四川深亚电子科技有限公司
服务热线(周一至周六)
4001-620-602

超厚铜多层PCB制造工艺

  • 发布时间:2020-12-22 08:26:24
  • 浏览量:283
分享:

1.1 叠层结构

本文主要研究的是一款超厚铜三层板,内层铜厚度为1.0 mm,外层铜厚度为0.3 mm,外层最小线宽线距为0.5 mm,叠层结构如图1所示。其中表面层采用的是FR4覆铜板(玻璃纤维环氧树脂覆铜板),厚度为0.3 mm,单面蚀刻处理,粘接层采用的是非流动性PP片(半固化片),厚度为0.1 mm,超厚铜板内嵌于与FR-4环氧板对应孔结构处,如图2所示。

 

图片

 

1.2  工艺流程

超厚铜PCB加工工艺流程如图3所示,主要机加工有表层和中层铣板、厚铜板数铣,经过表面处理后,叠装于整体模具内升温压合,脱模后按照PCB常规工艺流程完成成品制作。

 

图片

 

1.3  关键工艺加工方法

1.3.1  超厚铜内层叠合技术

超厚铜内层叠合:超厚铜若采用铜箔将难以达到此厚度,本文超厚铜内层采用1 mm电解铜板,为常规材料易于采购,经铣床直接加工成型;内层中铜板外轮廓采用同等厚度的FR4板(玻璃纤维环氧树脂板)加工成型作为整体填充,为了利于叠压并保证其与铜板周边的配合紧密,如图4结构所示两轮廓的间隙值控制在0~0.2 mm之内。在FR4板的填充作用下,解决了超厚铜板的铜厚问题,并且保证了叠合后压合紧密和内部绝缘问题,使得内层铜厚度的设计可以大于0.5 mm。

 

图片

 

1.3.2  超厚铜黑化技术

超厚铜在层压前表面需做黑化处理,铜板黑化可增加铜面与树脂接触表面积,并增加高温流动树脂对铜的润湿性,使树脂深入氧化层空隙,在硬化后展现强劲的附着力,提高了压合效果。同时改善可层压白斑现象与和烘烤试验(287 ℃±6 ℃)后造成的板面泛白、气泡等问题。具体黑化参数如表2所示。

 

图片

 

1.3.3  超厚铜PCB层压技术

因内层超厚铜板与周边填充用的FR-4板厚度存在制造误差,厚度不可能完全一致,如果采用常规层压方式压合,容易产生层压白斑、分层等缺陷,压合难度大。为了降低了超厚铜板层的压合难度与保证尺寸精度,经试验验证,用整体式压合模具结构,模具上、下模板采用钢模,硅胶垫作为中间缓冲层,通过设置合适的层压温度、压力、保压时间等工艺参数,达到了层压效果,也解决了超厚铜层压白斑和分层等技术问题,满足超厚铜PCB板的压合要求。

 

(1)超厚铜PCB层压方式。

超厚铜层压模具内产品的叠放层次如图5所示。由于非流动性PP树脂的流动性低,若使用常规覆形材料牛皮纸,无法使PP片均匀受压,导致压合后出现白斑、分层等缺陷,厚铜板PCB产品在叠压过程中需要使用硅胶垫作为关键缓冲层,其在压合中起到均匀分布压力的作用。另外为解决压合问题,将层压机中的压力参数由2.1 Mpa(22 kg/cm²)调至为2.94 Mpa(30 kg/cm²),并根据PP片的特性将温度调整为最佳融合温度170℃。

(2)超厚铜PCB层压参数如表3所示。

(3)超厚铜PCB层压效果。

 

图片

 

依据GJB362B-2009中4.8.5.8.2章节进行试验后,按4.8.2检验PCB时应无超过3.5.1.2.3章节(表面下缺陷)允许的起泡和分层。PCB试样符合3.5.1外观和尺寸要求,并对其进行显微剖切,并按4.8.3进行检验,符合3.5.2规定的要求。切片效果如图6所示。从层压切片状况来看,线路填充饱满,无微缝气泡。

 

图片

 

1.3.4  超厚铜PCB流胶控制技术

与一般PCB加工不同,其外形和器件连接孔在叠压前就已经完成,如果流胶严重会影响连接处的圆度和尺寸,外观和使用无法达到要求;此次工艺开发中也试验过先压合后铣外形的工艺路线,但对后期的外形铣要求控制严格,尤其是加工内层厚铜连接部位,其深度精度控制非常严,合格率极低。

 

选择合适的粘接材料、设计合理的器件结构,是研究的难点之一。为解决层压后普通半固化片导致的溢胶外观问题,采用流动性低的半固化片(生益:SP120N),该粘接材料具有树脂流动度低、柔韧,耐热性和电性能优异等特点,并根据溢胶特性,对特定位置的半固化片轮廓进行放量,利用切绘的方式加工特定形状轮廓。同时实现了先成型后压合的工艺过程,压合后外形即成型,无需再次数控铣外形加工。使得PCB在压合后流胶现象得到了解决,保证了超厚铜板层压后连接面无流胶且压合紧密。

深亚提供多种特种PCB板打样

 

(文章整理自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除)

免责声明:部分文章信息来源于网络以及网友投稿,本网站只负责对文章进行整理、排版、编辑,意为分享交流传递信息,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性,如本站文章和转稿涉及版权等问题,请作者在及时联系本站,我们会尽快和您对接处理。

深亚电子官方公众号
Copyright © 2022 pcbshenya.com 四川深亚电子科技有限公司 | 蜀ICP备19028794
支付方式 :