K). Den høye strømtemperaturstigningen til ultratykke kobber-PCB er relatert til strukturen, og temperaturstigningen til forskjellige tykke kobberstrukturer vil ha visse forskjeller.

3.4 Termisk stresstest

Krav til termisk belastningstest: Etter termisk belastningstest på prøven i henhold til GJB362B-2009 General Specification for Rigid Printed Boards, viser visuell inspeksjon at det ikke er noen defekter som delaminering, blemmer, skjevhet og hvite flekker.

Etter at utseendet og størrelsen på PCB-prøven oppfyller kravene, bør den mikroseksjoneres. Fordi det indre laget av kobber i denne prøven er for tykt til å bli metallografisk seksjonert, blir prøven utsatt for en termisk stresstest ved 287 ℃ ± 6 ℃, og bare utseendet inspiseres visuelt.

Testresultatet er: ingen delaminering, blemmer, skjevhet, hvite flekker og andre defekter.

4. Sammendrag

Denne artikkelen gir en produksjonsprosessmetode for ultratykke kobber flerlags PCB. Gjennom teknologisk innovasjon og prosessforbedring løser den effektivt gjeldende grense for kobbertykkelse for ultratykke kobber flerlags PCB, og overvinner de vanlige prosesstekniske problemene som følger:

(1) Innerlamineringsteknologi for ultratykk kobber: Den løser effektivt problemet med valg av ultratykt kobbermateriale. Bruken av formalingsbehandling krever ikke etsing, noe som effektivt unngår de tekniske problemene med tykk kobberetsing; FR-4 fyllingsteknologien sikrer trykket i det indre laget Tett tetthet og isolasjonsproblemer;

(2) Ultra-tykk kobber PCB-lamineringsteknologi: løste effektivt problemet med hvite flekker og delaminering i laminering, og fant en ny pressemetode og løsning;

(3) Supertykk kobber PCB strømningslimkontrollteknologi: Den løser effektivt problemet med limstrøm etter pressing, og sikrer implementering av pre-fresingsformen og deretter pressing.