Super hrubá meď Viacvrstvové PCB výrobný proces

1. Laminovaná štruktúra

Hlavným výskumom tohto článku je ultra hrubá medená trojvrstvová doska, vnútorná hrúbka medi je 1.0 mm, vonkajšia hrúbka medi je 0.3 mm a minimálna šírka čiary a riadkovanie vonkajšej vrstvy je 0.5 mm. Vrstvená štruktúra je znázornená na obrázku 1. Povrchová vrstva je laminát FR4 plátovaný meďou (sklovláknitý epoxidový meď plátovaný laminát), s hrúbkou 0.3 mm, jednostranným leptaním a lepiacou vrstvou je nestekavá PP fólia (polotvrdený plech), s hrúbkou 0.1 mm, super hrubý Medená doska je zapustená do zodpovedajúcej otvorovej štruktúry epoxidovej dosky FR-4.

Proces spracovania ultrahrubej medenej dosky plošných spojov je znázornený na obrázku 3. Hlavné opracovanie zahŕňa frézovanie povrchu a strednej vrstvy, frézovanie hrubých medených platní. Po povrchovej úprave sa naskladá do celkovej formy, aby sa zohriala a vylisovala, a po odformovaní sa postupuje podľa konvenčného procesu PCB. Procesom sa dokončí výroba hotových výrobkov.

2. Kľúčové technologické metódy spracovania

2.1 Technológia vnútornej laminácie ultra-hrubej medi

Super hrubá medená vnútorná laminácia: Ak sa na superhrubú meď použije medená fólia, bude ťažké dosiahnuť túto hrúbku. V tomto papieri používa super hrubá medená vnútorná vrstva 1 mm elektrolytickú medenú dosku, ktorá sa dá ľahko kúpiť pre bežné materiály a je priamo spracovaná frézkou; vonkajší obrys vnútornej medenej dosky Na spracovanie a tvarovanie ako celková výplň sa používa rovnaká hrúbka dosky FR4 (epoxidová doska zo sklenených vlákien). Aby sa uľahčilo laminovanie a zabezpečilo sa, že tesne prilieha k okraju medenej dosky, je hodnota medzery medzi dvoma obrysmi, ako je znázornená na štruktúre na obrázku 4, riadená na 0~0.2 v rámci mm. Pod plniacim účinkom dosky FR4 je vyriešený problém hrúbky medi ultra hrubej medenej dosky a sú zabezpečené problémy s tesným lisovaním a vnútornou izoláciou po laminácii, takže konštrukcia vnútornej hrúbky medi môže byť väčšia ako 0.5 mm. .

2.2 Super hrubá technológia čiernenia medi

Povrch ultra hrubej medi je potrebné pred lamináciou začierniť. Sčernenie medenej dosky môže zväčšiť kontaktnú plochu medzi medeným povrchom a živicou a zvýšiť zmáčavosť vysokoteplotnej prietokovej živice na meď, takže živica môže preniknúť do medzery oxidovej vrstvy a vykazovať silný výkon. po vytvrdnutí. Sila priľnavosti zlepšuje lisovací účinok. Zároveň môže zlepšiť jav laminovania bielych škvŕn a bielenie a bubliny spôsobené testom pečenia (287 ℃ ± 6 ℃). Špecifické parametre černenia sú uvedené v tabuľke 2.

2.3 Super hrubá medená technológia laminovania PCB

Kvôli výrobným chybám v hrúbke vnútornej superhrubej medenej dosky a dosky FR-4 použitej na okolitú výplň nemôže byť hrúbka úplne konzistentná. Ak sa na lamináciu použije konvenčná metóda laminácie, je ľahké vytvoriť biele škvrny, delamináciu a iné defekty a laminácia je náročná. . Aby sa znížila obtiažnosť lisovania ultra hrubej medenej vrstvy a zabezpečila sa rozmerová presnosť, bolo testované a overené použitie integrálnej štruktúry lisovacej formy. Horná a spodná šablóna formy sú vyrobené z oceľových foriem a ako medzivrstva sa používa silikónový vankúš. Procesné parametre, ako je teplota, tlak a doba udržiavania tlaku, dosahujú efekt laminácie a tiež riešia technické problémy bielych škvŕn a delaminácie ultrahrubej medenej laminácie a spĺňajú požiadavky na lamináciu ultrahrubých medených dosiek PCB.

(1) Super hrubá medená metóda laminovania PCB.

Úroveň stohovania produktu v ultra hrubej medenej laminátovej forme je znázornená na obrázku 5. V dôsledku nízkej tekutosti netečúcej PP živice, ak sa použije konvenčný obkladový materiál kraft papier, PP fólia nemôže byť rovnomerne stlačená, čo vedie k defektom, ako sú biele škvrny a delaminácia po laminácii. V procese laminácie je potrebné použiť hrubé medené produkty PCB Ako kľúčová vyrovnávacia vrstva hrá silikagélová podložka úlohu pri rovnomernom rozložení tlaku počas lisovania. Okrem toho, aby sa vyriešil problém lisovania, parameter tlaku v laminátore bol nastavený z 2.1 Mpa (22 kg/cm²) na 2.94 Mpa (30 kg/cm²) a teplota bola upravená na najlepšiu teplotu tavenia podľa charakteristiky PP fólie 170°C.

(2) Parametre laminácie ultra hrubej medenej PCB sú uvedené v tabuľke 3.

(3) Účinok super hrubej medenej PCB laminácie.

Po testovaní v súlade s oddielom 4.8.5.8.2 GJB362B-2009 by sa pri testovaní DPS podľa oddielu 3.5.1.2.3 nemali vyskytovať žiadne pľuzgiere a delaminácia, ktoré presahujú bod 4.8.2 (podpovrchové defekty). Vzorka PCB spĺňa požiadavky na vzhľad a veľkosť podľa 3.5.1 a je mikrorezovaná a kontrolovaná podľa 4.8.3, čo spĺňa požiadavky 3.5.2. Účinok krájania je znázornený na obrázku 6. Podľa stavu laminovaného plátku je linka úplne naplnená a nie sú v nej žiadne mikrobubliny.

2.4 Super hrubá medená technológia riadenia prietoku lepidla PCB

Na rozdiel od všeobecného spracovania DPS bol pred lamináciou dokončený jej tvar a otvory na pripojenie zariadenia. Ak je tok lepidla vážny, ovplyvní to guľatosť a veľkosť spojenia a vzhľad a použitie nebudú spĺňať požiadavky; tento proces bol testovaný aj pri vývoji procesu. Procesná cesta tvarového frézovania po lisovaní, ale neskoršie požiadavky na tvarové frézovanie sú prísne kontrolované, najmä pri spracovaní vnútorných hrubých medených spojovacích častí, kontrola presnosti hĺbky je veľmi prísna a rýchlosť prechodu je extrémne nízka.

Výber vhodných spojovacích materiálov a návrh primeranej konštrukcie zariadenia sú jednou z ťažkostí výskumu. Na vyriešenie problému výskytu pretečenia lepidla spôsobeného bežnými predimpregnovanými laminátmi po laminácii sa používajú predimpregnované lamináty s nízkou tekutosťou (Výhody: SP120N). Lepiaci materiál má charakteristiky nízkej tekutosti živice, pružnosti, vynikajúcej tepelnej odolnosti a elektrických vlastností a podľa charakteristík pretečenia lepidla sa obrys predimpregnovaného laminátu v špecifickej polohe zväčšuje a obrys špecifického tvaru sa spracuje. strihaním a kreslením. Zároveň sa realizuje proces najprv tvarovania a potom lisovania a tvar sa formuje po lisovaní, bez potreby opätovného CNC frézovania. To rieši problém toku lepidla po laminovaní DPS a zaisťuje, že po laminovaní superhrubej medenej dosky a tesnom tlaku nie je na spojovacom povrchu žiadne lepidlo.

3. Hotový efekt ultra hrubej medenej PCB

3.1 Špecifikácie produktu ultra-hrubej medenej PCB

Tabuľka 4 parametrov špecifikácie produktu superhrubej medenej dosky PCB a efekt hotového produktu sú znázornené na obrázku 7.

3.2 Skúška odolnosti voči napätiu

Póly v ultra hrubej medenej vzorke PCB boli testované na výdržné napätie. Skúšobné napätie bolo AC 1000 V a počas 1 minúty nedošlo k žiadnemu úderu alebo preskoku.

3.3 Skúška zvýšenia teploty vysokého prúdu

Navrhnite zodpovedajúcu spojovaciu medenú dosku na pripojenie každého pólu vzorky ultra hrubej medenej dosky plošných spojov do série, pripojte ju k generátoru vysokého prúdu a otestujte samostatne podľa zodpovedajúceho skúšobného prúdu. Výsledky testu sú uvedené v tabuľke 5:

Z nárastu teploty v tabuľke 5 je celkový nárast teploty ultra hrubej medenej PCB relatívne nízky, čo môže spĺňať skutočné požiadavky na použitie (vo všeobecnosti sú požiadavky na zvýšenie teploty pod 30 K). Vysoký nárast teploty ultra hrubej medenej dosky plošných spojov súvisí s jej štruktúrou a nárast teploty rôznych hrubých medených konštrukcií bude mať určité rozdiely.

3.4 Tepelný záťažový test

Požiadavky na tepelnú záťažovú skúšku: Po tepelnej záťažovej skúške na vzorke podľa všeobecnej špecifikácie GJB362B-2009 pre pevné dosky s potlačou vizuálna kontrola ukazuje, že neexistujú žiadne defekty, ako je delaminácia, pľuzgiere, deformácia podložky a biele škvrny.

Potom, čo vzhľad a veľkosť vzorky PCB splní požiadavky, mala by sa mikrorezovať. Pretože vnútorná vrstva medi tejto vzorky je príliš hrubá na to, aby sa dala metalograficky rozrezať, vzorka sa podrobí testu tepelného namáhania pri 287 ℃ ± 6 ℃ a vizuálne sa kontroluje len jej vzhľad.

Výsledok testu je: bez delaminácie, pľuzgierov, skrútenia vankúšika, bielych škvŕn a iných defektov.

4. Zhrnutie

Tento článok poskytuje spôsob výroby ultra hrubej medenej viacvrstvovej dosky plošných spojov. Prostredníctvom technologických inovácií a zlepšovania procesov efektívne rieši súčasný limit hrúbky medi ultra hrubej medenej viacvrstvovej PCB a prekonáva bežné technické problémy spracovania takto:

(1) Technológia vnútornej laminácie ultra-hrubej medi: Účinne rieši problém výberu ultra-hrubého medeného materiálu. Použitie predfrézovacieho spracovania nevyžaduje leptanie, čím sa účinne vyhýbajú technické problémy hrubého leptania medi; technológia plnenia FR-4 zaisťuje tlak vnútornej vrstvy Tesnosť a problémy s izoláciou;

(2) Ultra-hrubá medená technológia laminovania PCB: účinne vyriešila problém bielych škvŕn a delaminácie pri laminácii a našla novú metódu a riešenie lisovania;

(3) Super-hrubá medená technológia riadenia toku lepidla PCB: Účinne rieši problém toku lepidla po lisovaní a zabezpečuje implementáciu tvaru predfrézovania a následného lisovania.