I produksjonsprosessen av flerlags trykte kretskort er lamineringsteknologi en av kjernekoblingene. Den kombinerer tett flerlags indre underlag med prepreg gjennom høy temperatur og høyt trykk, og danner en strukturelt stabil og pålitelig flerlagsplate. Kvaliteten på lamineringsprosessen bestemmer direkte den mekaniske styrken, isolasjonsytelsen og kretsledningsevnen til flerlagsplaten. Når det først oppstår problemer, fører det ikke bare til skraping av brettet, men kan også påvirke sikker drift av påfølgende elektroniske enheter. På grunn av faktorer som materialegenskaper, prosessparametere og driftsmiljø, oppstår det imidlertid uunngåelig forskjellige problemer under lamineringsprosessen. Å forstå manifestasjonene og årsakene til disse vanlige problemene, og å mestre tilsvarende responsstrategier, er nøkkelen til å sikre kvaliteten på fler-plateproduksjon.
1, kjernemålene og vanlige problemkategoriene for flerlagsplatelamineringsprosessen
Kjernemålet med flerlagsplatelaminering er å oppnå en tett binding av "ingen hull, ingen bobler og ingen forskyvning" mellom hvert lag med materiale: harpiksen i prepreg-en må smeltes fullstendig og flyte, fylle hullene mellom det indre substratet og det forsterkende materialet, samtidig som luft mellom lag elimineres; Etter avkjøling og størkning må flerlagsstrukturen holdes flat, med presis justering av hvert lag og ingen defekter som delaminering eller vridning.
Fra den faktiske produksjonssituasjonen fokuserer vanlige lamineringsproblemer hovedsakelig på fire dimensjoner: problemer med binding mellom lag (som delaminering og bobler), problemer med utseende og flathet (som forvrengning og innrykk), problemer med innrettingsnøyaktighet (som mellomlagsforskyvning) og problemer med harpiksfordeling (som for eksempel utilstrekkelig eller overdreven harpiks). Disse problemene kan virke forskjellige i utseende, men faktisk er de nært knyttet til prosessparameterkontroll, materialforbehandling og driftsstandarder.
2, Fire vanlige problemer i flerlagsplatelamineringsprosessen: manifestasjoner, årsaker og mestringsstrategier
1. Mellomlagsbobler: Det er et "luftlag" mellom lagene, som påvirker isolasjonen og bindestyrken
Problemmanifestasjon: Små bobler kan sees på-tverrsnittet eller overflaten av den laminerte flerlagsplaten, og noen bobler kan utvide seg under påfølgende behandling eller bruk, noe som fører til separasjon mellom lag; I alvorlige tilfeller kan bobler skade isolasjonen mellom kretser og utgjøre en risiko for elektrisk lekkasje.
Hovedårsaker: ① Feil oppbevaring av prepreg absorberer fuktighet fra luften, noe som fører til at fuktigheten fordamper og danner bobler under laminering; ② Det er forurensninger som oljeflekker og støv på overflaten av det indre substratet, som hindrer bindingen mellom harpiksen og substratet og danner luftrester; ③ Lamineringsoppvarmingshastigheten er for høy, noe som får harpiksen i prepreg til å smelte og flyte raskere enn luftutslippshastigheten, noe som resulterer i luft fanget mellom lagene; ④ Harpiksinnholdet i prepreg er utilstrekkelig til å fylle mellomlagshullene og etterlater hull.
Responsstrategi:
Materialforbehandling: Prepreg bør lagres i et tørt og forseglet miljø, og tørkes i henhold til kravene før bruk for å fjerne fuktighet; Det indre underlaget må rengjøres (som ultralydrensing) før laminering for å sikre at overflaten er fri for olje og støv, og den bør tørkes før den går inn i lamineringsprosessen.
Prosessparameteroptimalisering: Reduser oppvarmingshastigheten moderat og oppretthold en viss tid i løpet av stadiet når harpiksen begynner å smelte (lavtemperatursone), slik at mellomlagsluften kan slippes helt ut; Samtidig kontrollerer du den stigende rytmen til lamineringstrykket, øker trykket gradvis under oppvarmingsprosessen, og hjelper til med utslipp av luft og strømmen av harpiks.
Materialinspeksjon: Kontroller harpiksinnholdet og flytbarheten til prepreg før bruk for å unngå bruk av prepreg med utilstrekkelig harpiksinnhold eller aldring.
2. Lagdeling mellom lag: Flerlagsstrukturen "løsner", noe som resulterer i en betydelig reduksjon i mekanisk styrke
Problemmanifestasjon: Når laminerte flerlagsplater utsettes for ytre støt eller påfølgende bearbeiding (som boring), oppstår separasjon mellom lag; Når du bøyer brettet for hånd, kan du tydelig føle "løsheten" mellom lagene, og i alvorlige tilfeller kan du til og med direkte se mellomlagene.
Hovedårsaker: ① Ufullstendig herding av prepreg-harpiks og utilstrekkelig bindekraft mellom lag; ② Lamineringstemperaturen er for lav eller isolasjonstiden er utilstrekkelig, noe som resulterer i utilstrekkelig kryss-tilknytning og herding av harpiksen; ③ Overflateruheten til det indre substratet er utilstrekkelig, og harpiksen kan ikke danne en "forankrings"-struktur, noe som resulterer i svak vedheft; ④ Utilstrekkelig lamineringstrykk resulterer i at hvert lag av materiale ikke fester seg tett, og harpiksen kan ikke helt trenge inn i overflaten av underlaget.
Responsstrategi:
Kalibrering av prosessparameter: Juster lamineringstemperaturen og isolasjonstiden basert på herdeegenskapene til prepreg for å sikre fullstendig herding av harpiksen ved høye temperaturer (herdegraden kan verifiseres gjennom eksperimenter for å unngå lave temperaturer eller kort isolasjon); Øk samtidig lamineringstrykket på passende måte for å sikre nær kontakt mellom materialene i hvert lag og fremme tilstrekkelig binding mellom harpiksen og underlaget.
Underlagsoverflatebehandling: Under produksjonsprosessen av det indre substratet er det nødvendig å sikre at overflaten har passende ruhet (som dannelse av mikrokonkave strukturer gjennom kjemisk behandling) for å forbedre adhesjonen mellom harpiksen og substratet; Unngå for glatte underlagsoverflater eller tilstedeværelse av oksidlag.
Etterherdingsbehandling: Etter laminering og avkjøling kan "postherding"-behandling utføres i henhold til behovene (dvs. lav-temperaturoppvarming og isolasjon igjen) for ytterligere å forbedre herdegraden til harpiksen og øke bindestyrken mellom lag.
3. Brettvridning: Den generelle "bøyedeformasjonen" av flerlagsplater påvirker etterfølgende montering
Problemmanifestasjon: Etter laminering og avkjøling opprettholder ikke flerlagsplaten lenger flathet og viser ensrettet eller toveis bøyning (som "bue" eller "sal"-form); Når vridningen er alvorlig, kan ikke platen passe de påfølgende monteringsfestene, noe som resulterer i feiljustering av komponentsveising eller dårlig kretskontakt.
Hovedårsaker: ① De termiske ekspansjonskoeffisientene til hvert lag av materiale er ikke samsvarende, og krympehastigheten til forskjellige lag varierer sterkt under kjøleprosessen, noe som resulterer i indre spenninger og vridninger (som den betydelige forskjellen i termiske ekspansjonskoeffisienter mellom det indre substratet og prepreg); ② Lamineringsavkjølingshastigheten er for høy, materialet krymper ujevnt, og den indre spenningen kan ikke frigjøres; ③ Under laminering er trykkfordelingen ujevn, med lokalt trykk for høyt eller for lavt, noe som resulterer i inkonsekvent krymping av hvert lag.
Responsstrategi:
Materialtilpasning: Velg indre underlag og forhåndsimpregnerte materialer med lignende termiske ekspansjonskoeffisienter for å redusere forskjellen i kjølekrymping fra kilden; Hvis materialer med ulike egenskaper må brukes, kan den indre spenningen balanseres ved å justere tykkelsesforholdet til hvert lag.
Kontroll av kjølehastighet: Etter at lamineringen er fullført, brukes en "trinnskjøling"-metode for sakte å redusere temperaturen (som for eksempel å først holde lamineringsutstyret varmt i en periode, og deretter gradvis avkjøle til romtemperatur), noe som gir materialet nok tid til å frigjøre indre stress og unngå vridning forårsaket av rask avkjøling.
Trykk- og verktøyoptimalisering: Kontroller trykkfordelingen til lamineringsutstyret for å sikre at overflaten på trykkplaten er flat og trykket er jevnt; Om nødvendig, bruk "motvekter" eller spesialiserte inventar for å fikse brettet under kjøleprosessen og begrense deformasjon.
4. Mellomlagsforskyvning: Flerlags indre substrat "feiljustering", kretstilkoblingsfeil
Problemmanifestasjon: Etter laminering overskrider innrettingsavviket til kretsmønstrene på hvert indre substratlag det tillatte området, noe som fører til at hullene (for eksempel ledende hull) som skal være ledende blir feiljustert med kretsmønstrene, noe som gjør det umulig å oppnå mellomlagskretsforbindelser; I alvorlige tilfeller kan forskyvningskretsen kortslutte med det tilstøtende lagets ledninger.
Hovedårsaker: ① Plasseringsmerkene til det indre underlaget er uskarpe eller skadet før laminering, noe som resulterer i innrettingsfeil under stabling; ② Under lamineringsprosessen er trykket på brettet ujevnt, eller den lokale ekspansjonshastigheten til materialet er forskjellig når det varmes opp, noe som resulterer i forskyvning av det indre substratet; ③ Under stablingsoperasjonen justerte operatøren manuelt avviket og korrigerte det ikke i tide.
Responsstrategi:
Optimalisering av posisjoneringsmerker: Under produksjonen av det indre underlaget, sørg for at posisjoneringsmerkene (som referansehull og justeringslinjer) er klare, komplette og plassert på lett gjenkjennelige posisjoner på kanten av brettet; Sjekk markeringene før laminering og fjern underlag med uskarpe markeringer.
Stable- og lamineringskontroll: bruk av automatisert stableutstyr i stedet for manuell betjening for å forbedre innrettingsnøyaktigheten; Kontroller oppvarmingshastigheten under laminering for å unngå ujevn materialutvidelse forårsaket av plutselig lokal temperaturøkning; Sørg samtidig for jevnt trykk på trykkplaten og reduser muligheten for substratforskyvning.
Avviksdeteksjon og korrigering: etter laminering kontrollerer du justeringen mellom lagene gjennom røntgendeteksjonsutstyr. Hvis det oppdages et lite avvik, juster boreposisjonen i etterfølgende behandling (innenfor det tillatte avviksområdet); Hvis avviket er alvorlig, analyser årsaken i tide og juster prosessen for å unngå batchproblemer.
3, Forebyggende kontroll av lamineringsprosessen for flerlags-plater: viktigere kvalitetssikring enn respons
Faktisk er svaret på problemet med laminering bedre enn "forebygging på forhånd". I tillegg til målrettede strategier for spesifikke problemer, kan etablering av et forebyggende kontrollsystem gjennom hele prosessen fundamentalt redusere sannsynligheten for at problem oppstår
Håndtering av hele syklusen av materialer: Forimpregnerte materialer og indre underlag må lagres etter behov (tørr, konstant temperatur), og materialstatusen (som harpiksflytbarheten til forhåndsimpregnerte materialer og overflaterenheten til underlag) bør kontrolleres regelmessig for å unngå bruk av utgåtte eller forringede materialer;
Standardisering av prosessparametere: Utvikle klare lamineringsparametere (temperatur, trykk, oppvarmingshastighet, isolasjonstid) for flerlagsplater med forskjellige spesifikasjoner, og kalibrer regelmessig utstyr (som temperatursensorer og trykkinstrumenter) for å sikre nøyaktig parameterutførelse;
Miljøkontroll: Lamineringsverkstedet må opprettholde konstant temperatur og fuktighet (vanligvis 20-25 grader, 40% -60% fuktighet) for å unngå svingninger i miljøtemperatur og fuktighet som påvirker materialegenskaper og prosessstabilitet; Sørg samtidig for støvforebygging i verkstedet og reduser støvforurensning i luften;
Driftsstandarder for personell: Operatører må gjennomgå profesjonell opplæring, være kjent med materialegenskaper og prosesskrav, og unngå problemer forårsaket av feil drift (som ujevn kraft under stabling og ufullstendig rengjøring).