لوحة دوائر مطبوعة نحاسية سميكة

يشير ذلك إلى لوحات الدوائر المطبوعة ذات سمك رقائق النحاس ≥3 أونصة (105 ميكرومتر)، المستخدمة في مصادر الطاقة عالية الطاقة، والإلكترونيات الخاصة بالسيارات، وما إلى ذلك.

تشمل المواصفات الشائعة 3 أونصة، 4 أونصة، 5 أونصة، 6 أونصة، بحد أقصى 20 أونصة.

تكلفة التصنيع أعلى بنسبة 30٪ - 80٪ بسبب صعوبة الحفر، وطول وقت الطلاء الكهربائي، وارتفاع معدل الخردة.

بالنسبة لرقائق النحاس بوزن 3 أونصة، فإن السماكة التقليدية هي 8 مل/8 مل، ويمكن للعمليات الخاصة أن تحقق 5 مل/5 مل.

يتطلب الأمر ترسيبًا طويل الأمد لضمان تجانس طبقة النحاس. يجب أن يصل سمك النحاس في الثقب إلى 25-75 ميكرومتر، ومن المحتمل حدوث اختلافات في السمك بين فتحات الثقوب وجدرانها.

عادةً ما تكون 0.8-1.2، والتي يمكن زيادتها إلى أكثر من 1.5 عن طريق الحفر التدريجي أو التشكيل بالليزر.

زيادة فتحات تبديد الحرارة (فتحة ≥0.4 مم)، واستخدام مواد موصلة حرارياً ذات أساس معدني، وتصميم طبقات من رقائق النحاس ذات مساحة كبيرة.

بالنسبة لرقائق النحاس بوزن 1 أونصة، فإن قدرة الأسلاك أحادية الجانب على حمل التيار عند ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية تبلغ حوالي 1 أمبير/مم، ويمكن زيادة 3 أونصة إلى 2.5-3 أمبير/مم.

كلما زاد سمك رقائق النحاس، قلت مرونتها. لا يُنصح بثنيها للأوزان التي تزيد عن 6 أونصات، والحد الأدنى لنصف قطر الثني للأوزان التي تبلغ 3 أونصات هو 5 مم أو أكثر.

هامش عرض الخط ≥20%، الحد الأدنى للفتحة ≥0.3 مم، سمك النحاس في الثقب ≥25 ميكرومتر، وزيادة كثافة نقاط الاختبار.

سرعة الدوران أقل بنسبة 20٪ - 30٪ من سرعة دوران لوحة الدوائر المطبوعة العادية (حوالي 60000 - 80000 دورة في الدقيقة)، ومعدل التغذية هو 0.02 - 0.04 مم / دورة.

يُعدّ طلاء ENIG مناسبًا للإشارات عالية التردد. أما طلاء OSP فهو منخفض التكلفة ولكنه ضعيف المقاومة للأكسدة. بينما يُعدّ طلاء الذهب الصلب مناسبًا للموصلات عالية التوصيل.

في نطاق التردد 10 جيجاهرتز، يكون فقدان الإشارة لرقائق النحاس بوزن 6 أونصات أعلى بحوالي 1.5 ديسيبل/بوصة من فقدان الإشارة لرقائق النحاس بوزن 1 أونصة.

تصميم رقائق نحاسية متناظر، درجة حرارة الترقق 180-200 درجة مئوية، الضغط 100-150 رطل لكل بوصة مربعة، معدل التبريد ≤3 درجة مئوية / دقيقة.

معيار IPC ≤12.5 ميكرومتر، تتطلب الإشارات عالية السرعة ≤5 ميكرومتر، والتي يمكن تحسينها عن طريق الترسيب الكيميائي للنحاس + التعبئة بالطلاء الكهربائي.

يبلغ متوسط ​​الصناعة 75٪ - 85٪، وقد ينخفض ​​العائد لأكثر من 6 أونصات إلى أقل من 70٪.

مركبات الطاقة الجديدة (محطات الشحن، العاكسات)، ومصادر الطاقة الصناعية، ومصادر طاقة الخوادم، والفضاء الجوي، وغيرها من المجالات.

تتطلب التطبيقات التقليدية ذات الجهد العالي التي تتراوح بين 0.8-1.2 مل 1.5-2 مل، والتي يجب أن تغطي رقائق النحاس لمنع الزحف.

تقليل العمليات الخاصة، وتوحيد سمك رقائق النحاس، وتوسيع حجم الدفعة، وتجنب وجود عدد كبير جدًا من الثقوب العمياء/المدفونة.

تبلغ سعة معالجة محلول طلاء النحاس الحمضي حوالي 100-150 أمبير ساعة/لتر، ويجب تحليل تركيزات أيونات النحاس وأيونات الكلوريد بانتظام.

قوة التقشير ≥1.5 نيوتن/مم (1 أونصة)، و3 أونصات تتطلب ≥2.5 نيوتن/مم.

استخدم ركيزة ذات درجة حرارة انتقال زجاجي عالية (≥170 درجة مئوية)، وضغط تصفيح موحد، وقم بإزالة مخلفات الحفر في الوقت المناسب بعد الحفر.

درجة حرارة محلول الحفر القلوي 45-55 درجة مئوية، الكثافة النوعية 1.2-1.3، ضغط الرش 0.8-1.2 ميجا باسكال.

يجب تغطية الثقوب بنسبة 100٪ بقناع اللحام، ويكون حجم الفتحة أكبر بمقدار 0.2-0.3 مم من الفتحة لمنع فيضان اللحام.

تؤدي التغيرات في سمك رقائق النحاس إلى تقلبات في المعاوقة. لذا، من الضروري محاكاة وتحسين عرض الخط وسمك العازل الكهربائي بدقة تصل إلى ±5%.

تبلغ دقة العملية التقليدية 0.3 مم، ويمكن أن تصل دقة الحفر بالليزر إلى 0.15 مم ولكن بتكلفة عالية.

يجب أن يجتاز اختبار غمر القصدير ثلاث مرات عند درجة حرارة 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ دون انفصال جدار الثقب أو تقشر رقائق النحاس.

عندما تكون خشونة السطح Ra > 3 ميكرومتر، يزداد فقدان الإشارة بنسبة 10٪ - 15٪، ويلزم استخدام رقائق نحاسية منخفضة الخشونة (VLP).

اعتمد تصميم رقائق النحاس الشبكية، وزد مسارات التحويل الحالية، وعرض خط المسارات الرئيسية ≥10 مل.

يتطلب الجهد العالي التقليدي ≥4 مل، ويتطلب الجهد العالي ≥8 مل لمنع انهيار الوميض.

كثافة التيار 0.8-1.2 أمبير/ديسيمتر مربع، والتحكم الدقيق في تركيز المادة المضافة، ووقت الطلاء الكهربائي هو 2-3 أضعاف وقت لوحة الدوائر المطبوعة العادية.

استخدم أداة قياس بصرية ثلاثية الأبعاد، مع انحناء ≤0.7% وتشوه موضعي ≤0.1 مم.

وقت الغمر ≤ 3 ثوانٍ، زاوية التبلل

قم بتحسين تصميم اللوحة، وتقليل الهدر على الحواف، واعتمد تصميم تقسيم المناطق بسمك رقائق النحاس المتدرج.

تركيز أيون البلاديوم 0.02-0.05 جم/لتر، درجة الحرارة 30-35 درجة مئوية، الوقت 10-15 دقيقة لضمان تغطية موحدة لجدار الثقب.

يمكن أن يتحمل سمك العازل 1 مل حوالي 500 فولت، ويجب تصميم تباعد العزل وتباعد رقائق النحاس وفقًا لمستوى الجهد.

رطوبة التخزين ≤40%، درجة الحرارة ≤25 درجة مئوية، التعبئة في الوقت المناسب بعد المعالجة السطحية، باستخدام أكياس مقاومة للرطوبة + مواد مجففة.

سرعة قاطع الطحن 25000-30000 دورة في الدقيقة، ومعدل التغذية 800-1200 مم/دقيقة لمنع النتوءات على الحواف.

اخبزها على درجة حرارة 150-160 درجة مئوية لمدة 60-90 دقيقة، وصلابتها ≥2H، ونجحت في اختبار القطع المتقاطع.

يجب أن يكون عرض المنطقة المقسمة ≥20 مل، وتجنب الزوايا الحادة، وقم بتوصيل طبقات الطاقة المختلفة باستخدام مصفوفات الوصلات.

صلابة فيكرز ≥80HV لمنع التلف الميكانيكي والتآكل.

عملية DES، تركيز برمنجنات البوتاسيوم 80-100 جم/لتر، درجة الحرارة 60-70 درجة مئوية، الوقت 15-20 دقيقة.

استخدم مواد عازلة منخفضة Dk/Df، وتحكم في خشونة رقائق النحاس، وحسّن استمرارية المستوى الأرضي.

التلدين بعد الترقق، مع الحفاظ على درجة حرارة 120-150 درجة مئوية لمدة 2-3 ساعات لتخفيف الإجهاد.

يجب أن يتحمل المسح بالكحول الأيزوبروبيلي، أو مواد اللحام، وما إلى ذلك، دون انتفاخ أو تغير في اللون.

يمكن اعتماد تصميم زهرة البرقوق مع مراعاة التباعد ≥20 مل، وتجنب ارتفاع درجة الحرارة بشكل كثيف.

تقنية الطلاء الكهربائي النبضي، والمسافة بين الأنود واللوحة 10-15 سم، والتحقق بانتظام من قابلية ذوبان الأنود.

تبلغ تكلفة الحفر بالليزر حوالي 3-5 أضعاف، ولكن بدقة أعلى وفتحة أصغر.

تتميز عملية اللحام بالغمر الفضي بالسرعة، بينما تتمتع عملية اللحام بالذهب والفضة (ENIG) بموثوقية عالية، وتحتاج شركة OSP إلى إكمال عملية اللحام في غضون 72 ساعة.

اختر ركيزة ذات معامل تمدد حراري مشابه لمعامل تمدد رقائق النحاس (مثل FR-4 عالي درجة حرارة التحول الزجاجي بمعامل تمدد حراري يبلغ حوالي 14 جزءًا في المليون/درجة مئوية) لتقليل الإجهاد الحراري

يتطلب معيار IPC ≤10 مسام/سم²، وتتطلب التطبيقات عالية الموثوقية ≤5 مسام/سم²، والتي يمكن تحسينها عن طريق الطلاء الكهربائي من خلال الثقوب.

قطر الوسادة = قطر الثقب + 0.6 مم (تقليدي)، ويلزم زيادة بمقدار 0.1-0.2 مم في علب النحاس السميكة للتعويض عن انحراف الحفر.

يتميز طلاء اللحام الأسود بقدرة عالية على امتصاص الحرارة، حيث تكون درجة حرارة سطحه أعلى بمقدار 3-5 درجات مئوية من طلاء اللحام الأبيض، ولكنه لا يؤثر بشكل كبير على تبديد الحرارة بشكل عام.

سمك طبقة النيكل 3-5 ميكرومتر، سمك طبقة الذهب 0.05-0.1 ميكرومتر، درجة حموضة محلول الطلاء 4.8-5.2، درجة الحرارة 85-90 درجة مئوية.

يتم استخدام عملية الحفر الكيميائي الدقيق، مع التحكم في كمية الحفر الدقيق عند 0.5-1 ميكرومتر، أو المعالجة بالطحن الميكانيكي.

يبلغ جهد الاختبار التقليدي 1000 فولت تيار متردد / دقيقة واحدة، وتتطلب تطبيقات الجهد العالي زيادة إلى 2000-5000 فولت تيار متردد.

تحت رقائق النحاس 3 أونصة، يوصى بأن تكون كثافة الأسلاك أحادية الجانب ≤15 سم²/100 سم²، وتحتاج اللوحات متعددة الطبقات إلى تحقيق التوازن بين سلامة الإشارة وقدرة حمل التيار.

يجب أن يكون معدل الاستطالة ≥20% لضمان عدم حدوث كسر تحت الإجهاد الميكانيكي.

±50 ميكرومتر (تقليدي)، ويجب تحسين اللوحات عالية السرعة إلى ±25 ميكرومتر، باستخدام نظام تحديد المواقع بالليزر.

يجب أن يتحمل اللحام بالتدفق عند درجة حرارة 280 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ دون ظهور فقاعات أو تشققات.

يتم استخدام اختبار التقشير بزاوية 90 درجة لتسجيل قوة التقشير لكل وحدة عرض، مع المعيار ≥1.5 نيوتن/مم.

نسبة عمق الثقب الأعمى إلى قطر الثقب (نسبة العرض إلى الارتفاع) ≤3:1 لمنع سوء ملء الطلاء الكهربائي.

يجب التحكم في محتوى الفوسفور في طبقة طلاء النيكل غير الكهربائي عند 7٪ - 9٪ لضمان مقاومة التآكل.

يتم استخدام قواطع الطحن المطلية (مثل طلاء TiAlN)، ويتم استبدال قواطع الطحن بانتظام (يتم استبدالها كل 50-100 متر مربع من المعالجة).

التحكم في استمرارية المعاوقة، وتقليل طول الوصلة الفرعية، واستخدام نقل الإشارة التفاضلية، وإضافة طبقة حماية.

±10% (تقليدي)، ويجب التحكم في التطبيقات عالية الدقة في حدود ±5%.

اختبار القطع المتقاطع، ويكون المنتج مؤهلاً إذا كانت مساحة الجلد بعد تقشير الشريط ≤5%.

يتم استخدام صب النحاس على شكل شبكة (تباعد الشبكة ≤10 مل) لتحقيق التوازن بين حمل التيار وعودة الإشارة.

إجهاد الشد ≤15 ميجا باسكال، إجهاد الضغط ≤10 ميجا باسكال، لمنع تشوه رقائق النحاس.

لم يتم العثور على أي بقايا راتنج أو مخلفات حفر، وهو ما تم تأكيده من خلال فحص المقطع المعدني.

بعد التعرض للشيخوخة عند درجة حرارة 85 درجة مئوية / 85٪ رطوبة نسبية لمدة 168 ساعة، يكون فرق اللون ΔE≤3.

يتم استخدام جهاز قياس ملامح السطح لقياس قيمة Ra، وقيمة Ra لرقائق النحاس التقليدية هي ≤5 ميكرومتر.

يمكن لثقب واحد بقطر 0.5 مم أن يحمل حوالي 0.5-1 أمبير، ويجب تحديد عدد الثقوب وفقًا لمتطلبات التيار الفعلية.

يتم استخدام مطياف الأشعة السينية الفلورية (XRF) لقياس سمك طبقة النحاس في مواقع مختلفة، مع انحراف ≤10%.

التفاوت المسموح به في أبعاد المخطط الخارجي ±0.1 مم، وانحراف الزاوية ±0.5 درجة.

قم بمطابقة معاوقة الطرف، وتحسين بنية المسار، وتقليل المسارات ذات الزاوية القائمة وانقطاعات المعاوقة.

يمكن معالجة الأكسدة الطفيفة بالحفر الكيميائي الدقيق، بينما تتطلب الأكسدة الشديدة إعادة معالجة السطح.

شد الشاشة 25-35 نيوتن/سم، ضغط الممسحة 3-5 كجم/سم، السرعة 30-50 مم/ث.

طبقة الطاقة وطبقة الأرض متجاورتان، وطبقات الإشارة محصورة في المنتصف، ويتم التحكم في تجانس سمك الطبقة الوسطى.

يتم استخدام جهاز اختبار صلابة فيكرز الدقيق، مع مسافة بين نقاط الاختبار ≥ 0.5 مم، ويتم أخذ القيمة المتوسطة.

يتم استخدام تحديد موضع نقطة العلامة، ويتم اكتشاف الانحراف وتعويضه بواسطة جهاز AOI.

بعد 500 عملية احتكاك (ضغط 500 غرام)، لا يوجد تآكل واضح أو انكشاف للنحاس.

استخدم مواد الطبقة العازلة (مثل الأغشية اللاصقة الموصلة للحرارة) أو صمم فتحات لتخفيف الإجهاد.

يمكن استخدام سد الراتنج + الطلاء الكهربائي السطحي، أو ملء معجون اللحام ثم معالجته.

تُستخدم طريقة نفاذية الغاز أو الملاحظة المجهرية المعدنية لحساب عدد المسام لكل وحدة مساحة.

إن السرعة العالية جدًا عرضة لإنتاج نتوءات، والسرعة المنخفضة جدًا تؤثر على الكفاءة، والتي يجب تعديلها وفقًا لسمك رقائق النحاس.

قم بزيادة تباعد المسارات (قاعدة ≥3W)، وأدخل خطوط حماية أرضية، وقم بتحسين تخصيص طبقة التوجيه.

سيؤدي الإجهاد المتبقي إلى تشوه رقائق النحاس وتشققها، مما يقلل من الموثوقية على المدى الطويل.

يمكن إعادة طباعة العيوب الموضعية يدويًا، أما العيوب ذات المساحة الكبيرة فتحتاج إلى إعادة الطباعة والمعالجة.

المسافة بين الثقوب ≥20 ميل، ويتم حساب العدد وفقًا لمتطلبات حمل التيار، ويتم توزيعها بشكل متناظر.

تُستخدم طريقة حيود الأشعة السينية أو اختبار حلقة الإجهاد لتحديد قيمة الإجهاد الداخلي.

ستؤدي الخشونة العالية إلى طلاء كهربائي غير متساوٍ وزيادة فرق سمك النحاس في الثقب.

بعد اختبار التقادم بالأشعة فوق البنفسجية (500 ساعة)، لم يظهر أي تغير في اللون أو تبلور.

تتمتع عملية الطلاء بالذهب الصلب بعمر إدخال واستخراج يزيد عن 1000 مرة، بينما تبلغ مدة عملية غمر الذهب حوالي 50-100 مرة.

إن تكلفة الثقوب العمياء والمدفونة أعلى بنسبة 30٪ - 50٪ من تكلفة الثقوب النافذة، وتكون الزيادة في التكلفة أكثر أهمية في حالة النحاس السميك.