Технология PCB - Процесс и процедура изготовления встроенной печатной платы из медного блока

Встраиваемая печатная плата из медного блока По мере того, как электронные изделия становятся все меньше и меньше по размерам, печатная плата также продолжает уменьшаться в размерах и становиться все более плотной по схемотехнике. Поскольку удельная мощность компонентов для улучшения теплоотдачи печатной платы слишком велика, это влияет на срок службы компонентов, их старение и даже выход из строя. Ранее был известен взрыв батареи мобильного телефона, так что дизайнеры и производители печатных плат забили тревогу, мобильный телефон зарезервировал определенное количество места внутри, а при рассеивании тепла мобильным телефоном также следует учитывать проблемы рассеивания тепла беспроводной зарядной катушки. Этот инцидент еще раз доказывает актуальность терморегулирования электронных изделий. Основываясь на новом поколении информационных технологий, энергосбережении и новых энергетических транспортных средствах, энергетическом оборудовании и других областях развития, решение проблемы рассеивания тепла становится неизбежным. В настоящее время существует множество способов решения проблемы отвода тепла от печатной платы, таких как конструкция с плотным теплоотводом, схема из толстой медной фольги, структура платы с металлическим основанием (сердечником), конструкция встроенного медного блока, конструкция платформы на основе меди, материалы с высокой теплопроводностью. Непосредственно встраиваемый во встроенную печатную плату медный блок является одним из эффективных способов решения проблемы отвода тепла. Однако в существующем производственном процессе существует недостаточная прочность сцепления меди и подложки, низкая термостойкость, трудно удаляемый перелив пластика, низкий уровень квалификации продукта и другие проблемы, ограничивающие результаты применения технологии скрытого встраивания медных печатных плат и продвижение существующей технологии, требующей дальнейшего изучения и совершенствования.

Встроенная медная блочная печатная плата обладает высокой теплопроводностью, высокой теплоотдачей и экономией места, что позволяет эффективно решить проблему рассеивания тепла электронными компонентами большой мощности. Встроенная технология тепловыделения медной печатной платы, встроенная в медный блок на подложке FR4 или высокочастотной подложке со смешанным давлением, коэффициент теплопроводности меди намного больше, чем у диэлектрического слоя печатной платы, тепло, выделяемое силовым устройством, может эффективно передаваться через медный блок на печатную плату и через тепло, выделяемое печатной платой. рассеивание стока. Печатная плата, на которой расположены медные блоки, может быть выполнена в виде многослойной платы, а материалом подложки может быть FR4 (эпоксидная смола) или высокочастотный композитный материал в зависимости от требований к конструкции изделия. Конструкция встраиваемых медных блоков в основном делится на две категории: первая - наполовину заглубленный медный блок, называемый "заглубленный медный блок"; вторая - сквозной медный блок, называемый "встраиваемый медный блок". Толщина встроенного медного блока меньше общей толщины пластины, одна сторона медного блока находится на одном уровне с нижним слоем, другая сторона находится на одном уровне с одной стороной внутреннего слоя, толщина встроенного медного блока близка или равна общей толщине пластины. пластина и медный блок проникают сквозь верхний слой, и в этот тип разработанного медного блока встроены ступенчатые блоки и встроенные прямые блоки.

Благодаря постоянному совершенствованию технологии изготовления теплоотводящих подложек и быстрому развитию рынка, теплоотводящая подложка в данных о подложке и структуре продукта представляет собой технологические изменения и инновации нового поколения. Удельные характеристики:

1. Использование данных о подложках с высокой теплопроводностью, таких как данные об алюминиевой подложке, данные о медной подложке, данные о металлических композиционных материалах, данные о керамической подложке и так далее;

2. Изменения в структуре продукта, такие как использование подложки из толстой медной фольги, платы на основе металла (сердечника), встроенных медных печатных плат, керамических подложек, вкладок на основе меди, столбцов с медными проводниками, а также печатных плат и радиаторов, например, новая структура продукта.

Медные канавки для заделки фрезеруются в местах заделки меди в платах с сердечником FR4 и полуотвержденных листах, а затем медные блоки обжариваются и спрессовываются таким образом, чтобы медные блоки были соединены с платами с сердечником FR4. Способ обработки печатной платы из встроенного медного блока с локальным перемешиванием и прессованием высокочастотного материала заключается в том, что сначала фрезеруют встроенную медную канавку и канавку для локального перемешивания и прессования в зоне смешивания и прессования встроенного медного блока платы с внутренней сердцевиной и полуотвержденного листа, а затем ламинируют и подвергают термообработке.расплавленный медный блок вставляется в паз, а затем прижимается друг к другу таким образом, чтобы медный блок, подложка FR4 и высокочастотная плата смешивались и прижимались друг к другу для реализации функции отвода тепла. Печатные платы со встроенной медью можно разделить на две основные категории в зависимости от структуры прессованного ламината: первая категория - это медь, залитая в материал FR4 (эпоксидная смола) в три или более слоя в многослойной структуре платы; вторая категория - медь, залитая в плату с сердечником FR4, и многослойная плата со смешанным давлением для высокочастотных данных. структура правления.

Технология изготовления встраиваемых медных печатных плат

1. Соответствие размера фрезерной канавки для медного блока и доски (или зоны смешивания): медный блок помещается в фрезерную канавку, медный блок слишком свободно или слишком плотно прилегает, что влияет на качество и прочность сцепления клея, нанесенного прессованием.

2. Контроль плоскостности медного блока и платы (или зоны смешивания): При прессовании трудно контролировать плоскостность медного блока и платы с сердечником FR-4 (или зоны смешивания), и необходимо следить за тем, чтобы плоскостность медного блока и платы контролировалась в пределах ±0,075 мм.

3. Трудно удалить остатки клея с медного блока: смола, вытекающая из зазора между медным блоком и платой во время прессования, затрудняет удаление остатков клея с медного блока, что влияет на надежность изделия.

4. Надежность соединения медного блока и плиты (или зоны смешивания): Во время прессования существует определенная разница в высоте между медным блоком и плитой с сердечником FR-4 (или зоной смешивания), что легко может привести к недостаточному заполнению, пустотам, трещинам, расслаиванию и т.д. в месте соединения медного блока с платой.

Технологические процессы на встроенной печатной плате из медного блока

Технологический процесс на многослойной печатной плате из встроенного медного блока

Разворачивание (медный блок, подложка FR4, полузатвердевший лист) → схема внутреннего слоя → внутренний слой AOI → Перфорация OPE → плата с сердечником внутреннего слоя и паз для фрезерования полузатвердевшего листа → обжаривание → клепка → прессование (установка медного блока) → клей для сколов (шлифовальная доска) → фрезерование глухого паза (фрезерный станок с регулируемой глубиной) → механическое сверление (включая сверление глухих отверстий) → химическое покрытие меди → гальваническое покрытие платы → схема внешнего слоя → графическое покрытие → травление внешнего слоя → AOI внешнего слоя → защита от пайки → текст → придание формы → электрические испытания → химическое лужение → проверка готовой продукции → упаковка и электрические испытания на складе → химическое лужение → проверка готовой продукции →упаковка в отсутствие на складе

Технологический процесс изготовления высокочастотной печатной платы смешанного напряжения со встроенным медным блоком

Отверстие для материала (медный блок, подложка FR-4, высокочастотная подложка, полузатвердевший лист) → схема внутреннего слоя (включая высокочастотную плату) → внутренний слой AOI → Перфорация OPE → плата с сердечником внутреннего слоя и фрезерование полузатвердевшего листа → обжаривание → клепка → прессование (установка медного блока) → клей для сколов (шлифовальная доска) → механическое сверление (включая сверление глухих отверстий) → химическое покрытие меди → гальваническое покрытие платы → схема внешнего слоя → графическое покрытие → травление внешнего слоя → защита от пайки → текст → фрезерование пазов для литья → Химическое никелирование/ золочение → Литье под давлением → Электрические испытания → Проверка готовой продукции → Упаковка в наличии

Тепловое напряжение печатной платы с медным покрытием

1. Эталонный стандарт

IPC-TM-650, 2.6.8 Испытание на тепловое напряжение отверстий с покрытием; Идентификация IPC-6012C и технические характеристики жестких печатных плат.

2. Метод испытания

Условия выпечки: 121℃~ 149℃, не менее 6 часов; Условия испытания на тепловую нагрузку: 288℃±5℃, 10 с, 3 раза. Оценка образцов после испытания: В зазоре между медным блоком и платой отсутствуют пустоты, трещины, расслоения и т.д.

3. Результат испытания

После испытания образца в соответствии с описанным выше методом испытаний в зазоре между медным блоком и платой отсутствуют пустоты, трещины, расслоение и другие явления, а термостойкость хорошая.