Super gruba miedź Wielowarstwowa płytka drukowana proces produkcji

1. Laminowana struktura

Głównymi badaniami tego artykułu jest ultra gruba miedziana trójwarstwowa płyta, wewnętrzna grubość miedzi wynosi 1.0 mm, zewnętrzna grubość miedzi wynosi 0.3 mm, a minimalna szerokość linii i odstęp między liniami warstwy zewnętrznej wynosi 0.5 mm. Laminowaną strukturę pokazano na rysunku 1. Warstwę powierzchniową stanowi laminat platerowany miedzią FR4 (laminat epoksydowo-miedziowy platerowany włóknem szklanym), o grubości 0.3 mm, jednostronnie wytrawiany, a warstwą klejącą jest niepłynący arkusz PP (blacha półutwardzona), o grubości 0.1 mm, supergruba. Miedziana płytka jest osadzona w odpowiedniej strukturze otworu płyty epoksydowej FR-4.

Przebieg procesu obróbki ultra-grubych miedzianych płytek drukowanych przedstawiono na rysunku 3. Główna obróbka obejmuje frezowanie powierzchni i warstwy środkowej oraz frezowanie numeracji płyt z grubej miedzi. Po obróbce powierzchni jest układany w stos w całej formie w celu podgrzania i prasowania, a po rozformowaniu postępuje zgodnie z konwencjonalnym procesem PCB. Proces kończy produkcję gotowych produktów.

2. Kluczowe metody przetwarzania technologii

2.1 Ultra-gruba miedziana technologia wewnętrznej laminacji

Super gruba wewnętrzna laminacja miedzi: Jeśli do uzyskania super grubej miedzi zostanie użyta folia miedziana, uzyskanie tej grubości będzie trudne. W tym artykule super gruba miedziana warstwa wewnętrzna wykorzystuje płytkę z miedzi elektrolitycznej o grubości 1 mm, która jest łatwa do zakupu w przypadku konwencjonalnych materiałów i jest przetwarzana bezpośrednio na frezarce; zewnętrzny kontur wewnętrznej płyty miedzianej Ta sama grubość płyty FR4 (płyta epoksydowa z włókna szklanego) jest używana do obróbki i formowania jako całkowite wypełnienie. Aby ułatwić laminowanie i zapewnić ścisłe dopasowanie do obwodu miedzianej płyty, wartość odstępu między dwoma konturami, jak pokazano na strukturze na rysunku 4, jest kontrolowana na poziomie 0~0.2 w mm. Pod wpływem efektu wypełnienia płyty FR4 rozwiązano problem grubości miedzi ultra-grubej płyty miedzianej, a problemy z ciasnym prasowaniem i izolacją wewnętrzną po laminowaniu są zapewnione, dzięki czemu konstrukcja wewnętrznej grubości miedzi może być większa niż 0.5 mm .

2.2 Super gruba technologia czernienia miedzi

Przed laminowaniem powierzchnię ultra grubej miedzi należy zaczernić. Czernienie płyty miedzianej może zwiększyć powierzchnię styku między powierzchnią miedzi a żywicą i zwiększyć zwilżalność żywicy wysokotemperaturowej do miedzi, dzięki czemu żywica może wnikać w szczelinę warstwy tlenku i wykazywać wysoką wydajność po utwardzeniu. Siła przyczepności poprawia efekt prasowania. Jednocześnie może poprawić zjawisko laminowania białej plamki oraz wybielanie i pęcherzyki spowodowane testem pieczenia (287 ℃ ± 6 ℃). Specyficzne parametry czernienia przedstawiono w tabeli 2.

2.3 Super gruba miedziana technologia laminowania PCB

Ze względu na błędy produkcyjne w grubości wewnętrznej super grubej miedzianej płytki i płytki FR-4 użytej do otaczającego wypełnienia, grubość nie może być całkowicie spójna. Jeśli do laminowania stosuje się konwencjonalną metodę laminowania, łatwo jest na laminacie wytworzyć białe plamy, rozwarstwienie i inne defekty, a laminowanie jest trudne. . W celu zmniejszenia trudności w prasowaniu bardzo grubej warstwy miedzi i zapewnienia dokładności wymiarowej, została przetestowana i zweryfikowana przy użyciu integralnej struktury formy do prasowania. Górny i dolny szablon formy wykonane są z form stalowych, a poduszka silikonowa służy jako pośrednia warstwa buforowa. Parametry procesu, takie jak temperatura, ciśnienie i czas utrzymywania ciśnienia, zapewniają efekt laminowania, a także rozwiązują problemy techniczne związane z białymi plamami i rozwarstwianiem się ultra-grubej laminacji miedzianej oraz spełniają wymagania dotyczące laminowania ultra-grubych miedzianych płytek PCB.

(1) Super gruba miedziana metoda laminowania PCB.

Poziom ułożenia produktu w bardzo grubej formie z laminatu miedzianego pokazano na rysunku 5. Ze względu na niską płynność niepłynącej żywicy PP, w przypadku użycia konwencjonalnego materiału okładzinowego papieru kraft, arkusz PP nie może być równomiernie sprasowany, powodujące wady, takie jak białe plamy i rozwarstwienie po laminowaniu. W procesie laminowania należy stosować grube miedziane produkty PCB. Jako kluczowa warstwa buforowa, podkładka z żelu krzemionkowego odgrywa rolę w równomiernym rozłożeniu nacisku podczas prasowania. Dodatkowo, w celu rozwiązania problemu prasowania, parametr ciśnienia w laminatorze został dostosowany z 2.1 Mpa (22 kg/cm²) do 2.94 Mpa (30 kg/cm²), a temperatura została dostosowana do najlepszej temperatury zgrzewania zgodnie z charakterystyka arkusza PP 170°C.

(2) Parametry laminowania ultra-grubej miedzianej płytki drukowanej przedstawiono w tabeli 3.

(3) efekt super grubej miedzianej laminacji PCB.

Po testach zgodnie z sekcją 4.8.5.8.2 GJB362B-2009, nie powinno być żadnych pęcherzy i rozwarstwień, które przekraczają sekcję 3.5.1.2.3 (wady podpowierzchniowe) dozwolone podczas testowania PCB zgodnie z 4.8.2. Próbka PCB spełnia wymagania dotyczące wyglądu i wielkości 3.5.1, jest poddawana mikrosekcji i sprawdzana zgodnie z 4.8.3, co spełnia wymagania 3.5.2. Efekt krojenia pokazano na rysunku 6. Sądząc po stanie warstwy laminującej, linia jest całkowicie wypełniona i nie ma pęcherzyków mikro-nacięcia.

2.4 Super gruba miedziana technologia kontroli przepływu kleju PCB

W odróżnieniu od ogólnej obróbki PCB, jej kształt i otwory do podłączenia urządzenia zostały ukończone przed laminowaniem. Jeśli przepływ kleju jest poważny, wpłynie to na okrągłość i rozmiar połączenia, a wygląd i użytkowanie nie spełnią wymagań; proces ten został również przetestowany podczas opracowywania procesu. Trasa procesu frezowania kształtu po prasowaniu, ale późniejsze wymagania dotyczące frezowania kształtu są ściśle kontrolowane, szczególnie w przypadku obróbki wewnętrznych grubych miedzianych części łączących, kontrola precyzji głębokości jest bardzo rygorystyczna, a szybkość przejścia jest bardzo niska.

Dobór odpowiednich materiałów wiążących i zaprojektowanie rozsądnej konstrukcji urządzenia to jedna z trudności w badaniach. W celu rozwiązania problemu pojawiania się przelewania kleju spowodowanego przez zwykłe prepregi po laminowaniu stosuje się prepregi o niskiej płynności (Zalety: SP120N). Materiał klejący charakteryzuje się niską płynnością żywicy, elastycznością, doskonałą odpornością cieplną i właściwościami elektrycznymi, a zgodnie z charakterystyką przelewania kleju kontur prepregu w określonej pozycji jest zwiększony, a kontur o określonym kształcie jest przetwarzany przez cięcie i rysowanie. Jednocześnie realizowany jest proces najpierw formowania, a następnie prasowania, a kształt jest formowany po prasowaniu, bez konieczności ponownego frezowania CNC. Rozwiązuje to problem przepływu kleju po laminowaniu PCB i zapewnia, że ​​nie ma kleju na powierzchni łączącej po laminowaniu super grubej płyty miedzianej i silnym docisku.

3. Gotowy efekt ultra grubej miedzianej płytki drukowanej

3.1 Specyfikacje produktu ultra-grubej miedzianej płytki drukowanej

Tabela 4 parametrów specyfikacji produktu PCB o bardzo grubej miedzi i efekt gotowego produktu pokazano na rysunku 7.

3.2 Test napięcia wytrzymywanego

Bieguny w bardzo grubej miedzianej próbce PCB zostały przetestowane pod kątem napięcia wytrzymywanego. Napięcie testowe wynosiło AC1000V i nie było uderzenia ani rozgorzenia w ciągu 1 minuty.

3.3 Test wzrostu temperatury wysokiego prądu

Zaprojektuj odpowiednią miedzianą płytkę łączącą, aby połączyć szeregowo każdy biegun ultra-grubej miedzianej próbki PCB, podłącz ją do generatora wysokiego prądu i przetestuj osobno zgodnie z odpowiednim prądem testowym. Wyniki badań przedstawiono w Tabeli 5:

Biorąc pod uwagę wzrost temperatury w Tabeli 5, ogólny wzrost temperatury ultra-grubej miedzianej płytki PCB jest stosunkowo niski, co może spełnić rzeczywiste wymagania dotyczące użytkowania (ogólnie wymagania dotyczące wzrostu temperatury wynoszą poniżej 30 K). Wysokoprądowy wzrost temperatury ultra-grubej miedzianej płytki drukowanej jest związany z jej strukturą, a wzrost temperatury różnych grubych struktur miedzianych będzie miał pewne różnice.

3.4 Test naprężeń termicznych

Wymagania dotyczące testu naprężenia termicznego: Po teście naprężenia termicznego na próbce zgodnie z Ogólną specyfikacją dla sztywnych płyt drukowanych GJB362B-2009, kontrola wizualna wykazała, że ​​nie ma żadnych wad, takich jak rozwarstwienie, pęcherze, wypaczenie podkładek i białe plamy.

Po spełnieniu wymagań przez wygląd i wielkość próbki PCB należy ją poddać mikrosekcji. Ponieważ wewnętrzna warstwa miedzi tej próbki jest zbyt gruba, aby można ją było podzielić metalograficznie, próbka jest poddawana testowi naprężeń termicznych w temperaturze 287 ℃ ± 6 ℃, a jedynie jej wygląd jest sprawdzany wizualnie.

Wynik testu to: brak rozwarstwień, pęcherzy, wypaczenia podkładek, białych plam i innych defektów.

4. Streszczenie

W tym artykule przedstawiono metodę procesu produkcyjnego ultra-grubej, wielowarstwowej miedzianej płytki drukowanej. Dzięki innowacjom technologicznym i ulepszeniom procesów skutecznie rozwiązuje obecny limit grubości miedzi w ultra-grubych miedzianych wielowarstwowych płytkach drukowanych i przezwycięża typowe problemy techniczne przetwarzania w następujący sposób:

(1) Ultra gruba miedziana technologia wewnętrznego laminowania: skutecznie rozwiązuje problem wyboru bardzo grubego materiału miedzianego. Zastosowanie obróbki wstępnego frezowania nie wymaga trawienia, co skutecznie pozwala uniknąć problemów technicznych związanych z trawieniem grubej miedzi; technologia wypełnienia FR-4 zapewnia docisk warstwy wewnętrznej Zamknij problemy ze szczelnością i izolacją;

(2) Ultra-gruba miedziana technologia laminowania PCB: skutecznie rozwiązała problem białych plam i rozwarstwienia w laminowaniu oraz znalazła nową metodę i rozwiązanie prasowania;

(3) Super gruba miedziana technologia kontroli przepływu kleju PCB: skutecznie rozwiązuje problem przepływu kleju po prasowaniu i zapewnia wykonanie wstępnego frezowania, a następnie prasowanie.