Супер товста мідь Багатошарова друкована плата виробничий процес

1. Ламінована конструкція

Основним дослідженням даної роботи є надтовста мідна тришарова плита, внутрішня товщина міді 1.0 мм, зовнішня товщина міді 0.3 мм, мінімальна ширина ліній і міжрядковий інтервал зовнішнього шару 0.5 мм. Ламінована структура показана на малюнку 1. Поверхневим шаром є ламінат з міддю FR4 (ламінат з епоксидною скловолоконною міддю), товщиною 0.3 мм, обробка одностороннім травленням, а клейовий шар являє собою нетекучий ПП лист. (напівотверділий лист), товщиною 0.1 мм, надтовстий. Мідна пластина вбудована у відповідну структуру отворів епоксидної пластини FR-4.

Хід процесу обробки надтовстих мідних друкованих плат показаний на малюнку 3. Основна обробка включає фрезерування поверхневого та середнього шарів, фрезерування товстої мідної пластини. Після обробки поверхні вона укладається в загальну форму для нагрівання та пресування, а після виймання дотримуйтесь традиційного процесу друкованої плати. Процес завершує виробництво готової продукції.

2. Основні технологічні методи обробки

2.1 Технологія внутрішнього ламінування ультратовстої міді

Внутрішня ламінація з надтовстої міді: якщо мідна фольга використовується для супертовстої міді, буде важко досягти такої товщини. У цій статті надтовстий внутрішній шар міді використовує 1 мм електролітичну мідну пластину, яку легко придбати для звичайних матеріалів і безпосередньо обробляється фрезерним верстатом; зовнішній контур внутрішньої мідної плити. Така ж товщина плити FR4 (плита скловолокнистої епоксидної смоли) використовується для обробки та формування в якості загального заповнення. Щоб полегшити ламінування та забезпечити щільне прилягання до периферії мідної пластини, величина зазору між двома контурами, як показано на структурі на малюнку 4, контролюється на рівні 0~0.2 мм. Під ефектом заповнення плити FR4 вирішується проблема товщини міді надтовстої мідної плити, а також забезпечується щільне притиснення та внутрішня ізоляція після ламінування, так що конструкція внутрішньої товщини міді може бути більше 0.5 мм. .

2.2 Технологія чорніння супер товстої міді

Поверхня ультратовстої міді перед ламінуванням необхідно почорнити. Почорніння мідної пластини може збільшити площу контактної поверхні між мідною поверхнею та смолою та збільшити змочуваність високотемпературної текучої смоли до міді, так що смола може проникати в щілину оксидного шару та показати високу продуктивність. після затвердіння. Сила адгезії покращує ефект пресування. У той же час він може покращити феномен білої плями ламінування та відбілювання та бульбашок, викликаних тестом на випікання (287 ℃ ± 6 ℃). Конкретні параметри почорніння наведені в таблиці 2.

2.3 Технологія ламінування друкованих плат із надтовстої міді

Через помилки виготовлення товщини внутрішньої надтовстої мідної пластини та пластини FR-4, яка використовується для навколишньої начинки, товщина не може бути повністю однаковою. Якщо для ламінування використовується звичайний метод ламінування, то на ламінуванні легко утворюються білі плями, розшарування та інші дефекти, а ламінування утруднене. . Щоб зменшити труднощі пресування надтовстого мідного шару та забезпечити точність розмірів, було випробувано та перевірено використання цілісної конструкції прес-форми. Верхній і нижній шаблони форми виготовлені зі сталевих форм, а силіконова подушка використовується як проміжний буферний шар. Такі параметри процесу, як температура, тиск і час витримки тиску, досягають ефекту ламінування, а також вирішують технічні проблеми білих плям і відшарування ультратовстого мідного ламінування, а також відповідають вимогам до ламінування надтовстих мідних друкованих плат.

(1) Метод ламінування друкованих плат із надтовстої міді.

Рівень укладання продукту в надтовсту мідну ламінатну форму показаний на малюнку 5. Через низьку плинність нетекучої PP смоли, якщо використовується звичайний облицювальний матеріал крафт-папір, лист ПП не може бути рівномірно спресований, що призводить до таких дефектів, як білі плями та відшарування після ламінування. У процесі ламінування необхідно використовувати товсті мідні друковані плати. Як основний буферний шар, силікагелевий шар відіграє роль у рівномірному розподілі тиску під час пресування. Крім того, щоб вирішити проблему пресування, параметр тиску в ламінаторі було відрегульовано з 2.1 МПа (22 кг/см²) до 2.94 МПа (30 кг/см²), а температуру налаштували на найкращу температуру плавлення відповідно до характеристики ПП листа 170°С.

(2) Параметри ламінування ультратовстої мідної друкованої плати наведені в таблиці 3.

(3) Ефект ламінування надтовстої мідної друкованої плати.

Після випробування відповідно до розділу 4.8.5.8.2 GJB362B-2009 не повинно бути пухирів і відшарування, які перевищують розділ 3.5.1.2.3 (підповерхневі дефекти), дозволених під час випробування друкованої плати згідно з 4.8.2. Зразок друкованої плати відповідає вимогам 3.5.1 до зовнішнього вигляду та розміру, має мікророзріз та перевірку згідно з 4.8.3, що відповідає вимогам 3.5.2. Ефект нарізки показаний на малюнку 6. Судячи зі стану зрізу ламінування, лінія повністю заповнена і немає бульбашок з мікрощілинами.

2.4 Технологія керування потоком клею з надтовстої міді друкованої плати

На відміну від загальної обробки друкованої плати, її форма та отвори для підключення пристрою були завершені до ламінування. Якщо течія клею серйозна, це вплине на округлість і розмір з’єднання, а зовнішній вигляд і використання не будуть відповідати вимогам; цей процес також був апробований при розробці процесу. Маршрут процесу фрезерування форми після пресування, але вимоги до пізнішого фрезерування форми суворо контролюються, особливо для обробки внутрішніх товстих мідних з’єднувальних деталей, контроль точності глибини дуже суворий, а швидкість проходження надзвичайно низька.

Вибір відповідних сполучних матеріалів та проектування розумної конструкції пристрою є однією з труднощів дослідження. Щоб вирішити проблему появи розливу клею, викликаного звичайними препрегами після ламінування, використовуються препреги з низькою плинністю (Переваги: ​​SP120N). Клейовий матеріал має характеристики низької плинності смоли, гнучкості, відмінної термостійкості та електричних властивостей, а відповідно до характеристик переливу клею збільшується контур препрегу в певному положенні, а контур конкретної форми обробляється. шляхом вирізання та малювання. При цьому реалізується процес спочатку формування, а потім пресування, і форма формується після пресування, без необхідності повторного фрезерування з ЧПУ. Це вирішує проблему потоку клею після ламінування друкованої плати та гарантує відсутність клею на з’єднувальній поверхні після ламінування надтовстої мідної пластини та щільного тиску.

3. Готовий ефект ультратовстої мідної друкованої плати

3.1 Специфікації виробу для друкованих плат із надтовстої міді

Таблиця параметрів специфікації продукту з надтовстої міді друкованої плати 4 і ефект готового продукту показані на малюнку 7.

3.2 Витримка напруги

Полюси в зразку надтовстої мідної друкованої плати були перевірені на витримку напруги. Випробувальна напруга становила 1000 В змінного струму, і через 1 хвилину не було жодного удару або спалаху.

3.3 Випробування високого струму на підвищення температури

Спроектуйте відповідну з’єднувальну мідну пластину для послідовного з’єднання кожного полюса зразка надтовстої мідної друкованої плати, під’єднайте її до генератора високого струму та перевірте окремо відповідно до відповідного випробувального струму. Результати випробувань наведені в таблиці 5:

З огляду на підвищення температури в таблиці 5, загальне підвищення температури надтовстої мідної друкованої плати є відносно низьким, що може задовольнити фактичні вимоги до використання (загалом вимоги до підвищення температури нижче 30 К). Підвищення температури надтовстої мідної друкованої плати з високим струмом пов’язане з її структурою, а підвищення температури різних товстих мідних структур матиме певні відмінності.

3.4 Термічний напружений тест

Вимоги до термічного напруженого тесту: після термічного випробування зразка відповідно до Загальних специфікацій GJB362B-2009 для твердих друкованих плат, візуальний огляд показує, що немає дефектів, таких як розшарування, пухирі, викривлення колодки та білі плями.

Після того, як зовнішній вигляд і розмір зразка друкованої плати відповідають вимогам, його слід розрізати. Оскільки внутрішній шар міді цього зразка занадто товстий для металографічного розрізу, зразок піддають випробуванню на термічні навантаження при 287 ℃ ± 6 ℃, і лише його зовнішній вигляд перевіряють візуально.

Результат тесту: відсутність розшарування, пухирів, викривлення колодок, білих плям та інших дефектів.

4. резюме

У цій статті наведено спосіб виготовлення багатошарової друкованої плати з надтовстої міді. Завдяки технологічним інноваціям та вдосконаленню процесу він ефективно вирішує поточну межу товщини міді надтовстої мідної багатошарової друкованої плати та долає загальні технічні проблеми обробки наступним чином:

(1) Технологія внутрішнього ламінування ультратовстої міді: вона ефективно вирішує проблему вибору ультратовстого мідного матеріалу. Використання попередньої фрезерної обробки не вимагає травлення, що ефективно дозволяє уникнути технічних проблем травлення товстої міді; Технологія наповнення FR-4 забезпечує тиск внутрішнього шару. Близька герметичність та проблеми із ізоляцією;

(2) Технологія ламінування ультратовстої мідної друкованої плати: ефективно вирішила проблему білих плям і розшарування в ламінуванні, а також знайшла новий метод пресування та рішення;

(3) Технологія керування потоком клею надтовстої мідної друкованої плати: вона ефективно вирішує проблему потоку клею після пресування та забезпечує виконання форми попереднього фрезерування, а потім пресування.