În procesul de producție al plăcilor cu circuite imprimate multi-strat, tehnologia de laminare este una dintre verigile de bază. Combină strâns substraturile interioare multi-strat cu preimpregnat prin acțiunea temperaturii ridicate și a presiunii ridicate, formând o placă cu mai multe straturi stabilă din punct de vedere structural și fiabilă. Calitatea procesului de laminare determină în mod direct rezistența mecanică, performanța izolației și stabilitatea conductivității circuitului a plăcii cu mai multe straturi. Odată ce apar probleme, nu numai că duce la casarea plăcii, dar poate afecta și funcționarea în siguranță a dispozitivelor electronice ulterioare. Cu toate acestea, din cauza unor factori precum proprietățile materialului, parametrii procesului și mediul de operare, în timpul procesului de laminare sunt inevitabil întâlnite diferite probleme. Înțelegerea manifestărilor și cauzelor acestor probleme comune și stăpânirea strategiilor de răspuns corespunzătoare este cheia pentru asigurarea calității producției de plăci multi-strat.
1, Obiectivele de bază și categoriile de probleme comune ale procesului de laminare a plăcilor cu mai multe straturi
Scopul principal al laminării plăcilor multi-strat este de a obține o legătură strânsă „fără goluri, fără bule și fără decalaj” între fiecare strat de material: rășina din preimpregnat trebuie să fie complet topită și să curgă, umplând golurile dintre substratul interior și materialul de armare, eliminând în același timp aerul interstrat; După răcire și solidificare, structura multi-strat trebuie să fie menținută plată, cu alinierea precisă a fiecărui strat și fără defecte, cum ar fi delaminarea sau deformarea.
Din situația reală a producției, problemele obișnuite de laminare se concentrează în principal pe patru dimensiuni: probleme de lipire a straturilor intermediare (cum ar fi delaminarea și bulele), probleme de aspect și planeitate (cum ar fi deformarea și indentarea), probleme de precizie de aliniere (cum ar fi decalajul dintre straturi) și probleme de distribuție a rășinii (cum ar fi rășina insuficientă sau excesivă). Aceste probleme pot părea diferite în aparență, dar de fapt sunt strâns legate de controlul parametrilor procesului, pretratarea materialului și standardele operaționale.
2, Patru probleme comune în procesul de laminare a plăcilor multi-strat: manifestări, cauze și strategii de adaptare
1. Bule interstrat: există un „strat de aer” între straturi, care afectează izolația și rezistența lipirii
Manifestarea problemei: pot fi observate bule mici pe secțiunea transversală-sau pe suprafața plăcii laminate cu mai multe-strat, iar unele bule se pot extinde în timpul prelucrării sau utilizării ulterioare, ceea ce duce la separarea dintre straturi; În cazuri severe, bulele pot deteriora izolația dintre circuite și pot prezenta un risc de scurgere electrică.
Cauze principale: ① Depozitarea necorespunzătoare a preimpregnatului absoarbe umezeala din aer, determinând evaporarea umidității și formarea de bule în timpul laminării; ② Există poluanți precum pete de ulei și praf pe suprafața substratului interior, care împiedică legarea dintre rășină și substrat și formează reziduuri de aer; ③ Viteza de încălzire laminare este prea rapidă, ceea ce face ca rășina din preimpregnat să se topească și să curgă mai repede decât rata de evacuare a aerului, rezultând aer prins între straturi; ④ Conținutul de rășină din preimpregnat este insuficient pentru a umple golurile dintre straturile, lăsând goluri.
Strategia de răspuns:
Pretratarea materialului: Preimpregnatul trebuie depozitat într-un mediu uscat și sigilat și uscat conform cerințelor înainte de utilizare pentru a elimina umezeala; Substratul interior trebuie curățat (cum ar fi curățarea cu ultrasunete) înainte de laminare pentru a se asigura că suprafața este lipsită de ulei și praf și ar trebui să fie uscat înainte de a intra în procesul de laminare.
Optimizarea parametrilor procesului: Încetiniți moderat viteza de încălzire și mențineți o anumită perioadă de timp în timpul etapei în care rășina începe să se topească (zona de temperatură scăzută), permițând aerului interstrat să fie complet descărcat; În același timp, controlați ritmul de creștere al presiunii de laminare, creșteți treptat presiunea în timpul procesului de încălzire și ajutați la evacuarea aerului și la fluxul de rășină.
Verificarea materialului: Verificați conținutul de rășină și curgerea preimpregnatului înainte de utilizare pentru a evita utilizarea preimpregnatului cu conținut insuficient de rășină sau îmbătrânire.
2. Stratificarea interstraturilor: structura multi-strat se „desprinde”, rezultând o scădere semnificativă a rezistenței mecanice
Manifestarea problemei: atunci când plăcile laminate cu mai multe straturi-sunt supuse unui impact extern sau unei prelucrări ulterioare (cum ar fi găurirea), are loc separarea dintre straturi; Când îndoiți placa cu mâna, puteți simți clar „slăbirea” dintre straturi și, în cazuri severe, puteți vedea chiar și direct golurile dintre straturile.
Cauze principale: ① Întărirea incompletă a rășinii preimpregnate și forță de lipire interstrat insuficientă; ② Temperatura de laminare este prea scăzută sau timpul de izolare este insuficient, rezultând încrucișarea și întărirea insuficientă a rășinii; ③ Rugozitatea suprafeței substratului interior este insuficientă, iar rășina nu poate forma o structură de „ancorare”, ceea ce duce la o aderență slabă; ④ Presiunea insuficientă de laminare duce la eșecul fiecărui strat de material de a adera strâns, iar rășina nu poate pătrunde complet pe suprafața substratului.
Strategia de răspuns:
Calibrarea parametrilor procesului: Reglați temperatura de laminare și timpul de izolare în funcție de caracteristicile de întărire ale preimpregnatului pentru a asigura întărirea completă a rășinii la temperaturi ridicate (gradul de întărire poate fi verificat prin experimente pentru a evita temperaturile scăzute sau izolarea scurtă); În același timp, creșteți în mod corespunzător presiunea de laminare pentru a asigura un contact strâns între materialele fiecărui strat și pentru a promova o legătură suficientă între rășină și substrat.
Tratarea suprafeței substratului: în timpul procesului de producție al substratului interior, este necesar să se asigure că suprafața are rugozitate adecvată (cum ar fi formarea de structuri microconcave prin tratament chimic) pentru a îmbunătăți aderența dintre rășină și substrat; Evitați suprafețele excesiv de netede ale suportului sau prezența straturilor de oxid.
Tratament post-întărire: După laminare și răcire, tratamentul „post-întărire” poate fi efectuat în funcție de necesități (adică încălzirea și izolarea la temperatură joasă-din nou) pentru a îmbunătăți și mai mult gradul de întărire al rășinii și pentru a spori rezistența lipirii interstratului.
3. Deformarea plăcilor: „deformarea la îndoire” generală a plăcilor cu mai multe-strat afectează asamblarea ulterioară
Manifestarea problemei: după laminare și răcire, placa multi-strat nu mai menține planeitatea și prezintă îndoire unidirecțională sau bidirecțională (cum ar fi formă de „arc” sau „șa”); Când deformarea este severă, placa nu se poate potrivi cu dispozitivele de asamblare ulterioare, ceea ce duce la alinierea greșită a sudării componentelor sau un contact slab al circuitului.
Cauze principale: ① Coeficienții de dilatare termică ai fiecărui strat de material nu sunt potriviți, iar viteza de contracție a diferitelor straturi variază foarte mult în timpul procesului de răcire, rezultând stres intern și deformare (cum ar fi diferența semnificativă a coeficienților de dilatare termică dintre substratul interior și preimpregnat); ② Viteza de răcire a laminarii este prea rapidă, materialul se micșorează neuniform și stresul intern nu poate fi eliberat; ③ În timpul laminării, distribuția presiunii este neuniformă, presiunea locală fiind prea mare sau prea scăzută, rezultând o contracție inconsecventă a fiecărui strat.
Strategia de răspuns:
Potrivirea materialului: Selectați substraturi interioare și materiale preimpregnate cu coeficienți de dilatare termică similari pentru a reduce diferența de contracție la răcire de la sursă; Dacă trebuie utilizate materiale cu caracteristici diferite, tensiunea internă poate fi echilibrată prin ajustarea raportului de grosime al fiecărui strat.
Controlul vitezei de răcire: După ce laminarea este finalizată, se utilizează o metodă de „răcire în etape” pentru a reduce încet temperatura (cum ar fi mai întâi menținerea echipamentului de laminare cald pentru o perioadă de timp, apoi răcirea treptată la temperatura camerei), oferind materialului suficient timp pentru a elibera stresul intern și pentru a evita deformarea cauzată de răcirea rapidă.
Optimizarea presiunii și a sculelor: Verificați distribuția presiunii a echipamentului de laminare pentru a vă asigura că suprafața plăcii de presiune este plană și presiunea este uniformă; Dacă este necesar, utilizați „contragreutăți” sau dispozitive specializate pentru a fixa placa în timpul procesului de răcire și pentru a limita deformarea.
4. Decalaj interstrat: „dezaliniere” a substratului interior cu mai multe straturi, defecțiune a conexiunii circuitului
Manifestarea problemei: După laminare, abaterea de aliniere a modelelor de circuit pe fiecare strat de substrat interior depășește intervalul admisibil, determinând găurile (cum ar fi găurile conductoare) care ar trebui să fie conductoare să fie nealiniate cu modelele de circuit, făcând imposibilă realizarea conexiunilor circuitelor interstrat; În cazuri severe, circuitul offset poate scurtcircuita cu cablurile stratului adiacent.
Cauze principale: ① Semnele de poziționare ale substratului interior sunt neclare sau deteriorate înainte de laminare, rezultând erori de aliniere în timpul stivuirii; ② În timpul procesului de laminare, presiunea pe placă este neuniformă sau rata de expansiune locală a materialului este diferită atunci când este încălzit, ceea ce duce la deplasarea substratului interior; ③ În timpul operațiunii de stivuire, operatorul a aliniat manual abaterea și nu a corectat-o în timp util.
Strategia de răspuns:
Optimizarea marcajelor de poziționare: În timpul producției substratului interior, asigurați-vă că marcajele de poziționare (cum ar fi găurile de referință și liniile de aliniere) sunt clare, complete și situate în poziții ușor de recunoscut pe marginea plăcii; Verificați marcajele înainte de laminare și îndepărtați substraturile cu marcaje neclare.
Controlul stivuirii și laminării: utilizarea echipamentelor automate de stivuire în loc de operare manuală pentru a îmbunătăți acuratețea alinierii; Controlați viteza de încălzire în timpul laminării pentru a evita expansiunea neuniformă a materialului cauzată de creșterea bruscă a temperaturii locale; În același timp, asigurați o presiune uniformă pe placa de presiune și reduceți posibilitatea deplasării substratului.
Detectarea și corectarea abaterilor: după laminare, verificați alinierea dintre straturi prin echipamente de detectare a raze X-. Dacă se găsește o ușoară abatere, ajustați poziția de găurire în prelucrarea ulterioară (în intervalul de abatere permis); Dacă abaterea este severă, analizați cauza în timp util și ajustați procesul pentru a evita problemele de lot.
3, Controlul preventiv al procesului de laminare a plăcilor cu mai multe-strat: asigurarea calității mai importantă decât răspunsul
De fapt, răspunsul la problema laminării este mai bun decât „prevenirea în avans”. Pe lângă strategiile direcționate pentru probleme specifice, stabilirea unui sistem de control preventiv pe parcursul întregului proces poate reduce în mod fundamental probabilitatea apariției problemei
Managementul ciclului complet al materialului: Materialele preimpregnate și substraturile interioare trebuie depozitate după cum este necesar (uscat, temperatură constantă), iar starea materialului (cum ar fi curgerea rășinii materialelor preimpregnate și curățarea suprafeței substraturilor) trebuie verificată în mod regulat pentru a evita utilizarea materialelor expirate sau deteriorate;
Standardizarea parametrilor de proces: dezvoltați parametri clari de laminare (temperatura, presiunea, rata de încălzire, timpul de izolație) pentru plăci multi-strat cu diferite specificații și calibrați în mod regulat echipamentele (cum ar fi senzorii de temperatură și instrumentele de presiune) pentru a asigura execuția exactă a parametrilor;
Controlul mediului: Atelierul de laminare trebuie să mențină constantă temperatura și umiditatea (de obicei 20-25 grade, 40% -60% umiditate) pentru a evita fluctuațiile de temperatură și umiditate a mediului care afectează proprietățile materialului și stabilitatea procesului; Concomitent, asigurați prevenirea prafului în atelier și reduceți poluarea cu praf din aer;
Standarde de funcționare a personalului: Operatorii trebuie să urmeze o pregătire profesională, să fie familiarizați cu caracteristicile materialelor și cerințele procesului și să evite problemele cauzate de funcționarea necorespunzătoare (cum ar fi forța neuniformă în timpul stivuirii și curățarea incompletă).