Cupru super gros PCB multistrat proces de fabricație

1. Structură laminată

Principala cercetare a acestei lucrări este o placă cu trei straturi de cupru ultra-groasă, grosimea interioară a cuprui este de 1.0 mm, grosimea exterioară a cuprui este de 0.3 mm și lățimea minimă a liniilor și distanța dintre liniile stratului exterior este de 0.5 mm. Structura laminată este prezentată în figura 1. Stratul de suprafață este laminat de cupru FR4 (laminat placat cu cupru epoxidic din fibră de sticlă), cu o grosime de 0.3 mm, tratament de gravare pe o singură față, iar stratul adeziv este o foaie PP necurgătoare (folă semi-întărită), cu o grosime de 0.1 mm, super groasă.

Fluxul procesului de procesare PCB cu cupru ultra-gros este prezentat în Figura 3. Prelucrarea principală include frezarea suprafeței și stratul mijlociu, frezarea numărului de plăci groase de cupru. După tratarea suprafeței, este stivuit în matrița generală pentru a se încălzi și a presa, iar după demulare, urmează procesul convențional PCB Procesul finalizează producția de produse finite.

2. Metode cheie de prelucrare a tehnologiei

2.1 Tehnologie de laminare interioară cu cupru ultra-groasă

Laminare interioară de cupru foarte groasă: Dacă se folosește folie de cupru pentru cupru foarte gros, va fi dificil să se obțină această grosime. În această lucrare, stratul interior de cupru foarte gros folosește o placă de cupru electrolitic de 1 mm, care este ușor de achiziționat pentru materiale convenționale și este procesată direct de o mașină de frezat; conturul exterior al plăcii interioare de cupru Aceeași grosime a plăcii FR4 (plăci epoxidice din fibră de sticlă) este utilizată pentru prelucrare și turnare ca umplutura totală. Pentru a facilita laminarea și pentru a se asigura că aceasta se potrivește strâns cu periferia plăcii de cupru, valoarea intervalului dintre cele două contururi, așa cum se arată în structura din Figura 4, este controlată la 0~0.2 în mm. Sub efectul de umplere al plăcii FR4, problema grosimii cuprului a plăcii de cupru ultra groase este rezolvată, iar problemele de presare strânsă și de izolație internă după laminare sunt asigurate, astfel încât proiectarea grosimii interioare a cuprului poate fi mai mare de 0.5 mm. .

2.2 Tehnologie de înnegrire a cuprului super gros

Suprafața cuprului ultra-gros trebuie să fie înnegrită înainte de laminare. Înnegrirea plăcii de cupru poate crește suprafața de contact dintre suprafața de cupru și rășină și poate crește umecbilitatea rășinii cu curgere la temperatură înaltă la cupru, astfel încât rășina să poată pătrunde în golul stratului de oxid și să arate performanțe puternice. după întărire. Forța de aderență îmbunătățește efectul de presare. În același timp, poate îmbunătăți fenomenul de pete albe de laminare și albirea și bulele cauzate de testul de coacere (287 ℃ ± 6 ℃). Parametrii specifici de înnegrire sunt prezentați în Tabelul 2.

2.3 Tehnologie de laminare PCB cu cupru super gros

Datorită erorilor de fabricație în grosimea plăcii interioare de cupru super groase și a plăcii FR-4 utilizate pentru umplutura din jur, grosimea nu poate fi complet consistentă. Dacă pentru laminare se utilizează metoda convențională de laminare, este ușor să se producă pete albe de laminare, delaminare și alte defecte, iar laminarea este dificilă. . Pentru a reduce dificultatea de presare a stratului de cupru ultragros și pentru a asigura acuratețea dimensională, a fost testată și verificată utilizarea unei structuri de matriță de presare integrală. Șabloanele superioare și inferioare ale matriței sunt realizate din matrițe de oțel, iar perna de silicon este folosită ca strat tampon intermediar. Parametrii procesului, cum ar fi temperatura, presiunea și timpul de menținere a presiunii, realizează efectul de laminare și, de asemenea, rezolvă problemele tehnice ale petelor albe și delaminarea laminarii cu cupru ultra-gros și îndeplinesc cerințele de laminare ale plăcilor PCB din cupru ultra groase.

(1) Metoda de laminare PCB cu cupru super gros.

Nivelul de stivuire al produsului în matrița laminată de cupru ultra-groasă este prezentat în Figura 5. Datorită fluidității scăzute a rășinii PP care nu curge, dacă se utilizează hârtie kraft de material de placare convențional, foaia PP nu poate fi presată uniform, rezultând defecte precum pete albe și delaminare după laminare. Produsele PCB din cupru groase trebuie utilizate în procesul de laminare. Ca strat tampon cheie, tamponul cu silicagel joacă un rol în distribuirea uniformă a presiunii în timpul presării. În plus, pentru a rezolva problema de presare, parametrul de presiune din laminator a fost ajustat de la 2.1 Mpa (22 kg/cm²) la 2.94 Mpa (30 kg/cm²), iar temperatura a fost ajustată la cea mai bună temperatură de fuziune conform caracteristicile foii PP 170°C.

(2) Parametrii de laminare ai PCB-ului de cupru ultragros sunt prezentați în tabelul 3.

(3) Efectul laminării PCB cu cupru super groase.

După testarea în conformitate cu secțiunea 4.8.5.8.2 din GJB362B-2009, nu ar trebui să existe bășici și delaminare care să depășească secțiunea 3.5.1.2.3 (defecte de sub suprafață) permise la testarea PCB-ului conform 4.8.2. Eșantionul de PCB îndeplinește cerințele de aspect și dimensiune de la 3.5.1 și este micro-secționat și inspectat conform 4.8.3, care îndeplinește cerințele de la 3.5.2. Efectul de feliere este prezentat în Figura 6. Judecând după starea feliei de laminare, linia este complet umplută și nu există bule de micro-slit.

2.4 Tehnologie de control al cleiului de curgere a PCB din cupru super gros

Spre deosebire de procesarea PCB generală, forma și găurile de conectare a dispozitivului au fost finalizate înainte de laminare. Dacă fluxul de lipici este grav, acesta va afecta rotunjimea și dimensiunea conexiunii, iar aspectul și utilizarea nu vor îndeplini cerințele; acest proces a fost testat și în dezvoltarea procesului. Traseul procesului de frezare a formei după presare, dar cerințele ulterioare de frezare a formei sunt strict controlate, în special pentru prelucrarea pieselor interioare de conexiune din cupru groase, controlul de precizie a adâncimii este foarte strict, iar rata de trecere este extrem de scăzută.

Alegerea materialelor de lipire adecvate și proiectarea unei structuri rezonabile a dispozitivului reprezintă una dintre dificultățile cercetării. Pentru a rezolva problema apariției debordării de lipici cauzată de preimpregnatele obișnuite după laminare, se folosesc preimpregnate cu fluiditate scăzută (Avantaje: SP120N). Materialul adeziv are caracteristicile de fluiditate scăzută a rășinii, flexibilitate, rezistență excelentă la căldură și proprietăți electrice și, în funcție de caracteristicile de preaplin de lipici, conturul preimpregnatului într-o anumită poziție este crescut și conturul unei forme specifice este procesat. prin tăiere și desen. În același timp, se realizează mai întâi procesul de formare și apoi presare, iar forma se formează după presare, fără a mai fi nevoie de frezare CNC. Acest lucru rezolvă problema fluxului de adeziv după ce PCB este laminat și asigură că nu există adeziv pe suprafața de conectare după ce placa de cupru foarte groasă este laminată și presiunea este strânsă.

3. Efectul final al PCB de cupru ultra-gros

3.1 Specificațiile produsului PCB din cupru ultra-gros

Tabelul cu parametrii 4 al specificațiilor produsului PCB din cupru foarte gros și efectul produsului finit sunt prezentate în figura 7.

3.2 Testarea tensiunii de rezistență

Polii din proba de PCB de cupru ultra-gros au fost testați pentru rezistență la tensiune. Tensiunea de testare a fost de 1000 V AC și nu a existat nicio lovitură sau declanșare în 1 minut.

3.3 Test de creștere a temperaturii cu curent ridicat

Proiectați placa de cupru de conectare corespunzătoare pentru a conecta fiecare pol al eșantionului de PCB de cupru ultra-gros în serie, conectați-l la generatorul de curent ridicat și testați separat în funcție de curentul de testare corespunzător. Rezultatele testelor sunt prezentate în tabelul 5:

De la creșterea temperaturii din tabelul 5, creșterea generală a temperaturii PCB-ului de cupru ultragros este relativ scăzută, ceea ce poate îndeplini cerințele reale de utilizare (în general, cerințele de creștere a temperaturii sunt sub 30 K). Creșterea mare a temperaturii curente a PCB-ului de cupru ultragros este legată de structura sa, iar creșterea temperaturii diferitelor structuri groase de cupru va avea anumite diferențe.

3.4 Test de stres termic

Cerințe pentru testul de stres termic: După testul de stres termic pe eșantion conform specificației generale GJB362B-2009 pentru plăci imprimate rigide, inspecția vizuală arată că nu există defecte precum delaminarea, bășicile, deformarea tamponului și pete albe.

După ce aspectul și dimensiunea probei de PCB îndeplinesc cerințele, aceasta ar trebui să fie microsecționată. Deoarece stratul interior de cupru al acestei probe este prea gros pentru a fi secționat metalografic, proba este supusă unui test de efort termic la 287 ℃ ± 6 ℃ și doar aspectul său este inspectat vizual.

Rezultatul testului este: fără delaminare, vezicule, deformare a tamponului, pete albe și alte defecte.

4. Rezumat

Acest articol oferă o metodă de proces de fabricație pentru PCB multistrat de cupru ultra-gros. Prin inovarea tehnologică și îmbunătățirea procesului, rezolvă în mod eficient limita actuală a grosimii de cupru a PCB-ului multistrat de cupru ultragros și depășește problemele tehnice comune de procesare, după cum urmează:

(1) Tehnologie de laminare interioară cu cupru ultra-gros: rezolvă eficient problema selecției materialului de cupru ultra-gros. Utilizarea prelucrării pre-frezare nu necesită gravare, ceea ce evită efectiv problemele tehnice ale gravării groase a cuprului; tehnologia de umplere FR-4 asigură presiunea stratului interior probleme de etanșeitate și izolație;

(2) Tehnologie de laminare PCB cu cupru ultra-gros: a rezolvat eficient problema petelor albe și a delaminării în laminare și a găsit o nouă metodă și soluție de presare;

(3) Tehnologie de control al cleiului de curgere PCB de cupru foarte gros: rezolvă eficient problema fluxului de lipici după presare și asigură implementarea formei de pre-frezare și apoi presare.