вполе друкованої плативиробництво, електронні продукти постійно розвиваються в напрямку мініатюризації та високої продуктивності, і застосування багато-шарових друкованих плат стає все більш поширеним. 16шарова друкована плата широко використовується в багатьох-галузях високого класу, таких як зв’язок, комп’ютер, авіакосмічна промисловість тощо, завдяки своїй здатності задовольняти потреби складного дизайну схем. Процес ламінування, як основна ланка в процесі виробництва багато-шарових друкованих плат, відіграє вирішальну роль у якості та продуктивності друкованих плат. Серед них точний контроль температурної кривої ламінування є надзвичайно важливим, оскільки він безпосередньо впливає на ключові показники, такі як міцність міжшарового з’єднання, стабільність розмірів та електричні характеристики.
Огляд процесу ламінування 16-шарової друкованої плати
Ламінування 16-шарової друкованої плати передбачає укладання 16 шарів ретельно оброблених внутрішніх плат, напівзатверділих листів і зовнішньої мідної фольги в певному порядку. Потім, в умовах високої температури та високого тиску, смола в напівзатверділих листах повністю розтікається та твердне, тим самим щільно з’єднуючи шари в одне ціле. Цей процес може здатися простим, але насправді він включає складні знання з багатьох дисциплін, таких як матеріалознавство, термодинаміка та механіка рідини. Будь-яке відхилення в будь-якій ланці може призвести до серйозних проблем з якістю, таких як розшарування, викривлення та пустоти в друкованій платі.
Вплив характеристик ламінованого матеріалу на температурну криву
У ламінуванні 16-шарової друкованої плати використовувані матеріали в основному включають матеріали внутрішньої підкладки, напівзатверділі листи та мідну фольгу. Різні матеріали мають різні коефіцієнти теплового розширення, температури склування та характеристики затвердіння смоли, які визначають температурну криву, яку необхідно узгодити під час процесу ламінування.
Для внутрішнього матеріалу підкладки часто використовуються матеріали на основі епоксидної смоли, такі як FR-4, і його коефіцієнт теплового розширення змінюється в різних напрямках. Під час процесу нагрівання, якщо температура змінюється занадто швидко або нерівномірно, це може спричинити значне теплове навантаження на внутрішню підкладку, що призведе до деформації або навіть руйнування контуру. Як проміжний сполучний матеріал, смола напівзатверділого листа починає розм’якшуватися та розтікатися в певному температурному діапазоні, а також піддається реакціям зшивання та затвердіння при високих температурах. Мідна фольга має хорошу електро- та теплопровідність, але вона також може зазнавати теплового розширення та звуження під час зміни температури, а її коефіцієнт теплового розширення не відповідає коефіцієнту теплового розширення матеріалу підкладки, що може легко призвести до концентрації напруги на міжшаровій межі.
Наприклад, коли температурний діапазон затвердіння смоли в напівзатверділій плівці є вузьким, необхідно точно контролювати швидкість нагрівання та час ізоляції в конструкції температурної кривої ламінування, щоб забезпечити повне затвердіння смоли у відповідному температурному діапазоні, уникаючи при цьому проблеми неповного або надмірного затвердіння через високу або низьку температуру.
Ключові етапи температурної кривої для ламінування 16 шарової друкованої плати
Стадія нагрівання: Починаючи з кімнатної температури, поступово підвищуючи температуру. Основна мета цього етапу полягає в тому, щоб змусити смолу в напівзатверділому листі розм’якшитися та мати певний ступінь текучості, щоб вона могла заповнити невеликі проміжки між кожним шаром під наступним тиском. Контроль швидкості нагрівання має вирішальне значення, і зазвичай рекомендується контролювати її на рівні 1,5-2 градуси/хв. Якщо швидкість нагрівання надто висока, усередині матеріалу виникне значне теплове напруження через великий температурний градієнт, що може спричинити деформацію внутрішнього контуру, відрив мідної фольги від підкладки та інші проблеми; Якщо швидкість нагрівання занадто повільна, це подовжить виробничий цикл і знизить ефективність виробництва.
Стадія ізоляції: коли температура піднімається до максимального температурного діапазону реакції затвердіння напівзатверділої смоли, необхідно підтримувати постійну температуру протягом певного періоду часу, зазвичай 60-90 хвилин. На цьому етапі смола зазнає -реакцій перехресного зв’язування та затвердіння, утворюючи тривимірну сітчасту структуру, яка міцно з’єднує матеріали кожного шару. Точність температури ізоляції безпосередньо впливає на ступінь затвердіння та міцність склеювання смоли. Якщо температура надто висока, смола може надмірно затвердіти, в результаті чого матеріал стане крихким і механічні властивості погіршаться; Низька температура, неповне затвердіння, недостатнє міжшарове склеювання та легке виникнення розшарування. Для 16-шарової друкованої плати через велику кількість шарів теплопередача та розподіл є відносно складними. Ще важливіше забезпечити рівномірність температури по всій плиті на етапі ізоляції, щоб забезпечити послідовний ефект затвердіння для кожного шару.
Етап охолодження: після завершення ізоляції температуру необхідно поступово знизити, щоб ламінована плита охолола та затверділа. Швидкість охолодження також потребує суворого контролю, як правило, 2-3 градуси за хвилину. Надмірна швидкість охолодження може спричинити значну усадку всередині ламінованої плати, що призведе до викривлення та деформації друкованої плати, а у важких випадках навіть до поломки схеми. Якщо охолодження відбувається надто повільно, це вплине на ефективність виробництва. Під час процесу охолодження також слід приділяти увагу стабільності температури та вологості навколишнього середовища, щоб уникнути негативного впливу на якість ламінованих плит, викликаного змінами зовнішніх умов.