मोटी तांबे की पीसीबी

इसका तात्पर्य 3 औंस (105 माइक्रोमीटर) या उससे अधिक मोटाई वाली तांबे की पन्नी से बने मुद्रित सर्किट बोर्डों से है, जिनका उपयोग उच्च-शक्ति बिजली आपूर्ति, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स आदि में किया जाता है।

सामान्य विशिष्टताओं में 3 औंस, 4 औंस, 5 औंस, 6 औंस शामिल हैं, जिसकी अधिकतम सीमा 20 औंस है।

कठिन एचिंग, लंबे इलेक्ट्रोप्लेटिंग समय और उच्च स्क्रैप दर के कारण विनिर्माण लागत 30%-80% अधिक होती है।

3 औंस कॉपर फॉयल के लिए, पारंपरिक मोटाई 8 मिल/8 मिल होती है, और विशेष प्रक्रियाओं से 5 मिल/5 मिल की मोटाई प्राप्त की जा सकती है।

तांबे की परत की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए इसमें दीर्घकालिक निक्षेपण की आवश्यकता होती है। छेद में तांबे की मोटाई 25-75 माइक्रोमीटर तक होनी चाहिए, और छेद के मुख और दीवारों के बीच मोटाई में अंतर होने की संभावना रहती है।

सामान्यतः 0.8-1.2, जिसे स्टेप एचिंग या लेजर फॉर्मिंग द्वारा 1.5 से ऊपर तक बढ़ाया जा सकता है।

ऊष्मा अपव्यय के लिए छिद्र (एपर्चर ≥0.4 मिमी) बढ़ाएँ, धातु-आधारित ऊष्मीय चालक सामग्री का उपयोग करें और बड़े क्षेत्रफल वाली तांबे की पन्नी की परतें डिज़ाइन करें।

1 औंस तांबे की पन्नी के लिए, 10℃ तापमान वृद्धि पर एक तरफा वायरिंग की धारा वहन क्षमता लगभग 1A/mm होती है, और 3 औंस के लिए इसे 2.5-3A/mm तक बढ़ाया जा सकता है।

तांबे की पन्नी जितनी मोटी होगी, उसकी लचीलापन उतनी ही कम होगी। 6 औंस से अधिक वजन वाली पन्नी को मोड़ना उचित नहीं है, और 3 औंस के लिए न्यूनतम मोड़ने की त्रिज्या ≥5 मिमी है।

लाइन की चौड़ाई का मार्जिन ≥20%, न्यूनतम एपर्चर ≥0.3 मिमी, छेद में तांबे की मोटाई ≥25 μm, और परीक्षण बिंदुओं के घनत्व में वृद्धि।

घूर्णन गति सामान्य पीसीबी की तुलना में 20%-30% कम है (लगभग 60,000-80,000 चक्कर प्रति मिनट), और फीड दर 0.02-0.04 मिमी/चक्कर है।

ENIG उच्च आवृत्ति वाले संकेतों के लिए उपयुक्त है। OSP कम लागत वाला है लेकिन इसकी ऑक्सीकरण प्रतिरोधक क्षमता कमजोर है। कठोर स्वर्ण परत उच्च-प्लगिंग कनेक्टरों के लिए उपयुक्त है।

10GHz आवृत्ति बैंड पर, 6 औंस तांबे की पन्नी का सिग्नल लॉस 1 औंस की तुलना में लगभग 1.5dB/इंच अधिक होता है।

सममित तांबे की पन्नी का डिज़ाइन, लेमिनेशन तापमान 180-200℃, दबाव 100-150psi, शीतलन दर ≤3℃/मिनट।

आईपीसी मानक ≤12.5μm है, उच्च गति वाले संकेतों के लिए ≤5μm की आवश्यकता होती है, जिसे रासायनिक तांबा जमाव + इलेक्ट्रोप्लेटिंग फिलिंग द्वारा बेहतर बनाया जा सकता है।

उद्योग का औसत 75%-85% है, और 6 औंस से अधिक के लिए उपज 70% से नीचे गिर सकती है।

नई ऊर्जा वाहन (चार्जिंग पाइप, इन्वर्टर), औद्योगिक बिजली आपूर्ति, सर्वर बिजली आपूर्ति, एयरोस्पेस और अन्य क्षेत्र।

पारंपरिक 0.8-1.2 मिल मोटाई वाली तांबे की पन्नी के लिए उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में 1.5-2 मिल मोटाई की आवश्यकता होती है, जो रिसाव को रोकने के लिए तांबे की पन्नी को पूरी तरह से ढकने के लिए आवश्यक है।

विशेष प्रक्रियाओं को कम करें, तांबे की पन्नी की मोटाई को एकसमान करें, बैच का आकार बढ़ाएं और बहुत अधिक ब्लाइंड/बर्ड वाया से बचें।

अम्लीय कॉपर प्लेटिंग घोल की उपचार क्षमता लगभग 100-150 Ah/L है, और कॉपर आयनों और क्लोराइड आयनों की सांद्रता का नियमित रूप से विश्लेषण करना आवश्यक है।

छिलका उतारने की क्षमता ≥1.5N/mm (1 औंस), 3 औंस के लिए ≥2.5N/mm आवश्यक है।

उच्च ताप तापमान वाले सब्सट्रेट (≥170℃) का उपयोग करें, एकसमान लेमिनेशन दबाव रखें और ड्रिलिंग के बाद समय पर ड्रिल के मलबे को हटा दें।

क्षारीय नक़्क़ाशी विलयन का तापमान 45-55℃, विशिष्ट गुरुत्व 1.2-1.3, स्प्रे दाब 0.8-1.2MPa।

वाया को सोल्डर मास्क से 100% कवर किया जाना चाहिए, और सोल्डर के ओवरफ्लो को रोकने के लिए ओपनिंग का आकार एपर्चर से 0.2-0.3 मिमी बड़ा होना चाहिए।

कॉपर फॉइल की मोटाई में परिवर्तन से प्रतिबाधा में उतार-चढ़ाव होता है। लाइन की चौड़ाई और डाइइलेक्ट्रिक की मोटाई को ±5% की सहनशीलता के साथ सिमुलेट और ऑप्टिमाइज़ करना आवश्यक है।

परंपरागत प्रक्रिया से मोटाई 0.3 मिमी होती है, जबकि लेजर ड्रिलिंग से 0.15 मिमी तक मोटाई प्राप्त की जा सकती है, लेकिन इसकी लागत बहुत अधिक होती है।

इसे बिना किसी छेद की दीवार के अलग हुए या तांबे की पन्नी के छिलने के, 260℃/10 सेकंड के तीन बार टिन में डुबोने वाले परीक्षण को पास करना होगा।

जब खुरदरापन Ra＞3μm होता है, तो सिग्नल हानि 10%-15% तक बढ़ जाती है, और कम खुरदरेपन वाली तांबे की पन्नी (VLP) की आवश्यकता होती है।

मेश कॉपर फॉइल डिज़ाइन अपनाएं, करंट शंट पथ बढ़ाएं, और मुख्य पथों की लाइन चौड़ाई ≥10 मिल रखें।

पारंपरिक रूप से ≥4mil की आवश्यकता होती है, उच्च वोल्टेज के लिए फ्लैशओवर ब्रेकडाउन को रोकने के लिए ≥8mil की आवश्यकता होती है।

करंट घनत्व 0.8-1.2A/dm², एडिटिव सांद्रता का सटीक नियंत्रण, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग का समय सामान्य पीसीबी की तुलना में 2-3 गुना कम होता है।

एक 3डी ऑप्टिकल मापन उपकरण का उपयोग करें, जिसमें ताना-बाना ≤0.7% और स्थानीय विरूपण ≤0.1 मिमी हो।

विसर्जन का समय ≤3 सेकंड, गीलापन कोण

पैनल डिजाइन को अनुकूलित करें, बॉर्डर की बर्बादी को कम करें और चरणबद्ध कॉपर फ़ॉइल मोटाई ज़ोनिंग डिजाइन को अपनाएं।

पैलेडियम आयन की सांद्रता 0.02-0.05 ग्राम/लीटर, तापमान 30-35℃, समय 10-15 मिनट ताकि छेद की दीवार पर एक समान आवरण सुनिश्चित हो सके।

1 मिल की डाइइलेक्ट्रिक मोटाई लगभग 500V का वोल्टेज सहन कर सकती है, और वोल्टेज स्तर के अनुसार इन्सुलेशन स्पेसिंग और कॉपर फॉइल स्पेसिंग को डिजाइन करने की आवश्यकता होती है।

भंडारण के लिए आर्द्रता ≤40%, तापमान ≤25℃, सतह उपचार के बाद समय पर पैकेजिंग, नमीरोधी बैग और डेसिकेंट का उपयोग।

किनारों पर खुरदरापन रोकने के लिए मिलिंग कटर की गति 25,000-30,000 चक्कर प्रति मिनट और फीड दर 800-1200 मिमी/मिनट होनी चाहिए।

150-160℃ पर 60-90 मिनट तक बेक करें, कठोरता ≥2H होनी चाहिए, और आसंजन क्रॉस-कट परीक्षण पास कर लेता है।

विभाजित क्षेत्र की चौड़ाई ≥20 मिल होनी चाहिए, तीव्र कोणों से बचें और विभिन्न पावर लेयर्स को वाया एरेज़ के माध्यम से कनेक्ट करें।

यांत्रिक क्षति और घिसाव को रोकने के लिए विकर्स कठोरता ≥80HV होनी चाहिए।

डीईएस प्रक्रिया, पोटेशियम परमैंगनेट सांद्रता 80-100 ग्राम/लीटर, तापमान 60-70℃, समय 15-20 मिनट।

कम Dk/Df वाले डाइइलेक्ट्रिक पदार्थों का उपयोग करें, कॉपर फॉयल की खुरदरापन को नियंत्रित करें और ग्राउंड प्लेन की निरंतरता को अनुकूलित करें।

लेमिनेशन के बाद एनीलिंग प्रक्रिया द्वारा तनाव को दूर करने के लिए इसे 120-150℃ पर 2-3 घंटे तक रखा जाता है।

इसे आइसोप्रोपिल अल्कोहल, फ्लक्स आदि से पोंछने पर भी फूलने या रंग बदलने की समस्या से मुक्त होना चाहिए।

पौधों के बीच की दूरी ≥20 मिल रखें, घनी झाड़ियों से बचें और अत्यधिक गर्मी से बचें, साथ ही बेर के फूलों की तरह दिखने वाली छत को भी अपनाया जा सकता है।

पल्स्ड इलेक्ट्रोप्लेटिंग तकनीक, एनोड और बोर्ड के बीच की दूरी 10-15 सेमी, और एनोड की घुलनशीलता की नियमित रूप से जांच करना।

लेजर ड्रिलिंग की लागत लगभग 3-5 गुना अधिक होती है, लेकिन इसमें उच्च परिशुद्धता और छोटा छिद्र होता है।

सिल्वर इमर्शन वेल्डिंग तेज होती है, ENIG की विश्वसनीयता उच्च होती है, और OSP को 72 घंटों के भीतर वेल्डिंग पूरी करनी होती है।

ऊष्मीय तनाव को कम करने के लिए कॉपर फॉइल के समान सीटीई वाले सब्सट्रेट का चयन करें (जैसे कि लगभग 14ppm/℃ के सीटीई वाला उच्च टीजी एफआर-4)।

आईपीसी मानक के लिए ≤10 छिद्र/सेमी² की आवश्यकता होती है, और उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए ≤5 छिद्र/सेमी² की आवश्यकता होती है, जिसे थ्रू-होल इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा बेहतर बनाया जा सकता है।

पैड का व्यास = छेद का व्यास + 0.6 मिमी (पारंपरिक), और नक्काशी विचलन की भरपाई के लिए मोटे तांबे के मामलों में 0.1-0.2 मिमी की वृद्धि की आवश्यकता होती है।

काले सोल्डर रेसिस्ट में ऊष्मा का अवशोषण अधिक होता है, जिसका सतही तापमान सफेद सोल्डर रेसिस्ट की तुलना में 3-5℃ अधिक होता है, लेकिन समग्र ऊष्मा अपव्यय पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है।

निकल परत की मोटाई 3-5μm, सोने की परत की मोटाई 0.05-0.1μm, प्लेटिंग घोल का pH 4.8-5.2, तापमान 85-90℃।

इसमें रासायनिक माइक्रो-एचिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिसमें माइक्रो-एचिंग की मात्रा को 0.5-1 μm तक नियंत्रित किया जाता है, या फिर यांत्रिक ग्राइंडिंग उपचार का उपयोग किया जाता है।

पारंपरिक परीक्षण वोल्टेज 1000V AC/1 मिनट है, और उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए इसे बढ़ाकर 2000-5000V AC करने की आवश्यकता होती है।

3 औंस से कम कॉपर फ़ॉइल के लिए, एक तरफ़ा वायरिंग घनत्व 15 सेमी²/100 सेमी² से कम होने की अनुशंसा की जाती है, और बहु-परत बोर्डों को सिग्नल अखंडता और वर्तमान वहन क्षमता के बीच संतुलन बनाए रखने की आवश्यकता होती है।

यांत्रिक तनाव के तहत कोई फ्रैक्चर न हो, यह सुनिश्चित करने के लिए विस्तार दर ≥20% होनी चाहिए।

पारंपरिक बोर्डों की सटीकता ±50μm होती है, जबकि लेजर पोजिशनिंग सिस्टम का उपयोग करके उच्च गति वाले बोर्डों की सटीकता को ±25μm तक सुधारने की आवश्यकता होती है।

इसे बिना फफोले या दरार पड़े 280℃ पर 5 सेकंड के लिए रिफ्लो सोल्डरिंग का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।

90° पील टेस्ट का उपयोग प्रति इकाई चौड़ाई पर लगने वाले पील फोर्स को रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है, जिसका मानक ≥1.5N/mm है।

खराब इलेक्ट्रोप्लेटिंग फिलिंग को रोकने के लिए ब्लाइंड होल की गहराई और होल के व्यास का अनुपात (आस्पेक्ट रेशियो) ≤3:1 होना चाहिए।

संक्षारण प्रतिरोध सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोलेस निकेल प्लेटिंग परत में फास्फोरस की मात्रा 7%-9% के बीच नियंत्रित की जानी चाहिए।

कोटेड मिलिंग कटर (जैसे TiAlN कोटिंग वाले) का उपयोग किया जाता है, और मिलिंग कटर को नियमित रूप से बदला जाता है (प्रत्येक 50-100 मीटर प्रोसेसिंग के बाद बदला जाता है)।

इंपीडेंस की निरंतरता को नियंत्रित करें, वाया स्टब की लंबाई कम करें, डिफरेंशियल सिग्नल ट्रांसमिशन का उपयोग करें और एक शील्डिंग परत जोड़ें।

±10% (पारंपरिक) और उच्च परिशुद्धता वाले अनुप्रयोगों को ±5% के भीतर नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

क्रॉस-कट परीक्षण, और यह योग्य माना जाता है यदि टेप छीलने के बाद 脱落 क्षेत्र ≤5% हो।

धारा प्रवाह और सिग्नल वापसी को संतुलित करने के लिए ग्रिड के आकार की तांबे की ढलाई का उपयोग किया जाता है (ग्रिड रिक्ति ≤10 मिल)।

कॉपर फॉइल के विरूपण को रोकने के लिए तन्यता तनाव ≤15MPa, संपीडन तनाव ≤10MPa होना चाहिए।

मेटलोग्राफिक सेक्शन के अवलोकन से पुष्टि हुई है कि इसमें कोई रेजिन अवशेष या ड्रिलिंग मलबा नहीं है।

85℃/85% RH पर 168 घंटे तक रखने के बाद, रंग अंतर ΔE≤3.

Ra मान को मापने के लिए सरफेस प्रोफाइलर का उपयोग किया जाता है, और पारंपरिक तांबे की पन्नी का Ra मान ≤5μm होता है।

एक सिंगल 0.5 मिमी वाया लगभग 0.5-1 ए. करंट ले जा सकता है, और वाया की संख्या वास्तविक करंट की मांग के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए।

एक्स-रे फ्लोरेसेंस स्पेक्ट्रोमीटर (एक्सआरएफ) का उपयोग करके विभिन्न स्थानों पर तांबे की परत की मोटाई को मापा जाता है, जिसमें विचलन ≤10% होता है।

बाहरी आयाम में ±0.1 मिमी की सहनशीलता, कोण विचलन ±0.5 डिग्री।

टर्मिनल प्रतिबाधा का मिलान करें, ट्रेस टोपोलॉजी को अनुकूलित करें, और समकोण ट्रेस और प्रतिबाधा असंतुलन को कम करें।

हल्के ऑक्सीकरण का उपचार रासायनिक माइक्रो-एचिंग द्वारा किया जा सकता है, और गंभीर ऑक्सीकरण के लिए सतह का पुनः उपचार आवश्यक है।

स्क्रीन तनाव 25-35 एन/सेमी, स्क्वीजी दबाव 3-5 किलोग्राम/सेमी, गति 30-50 मिमी/सेकंड।

पावर लेयर और ग्राउंड लेयर एक दूसरे के बगल में स्थित हैं, सिग्नल लेयर बीच में सैंडविच की तरह हैं, और माध्यम की मोटाई की एकरूपता को नियंत्रित किया जाता है।

माइक्रो-विकर्स कठोरता परीक्षक का उपयोग किया जाता है, जिसमें परीक्षण बिंदुओं के बीच की दूरी ≥0.5 मिमी होती है, और औसत मान लिया जाता है।

मार्क पॉइंट पोजिशनिंग का उपयोग किया जाता है, और विचलन का पता लगाकर उसे AOI डिवाइस द्वारा ठीक किया जाता है।

500 बार रगड़ने (500 ग्राम दबाव) के बाद, कोई स्पष्ट घिसाव या तांबे का रिसाव नहीं दिखाई देता है।

बफर लेयर सामग्री (जैसे थर्मल कंडक्टिव एडहेसिव फिल्म) का उपयोग करें या स्ट्रेस रिलीफ स्लॉट डिजाइन करें।

रेजिन प्लगिंग + सरफेस इलेक्ट्रोप्लेटिंग का उपयोग किया जा सकता है, या सोल्डर पेस्ट फिलिंग और फिर क्योरिंग का उपयोग किया जा सकता है।

प्रति इकाई क्षेत्रफल में छिद्रों की संख्या की गणना करने के लिए गैस पारगम्यता विधि या धातुवैज्ञानिक सूक्ष्मदर्शी अवलोकन का उपयोग किया जाता है।

बहुत अधिक गति से खुरदरेपन की समस्या उत्पन्न हो सकती है, और बहुत कम गति से दक्षता प्रभावित होती है, जिसे तांबे की पन्नी की मोटाई के अनुसार समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

ट्रेस स्पेसिंग बढ़ाएँ (≥3W नियम), ग्राउंड शील्ड लाइनें डालें और रूटिंग लेयर आवंटन को अनुकूलित करें।

अवशिष्ट तनाव के कारण तांबे की पन्नी में विकृति और दरारें आ जाएंगी, जिससे दीर्घकालिक विश्वसनीयता कम हो जाएगी।

स्थानीय दोषों को मैन्युअल रूप से दोबारा प्रिंट किया जा सकता है, जबकि बड़े क्षेत्र के दोषों को दोबारा प्रिंट करके ठीक करना आवश्यक होता है।

वाया स्पेसिंग ≥20 मिल है, इनकी संख्या करंट ले जाने की मांग के अनुसार गणना की जाती है, और ये सममित रूप से वितरित होते हैं।

आंतरिक तनाव के मान को निर्धारित करने के लिए एक्स-रे विवर्तन विधि या तनाव वलय परीक्षण का उपयोग किया जाता है।

अधिक खुरदरापन असमान इलेक्ट्रोप्लेटिंग का कारण बनेगा और छेद वाले तांबे की मोटाई में अंतर को बढ़ाएगा।

यूवी एजिंग परीक्षण (500 घंटे) के बाद, कोई रंग परिवर्तन या चॉकिंग नहीं होती है।

हार्ड गोल्ड प्लेटिंग की इंसर्शन और एक्सट्रैक्शन लाइफ 1000 से अधिक बार होती है, जबकि इमर्शन गोल्ड प्रक्रिया की लाइफ लगभग 50-100 बार होती है।

ब्लाइंड और बरीड वाया की लागत थ्रू होल की तुलना में 30%-50% अधिक होती है, और मोटे तांबे के मामले में लागत में वृद्धि और भी अधिक महत्वपूर्ण होती है।