Piirilevy kantaa ydinkomponenttina vastuun signaalinsiirrosta ja sähköliitännöistä. Kun elektroniikkatuotteet ovat siirtymässä kohti miniatyrisointia ja korkeaa suorituskykyä, monikerroksisten piirilevyjen käyttö on yleistymässä, ja piirilevyjen laminointiprosessista on tullut avaintekijä monikerrospiirilevyjen laadun ja suorituskyvyn määrittämisessä.
Piirilevyn puristuksen periaate
Piirilevyjen laminointi on yksinkertaisesti sanottuna prosessi, jossa useita kerroksia kuparikalvoa, puolikovetettuja levyjä ja eristysmateriaaleja liitetään tiukasti täydelliseksi piirilevyrakenteeksi tiettyjen tekniikoiden avulla. Niistä puolikovettuneella levyllä on erittäin tärkeä rooli, ja se koostuu pääasiassa epoksihartsista ja lasikuidusta. Puolikovettuneen levyn epoksihartsi pehmenee ja virtaa asteittain puristusprosessin aikana korkeassa-lämpötilassa ja korkeassa-paineessa. Nämä pehmennetyt hartsit voivat täyttää materiaalikerrosten väliset pienet raot muodostaen yhtenäisen sidoskerroksen. Samanaikaisesti epoksihartsimolekyylien suuret molekyyliketjut kietoutuvat toisiinsa ja kietoutuvat kuparikalvon ja muiden eristysmateriaalien pinnalla olevien molekyylien kanssa diffuusion ja läpäisyn kautta. Jäähtymisen jälkeen ne sitovat materiaalikerrokset tiukasti yhteen kemiallisen sidoksen avulla ja muodostavat näin vakaan ja luotettavan monikerroksisen piirilevyrakenteen.
Yksityiskohtainen kuvaus puristusprosessista
Materiaalin valmisteluvaihe
Sydänlevy: Sydänlevy tukee mekaanista{0}}kerrospiirilevyä ja on koko rakenteen perusta. Se on yleensä erikoiskäsitelty eristyslevy, ja sen laatu ja suorituskyky vaikuttavat suoraan lopullisen piirilevyn vakauteen. Sydänlevyä valmistettaessa on varmistettava, että sen mittatarkkuus täyttää suunnitteluvaatimukset, pinta on tasainen ja virheetön, jotta varmistetaan myöhempien puristusprosessien sujuva eteneminen.
PP-materiaali: PP-materiaalin laatu on tärkeä eri kerroksia yhdistävä avainmateriaali. Hartsipitoisuudessa, lasikuitukankaan kudontamenetelmässä ja muissa näkökohdissa on eroja PP-levyjen eri tyyppien ja eritelmien välillä, mikä voi vaikuttaa niiden juoksevuuteen, sidoslujuuteen ja lopullisen piirilevyn eristyskykyyn puristusprosessin aikana. Siksi on tarpeen valita tarkasti sopiva PP-materiaali tiettyjen piirilevyjen suunnitteluvaatimusten mukaisesti.
Kuparifolio: Kuparifolio, jota käytetään muodostamaan ulkoisia piirejä, joilla on oltava hyvä johtavuus ja vakaus. Valmistelun aikana on varmistettava, että kuparikalvon paksuus on tasainen ja pinnassa ei ole vikoja, kuten hapettumista ja naarmuja, muuten se voi johtaa piirin huonoon johtavuuteen tai oikosulkuihin.
Pinoamis- ja asemointiprosessi
Tämä vaihe edellyttää suunnitteluvaatimusten tiukkaa noudattamista, sisemmän ydinlevyn, PP-materiaalin ja ulomman kuparikalvon pinoamista peräkkäin. Mikä tahansa materiaalikerroksen virheellinen sijoitusjärjestys tai sijainnin poikkeama voi aiheuttaa piirilevyn sähköisiä toimintahäiriöitä. Kerrosten välisen tarkan kohdistuksen varmistamiseksi sijoittelussa käytetään yleensä menetelmiä, kuten kuumasulate tai niittaus. Kuumasulatusasemointi on lämmityksen käyttöä tiettyjen asemointimateriaalien sulattamiseen, jolloin jokainen materiaalikerros kiinnitetään oikeaan asentoon; Niittaus on mekaaninen menetelmä, joka käyttää niittejä ja muita liittimiä jokaisen kerroksen alustavaan kiinnittämiseen varmistaen, että jokainen kerros ei syrjäydy myöhemmän puristusprosessin aikana.
Laminointi ja lämmitysprosessi
Pinotut levyt sijoitetaan ammattimaiseen laminointikoneeseen. Laminointikoneessa asetetaan erityiset korkean lämpötilan ja korkean paineen olosuhteet edistämään hartsin pehmenemistä ja virtausta PP-levyssä. Lämpötilan nousu voi kiihdyttää hartsimolekyylien toimintaa, parantaa niiden juoksevuutta ja täyttää paremmin ydinlevyjen väliset raot; Paineen käyttö varmistaa, että jokaisen kerroksen materiaalit tarttuvat tiukasti kiinni, poistaen ilmaa ja epäpuhtauksia kerrosten välistä, edistäen hartsin tasaista jakautumista kerrosten välillä ja saavuttaen kerrosten välisen tiiviin sidoksen. Tarkka lämpötilan ja paineen hallinta on erityisen tärkeää tässä prosessissa, mikä edellyttää tarkkaa asetusta ja reaaliaikaista-seurantaa käytettyjen materiaalien ominaisuuksien ja piirilevyn suunnitteluvaatimusten perusteella.
Jäähdytys- ja jähmettymisvaihe
Kun puristus on valmis, levy tulee jäähdyttää välittömästi huoneenlämpötilaan. Jäähdytysprosessin aikana pehmentynyt virtaava hartsi jähmettyy vähitellen muodostaen vakaan monikerroksisen rakenteen. Tässä vaiheessa on välttämätöntä valvoa tarkasti jäähdytysnopeutta, lämpötilaa ja painetta. Jos jäähdytysnopeus on liian nopea, se voi aiheuttaa kunkin materiaalikerroksen epäjohdonmukaista kutistumista, mikä johtaa piirilevyn vääntymiseen ja muodonmuutokseen; Väärä paineensäätö jäähdytysprosessin aikana voi myös vaikuttaa kerrosten väliseen sidoslujuuteen ja jopa aiheuttaa delaminaatiota. Siksi käytetään yleensä hidasta jäähdytysmenetelmää, ja tietty määrä painetta käytetään jatkuvasti jäähdytysprosessin aikana piirilevyn laadun varmistamiseksi.
Jälkikäsittelymenettely
Testaus: Jäähdytyksen ja kovetuksen jälkeen piirilevylle on ensin suoritettava kattava testaus. Mittatestauksella varmistetaan, vastaavatko piirilevyn ulkomitat suunnittelustandardit; Piirikytkentätestauksessa käytetään ammattimaisia testauslaitteita, joilla tarkistetaan, ovatko piirin kunkin kerroksen väliset liitännät oikeat ja onko johtavuus hyvä, jotta vältetään sähköiset viat, kuten avoimet virtapiirit ja oikosulut; Ulkonäkötarkastuksessa tarkistetaan pääasiassa, onko piirilevyn pinnassa vikoja, kuplia, delaminaatiota ja muita ongelmia piirilevyn ulkonäön laadun varmistamiseksi.
Leikkaaminen: Leikkaa ja kiillota tarkastuksen läpäissyt piirilevy, poista purseet, ylimääräiset materiaalit jne., joita voi esiintyä puristusprosessin aikana, varmista lisäksi, että piirilevyn koko vastaa tarkasti suunnitteluvaatimuksia ja tee piirilevyn reunat tasaisemmiksi ja sileämmiksi myöhempää asennusta ja käyttöä varten.
Piirilevyn puristuksen merkitys
Paranna rakenteellista lujuutta ja vakautta
Korkean-lämpötilan ja korkean{1}}paineen puristusteknologian ansiosta monikerroksisen piirilevyn jokaisen kerroksen materiaalit liitetään tiiviisti yhteen, mikä parantaa merkittävästi yleistä mekaanista lujuutta ja vakautta. Tämä vahvistettu rakenne voi tehokkaasti estää piirilevyn vääntymisen ja muodonmuutoksia myöhemmän kokoonpanon, kuljetuksen ja käytön aikana, mikä varmistaa, että piirilevy toimii luotettavasti erilaisissa monimutkaisissa ympäristöissä ja antaa vankan takuun elektronisten laitteiden pitkäaikaisesta vakaasta toiminnasta. Joillekin elektroniikkatuotteille, joiden on kestettävä kovia olosuhteita, kuten tärinää ja iskuja, kuten autoelektroniikassa, ilmailulaitteissa jne., hyvä piirilevyn liitoslaatu on vieläkin tärkeämpää.
Vaikuttaa sähköiseen suorituskykyyn ja impedanssiominaisuuksiin
Pakkausprosessi määrittää suoraan monikerroksisissa piirilevyissä olevien signaalinsiirtolinjojen geometrisen rakenteen ja ominaisimpedanssin. Tarkka pakkaus voi varmistaa signaalin siirtolinjojen tasaisuuden ja kerrosten välisen etäisyyden yhdenmukaisuuden, mikä varmistaa vakaan ja tehokkaan signaalien siirron kerrosten välillä välttäen ongelmia, kuten signaalin vaimennusta, vääristymistä ja heijastusta. Nykypäivän nopean-signaalinsiirron, kuten 5G-viestinnän,-suorituskykyisen tietojenkäsittelyn ja muiden alojen aikakaudella piirilevyjen sähköisen suorituskyvyn vaatimukset ovat erittäin korkeat. Piirilevyn laminointiprosessin laatu vaikuttaa suoraan koko järjestelmän signaalin eheyteen ja lähetyksen laatuun.
Liittyy lämmönhallintaan ja lämmönpoistokykyyn
Lämmitys on väistämätön ongelma elektronisten laitteiden käytön aikana. Laminointiprosessiin valitut materiaalit ja piirilevyn tiiviys laminoinnin jälkeen vaikuttavat merkittävästi sen lämmönjohtavuuteen. Korkealaatuinen puristustekniikka voi kiinnittää tiukasti jokaisen kerroksen materiaalit muodostaen hyvän lämmönjohtamisreitin varmistaen, että lämpö voidaan siirtää nopeasti ja tehokkaasti lämmityselementistä piirilevyn pintaan ja sitten haihtua lämmönpoistolaitteen läpi. Erityisesti suuritehoisten ja voimakasta lämpöä tuottavien elektronisten laitteiden, kuten palvelinten, tehomoduulien jne. hyvä lämmönhallinta on avainasemassa laitteiden normaalin toiminnan varmistamisessa ja sen käyttöiän pidentämisessä.
Puristusliitoksen laatuun vaikuttavat tekijät
lämpötilan säätö
Lämpötila on yksi puristusprosessin avaintekijöistä. Lämpötila on liian alhainen, eikä puolikovetetussa levyssä oleva hartsi pysty pehmentymään ja virtaamaan riittävästi, mikä johtaa heikosti materiaalikerrosten väliseen sitoutumiseen ja helpon delaminoitumiseen; Jos lämpötila on liian korkea, se voi aiheuttaa hartsin liiallista kovettumista, jopa palamista, mikä ei vain vaikuta sidoslujuuteen, vaan voi myös vahingoittaa materiaaleja, kuten kuparikalvoa, mikä vaikuttaa piirilevyn sähköiseen suorituskykyyn. Siksi puristusprosessin aikana tarvitaan korkea-tarkka lämpötilan säätöjärjestelmä, joka valvoo ja säätää tarkasti puristimen lämpötilaa reaaliajassa ja varmistaa, että se vaihtelee sopivalla alueella.
stressin säätely
Paineen suuruus vaikuttaa suoraan kunkin kerroksen materiaalien väliseen tarttumisasteeseen. Riittämätön paine estää riittävän ilman ja epäpuhtauksien poistamisen kerrosten välillä, mikä vaikeuttaa hartsin tasaista täyttämistä rakoissa, mikä heikentää sidoslujuutta; Liiallinen paine voi johtaa levyn liialliseen puristumiseen, mikä johtaa piirilevyn epätasaiseen paksuuteen ja jopa materiaalirakenteen vaurioitumiseen. Erilaiset piirilevymateriaalit ja suunnitteluvaatimukset edellyttävät sopeutumista erilaisiin paineparametreihin, mikä edellyttää, että puristuslaitteilla on joustavat ja tarkat paineensäätötoiminnot erilaisiin tuotantotarpeisiin.
Ajanhallinta
Puristusaika on myös tärkeä puristuslaatuun vaikuttava tekijä. Aika on liian lyhyt, ja hartsi ei ole täysin valunut ja saanut kemiallista sitoutumista loppuun, mikä johtaa riittämättömään välikerrossidostukseen; Jos aika on liian pitkä, se voi johtaa hartsin vanhenemiseen ja suorituskyvyn heikkenemiseen, mikä voi myös vaikuttaa piirilevyn laatuun. Siksi on tarpeen asettaa tarkasti puristusaika materiaalin erityisominaisuuksien ja puristusprosessivaatimusten perusteella ja toteuttaa se tiukasti automatisoidun ohjausjärjestelmän kautta.
materiaalin laatu
Kuten edellä mainittiin, raaka-aineiden, kuten ydinlevyn, PP-materiaalin ja kuparikalvon laadulla on ratkaiseva rooli laminoinnin laadussa. Mikä tahansa suorituskyvyn poikkeama, riittämätön mittatarkkuus tai minkä tahansa materiaalin viat voivat aiheuttaa ongelmia laminointiprosessin aikana, mikä vaikuttaa lopullisen piirilevyn laatuun ja suorituskykyyn. Siksi raaka-aineita ostettaessa on noudatettava tiukkaa valvontaa, valittava luotettavat toimittajat ja jokainen raaka-aineerä on tarkastettava ja testattava tarkasti.