Ifelt for trykte kretskortproduksjon, elektroniske produkter utvikler seg stadig mot miniatyrisering og høy ytelse, og bruken av flerlags trykte kretskort blir stadig mer utbredt. Lamineringsprosessen, som kjerneleddet i produksjonsprosessen for flerlags trykte kretskort, spiller en avgjørende rolle for kvaliteten og ytelsen til det trykte kretskortet. Blant dem er presis kontroll av lamineringstemperaturkurven av største betydning, siden den direkte påvirker nøkkelindikatorer som bindestyrke mellom lag, dimensjonsstabilitet og elektrisk ytelse.
Oversikt over 16-lags lamineringsprosess for trykte kretskort
Lamineringen av et 16-lags trykt kretskort innebærer stabling av 16 lag med nøye bearbeidede indre kretskort, halvherdede ark og ytre kobberfolier i en bestemt stablingsrekkefølge. Deretter, under forhold med høy temperatur og høyt trykk, blir harpiksen i de halvherdede arkene fullflytet og herdet, og binder derved lagene tett til en helhet. Denne prosessen kan virke enkel, men den involverer faktisk kompleks kunnskap fra flere disipliner som materialvitenskap, termodynamikk og fluidmekanikk. Ethvert avvik i en kobling kan føre til alvorlige kvalitetsproblemer som delaminering, vridning og tomrom i kretskortet.
Påvirkningen av laminerte materialegenskaper på temperaturkurven
I 16-lags trykt kretskortlaminering inkluderer materialene som brukes hovedsakelig indre substratmaterialer, halvherdede ark og kobberfolier. Ulike materialer har forskjellige koeffisienter for termisk ekspansjon, glassovergangstemperaturer og harpiksherdeegenskaper, som bestemmer temperaturkurven som må matches under lamineringsprosessen.
Det indre substratmaterialet bruker ofte epoksyharpiksbaserte materialer som FR-4, og dets termiske ekspansjonskoeffisient varierer i forskjellige retninger. Under oppvarmingsprosessen, hvis temperaturen endres for raskt eller ujevnt, kan det forårsake betydelig termisk stress på det indre underlaget, noe som fører til deformasjon eller til og med brudd i kretsen. Som et bindemateriale mellom lag begynner harpiksen til et halvherdet ark å myke og flyte innenfor et spesifikt temperaturområde, og gjennomgår tverrbindings- og herdereaksjoner ved høye temperaturer. Kobberfolie har god elektrisk og termisk ledningsevne, men den kan også oppleve termisk ekspansjon og sammentrekning under temperaturendringer, og dens termiske ekspansjonskoeffisient stemmer ikke overens med substratmaterialet, noe som lett kan føre til spenningskonsentrasjon ved mellomlagsgrensesnittet.
For eksempel, når herdetemperaturområdet til harpiksen i den halvherdede filmen er smalt, er det nødvendig å nøyaktig kontrollere oppvarmingshastigheten og isolasjonstiden i utformingen av lamineringstemperaturkurven for å sikre at harpiksen er fullstendig herdet innenfor passende temperaturområde, samtidig som man unngår problemet med ufullstendig eller overdreven herding på grunn av høy eller lav temperatur.
Viktige stadier av temperaturkurven for laminering av 16-lags trykte kretskort
Oppvarmingstrinn: Starter fra romtemperatur, øker temperaturen gradvis. Hovedformålet med dette trinnet er å gjøre harpiksen i det halvherdede arket mykne og ha en viss grad av flyt, slik at det kan fylle de små hullene mellom hvert lag under påfølgende trykk. Kontrollen av oppvarmingshastigheten er avgjørende, og det anbefales generelt å kontrollere den ved 1,5-2 grader /min. Hvis oppvarmingshastigheten er for høy, vil betydelig termisk spenning genereres inne i materialet på grunn av en stor temperaturgradient, noe som kan forårsake deformasjon av den indre kretsen, separasjon av kobberfolie fra underlaget og andre problemer; Hvis oppvarmingshastigheten er for langsom, vil det forlenge produksjonssyklusen og redusere produksjonseffektiviteten.
Isolasjonstrinn: Når temperaturen stiger til topptemperaturområdet for herdereaksjonen til den halvherdede harpiksen, er det nødvendig å opprettholde en konstant temperatur i en periode, vanligvis 60-90 minutter. På dette stadiet gjennomgår harpiksen kryss-bindings- og herdningsreaksjoner, og danner en tredimensjonal nettverksstruktur som binder materialene i hvert lag godt sammen. Nøyaktigheten av isolasjonstemperaturen påvirker direkte herdegraden og bindestyrken til harpiks. Hvis temperaturen er for høy, kan harpiksen stivne for mye, noe som fører til at materialet blir sprøtt og de mekaniske egenskapene reduseres; Lav temperatur, ufullstendig herding, utilstrekkelig binding mellom lag og lett forekomst av delaminering. For et 16-lags trykt kretskort, på grunn av det store antallet lag, er varmeoverføring og distribusjon relativt komplisert. Det er enda viktigere å sikre jevn temperatur gjennom hele platen under isolasjonsfasen for å sikre konsistent herdeeffekt for hvert lag.
Avkjølingsstadiet: Etter at isolasjonen er fullført, må temperaturen gradvis senkes for å la den laminerte platen avkjøles og stivne. Avkjølingshastigheten må også kontrolleres strengt, vanligvis ved 2-3 grader/minutt. For høy kjølehastighet kan forårsake betydelig krympespenning inne i det laminerte kortet, noe som kan føre til vridning og deformasjon av kretskortet, og i alvorlige tilfeller til og med forårsake kretsbrudd. Hvis avkjølingen går for sakte, vil det påvirke produksjonseffektiviteten. Under kjøleprosessen bør det også tas hensyn til stabiliteten til miljøtemperatur og fuktighet for å unngå negative effekter på kvaliteten på laminerte plater forårsaket av endringer i ytre forhold.