PCB plokščių gamybos procese presavimo procesas yra viena iš pagrindinių grandžių, lemiančių gaminio kokybę. Jis sudaro išsamią struktūrą su sudėtingomis grandinės funkcijomis, tam tikromis sąlygomis tvirtai sujungdamas daugiasluoksnius pagrindus ir vario foliją. Šiame procese tikslus temperatūros ir slėgio valdymas yra tarsi „kairė ir dešinė ranka“, tiesiogiai veikianti tarpsluoksnių sukibimo stiprumą, matmenų stabilumą ir elektrines charakteristikas. Norint pagerinti daugiasluoksnių PCB plokščių patikimumą, labai svarbu gerai suprasti mechanizmus ir bendradarbiavimo ryšius tarp jų.
Temperatūra: pagrindinė medžiagų sintezės varomoji jėga
Temperatūra atlieka „katalizatoriaus“ vaidmenį laminuojant daugiasluoksnes pcb plokštes, o pagrindinė jos funkcija yra skatinti dervos kietėjimo reakciją substrate ir užtikrinti tvirtą medžiagų sukibimą kiekviename sluoksnyje. Kai presavimo temperatūra pasiekia dervos stiklėjimo temperatūrą, kieta derva palaipsniui suminkštėja į išlydytą būseną, yra sklandi, gali užpildyti nedidelius tarpus tarp pagrindo ir varinės folijos, pašalinti sąsajos orą ir pakloti pagrindą tarpsluoksnių klijavimui. Temperatūrai toliau kylant iki kietėjimo reakcijos temperatūros, dervos molekulinėse grandinėse vyksta kryžminio susiejimo reakcijos, palaipsniui virsdamos iš klampios būsenos į kietą būseną, taip suformuodamos kietą ir stabilų lipnų sluoksnį, kuris visam laikui suriša kiekvieno sluoksnio medžiagas.
Temperatūros kreivės racionalumas tiesiogiai lemia suspaudimo kokybę. Jei kaitinimo greitis yra per greitas, derva gali per anksti sukietėti dėl vietinio perkaitimo, todėl nepakanka sklandumo ir nepavyks visiškai užpildyti tarpų, susidaro burbuliukai ar tuštumos; Jei kaitinimas yra per lėtas, tai pailgins presavimo ciklą, sumažins gamybos efektyvumą ir taip pat gali sukelti linijos nuokrypį dėl per didelio dervos srauto. Temperatūros kontrolė izoliacijos etape taip pat yra labai svarbi, užtikrinant, kad dervos kietėjimo reakcija būtų baigta. Jei temperatūra yra nepakankama arba izoliacijos laikas yra per trumpas, dervos kietėjimas nebus pakankamas, o tarpsluoksnių sukibimo jėga žymiai sumažės, o tai gali sukelti delaminaciją vėlesnio naudojimo metu; Jei temperatūra yra per aukšta, tai gali sukelti dervos skilimą, išsiskirti lakias dujas ir pažeisti tarpsluoksnio struktūrą.
Slėgis: pagrindinis veiksnys, užtikrinantis tankų tarpsluoksnių sukibimą
Slėgis yra pagrindinis parametras, užtikrinantis tvirtą sąlytį tarp medžiagų kiekviename daugiasluoksnės pcb plokštės{0}}sluoksnyje. Jo funkcija atsispindi dviem aspektais: pirma, jis pašalina tarpus tarp medžiagų, priversdamas išlydytą dervą visiškai prasiskverbti į vario folijos paviršių ir pagrindo pluoštus, ir sustiprina paviršių sukibimą; Antrasis – slopinti dervos kietėjimo proceso metu susidarančius burbulus, laiku pašalinti lakias medžiagas ir išvengti defektų susidarymo tarp sluoksnių.
Slėgio taikymas turi būti suderintas su temperatūros pokyčiais. Kai derva yra išlydyta, slėgis turi būti palaipsniui taikomas, kad derva tolygiai tekėtų esant slėgiui, užpildydama tarpus tarp linijų; Kai derva patenka į kietėjimo stadiją, slėgis turi išlikti stabilus, kad būtų išvengta mikroįtrūkimų, atsirandančių dėl dervos susitraukimo. Jei slėgis yra nepakankamas, derva negali visiškai užpildyti tarpų, o tarp sluoksnių gali susidaryti tuštumos, dėl kurių sumažėja laidumas arba sumažėja mechaninis stiprumas; Jei slėgis yra per didelis, tai gali sukelti pagrindo deformaciją, sumažinti atstumą tarp grandinių ir netgi sukelti trumpojo jungimo pavojų, ypač plonos grandinės daugiasluoksnėse plokštėse.
Temperatūros ir slėgio sinerginis mechanizmas
Idealus daugiasluoksnės plokštės laminavimo{0}} efektas priklauso nuo tikslaus temperatūros ir slėgio suderinimo. Pradiniame suspaudimo etape pirmiausia pakyla temperatūra, kad derva suminkštėtų. Šiuo metu reikia lėtai didinti slėgį, kad būtų išvengta per didelio vietinio streso, kurį sukelia nepakankamas dervos srautas; Kai derva patenka į optimalų srauto būseną, slėgis turi pasiekti nustatytą vertę, kad būtų užtikrintas sandarus medžiagos prigludimas; Dervos kietėjimo etape, išlaikant stabilią temperatūrą, slėgis turi būti palaikomas tol, kol baigsis kietėjimo reakcija, kad būtų išvengta tarpų tarp sluoksnių dėl susitraukimo.
Sinerginis disbalansas tarp šių dviejų tiesiogiai sukels defektų atsiradimą. Pavyzdžiui, jei slėgis nesilaiko laiku, kai temperatūra pasiekia dervos tekėjimo piką, dėl nepakankamo dervos takumo gali susidaryti tuštumos; Jei slėgis taikomas per anksti, o temperatūra neatitinka standarto, kieta ir trapi derva gali būti sutraiškyta ir pažeisti tarpsluoksniai. Todėl laminavimo procese būtina sukurti atitinkamas temperatūros slėgio kreives, pagrįstas pagrindo medžiagos savybėmis (pvz., dervos tipu, stiklo pluošto kiekiu), kad būtų pasiekta dinaminė "temperatūrinio srauto ir slėgio garantijos derinio" pusiausvyra.
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos temperatūros ir slėgio parametrų nustatymui
Daugiasluoksnių PCB plokščių suspaudimo temperatūros parametrai nėra fiksuotos vertės, todėl juos reikia lanksčiai koreguoti atsižvelgiant į gaminio reikalavimus ir medžiagų charakteristikas. Pagrindo tipas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos: epoksidinės dervos pagrindo ir poliimido pagrindo kietėjimo temperatūra labai skiriasi. Pirmoji paprastai svyruoja nuo 150 iki 180 laipsnių, o antroji reikalauja aukštesnės nei 200 laipsnių temperatūros, o atitinkamus slėgio parametrus taip pat reikia atitinkamai pakoreguoti.
Grandinės tankis yra toks pat svarbus kaip ir plokštės storis. Didelio-tankio daugiasluoksnių plokščių atstumas tarp eilučių yra mažas, o dervos srauto erdvė yra ribota. Todėl norint išvengti linijos deformacijos, reikia naudoti mažesnį slėgį ir sklandesnę šildymo kreivę; Presuojant storas plokštes reikalingas didesnis slėgis ir ilgesnis izoliacijos laikas, kad vidinė derva būtų visiškai sukietėjusi. Be to, varinės folijos storis ir sluoksnių skaičius taip pat gali turėti įtakos šilumos laidumo efektyvumui, todėl reikia tiksliai-sureguliuoti temperatūros kreivę, kad būtų išvengta netolygaus kietėjimo, kurį sukelia netolygus kiekvieno sluoksnio kaitinimas.
Tikslaus temperatūros ir slėgio valdymo įgyvendinimo kelias
Norint tiksliai kontroliuoti temperatūrą ir slėgį, reikalinga dviguba techninės įrangos ir procesų valdymo garantija. Kalbant apie gamybos įrangą, šiuolaikinės laminavimo mašinos turi turėti didelio tikslumo temperatūros valdymo sistemas, užtikrinančias, kad temperatūros skirtumas kiekvienoje kaitinimo plokštės srityje būtų kontroliuojamas ± 2 laipsnių ribose, ir slėgio grįžtamojo ryšio įtaisus, kad būtų galima reguliuoti slėgį realiuoju laiku. Kalbant apie proceso valdymą, būtina patikrinti temperatūros slėgio kreivės racionalumą atliekant bandomąją gamybą, naudoti pjūvių analizę ir kitus metodus tarpsluoksnių sujungimo būsenai nustatyti ir nuolat optimizuoti parametrus.
Visa proceso stebėjimo sistema yra vienodai svarbi. Suspaudimo proceso metu temperatūros ir slėgio duomenys renkami realiu laiku per jutiklius, lyginami su standartine kreive, o nukrypus nuokrypiui, iškart suveikia ir automatiškai koreguojamas aliarmas. Baigus gamybą, gatavo produkto patikimumo patikrinimas, pvz., terminio smūgio bandymas ir atsparumo lupimui bandymas, atliekamas siekiant užtikrinti, kad temperatūros ir slėgio kontrolės efektas atitiktų reikalavimus.