PCB tembaga tebal

Istilah ini merujuk pada papan sirkuit tercetak dengan ketebalan foil tembaga ≥3oz (105μm), yang digunakan dalam catu daya berdaya tinggi, elektronik otomotif, dan lain-lain.

Spesifikasi umum meliputi 3oz, 4oz, 5oz, 6oz, dengan maksimum 20oz.

Biaya produksi 30%-80% lebih tinggi karena proses etsa yang sulit, waktu pelapisan listrik yang lama, dan tingkat limbah yang tinggi.

Untuk lembaran tembaga 3oz, ketebalan konvensional adalah 8mil/8mil, dan proses khusus dapat mencapai 5mil/5mil.

Proses pengendapan jangka panjang diperlukan untuk memastikan keseragaman lapisan tembaga. Ketebalan tembaga pada lubang perlu mencapai 25-75μm, dan perbedaan ketebalan antara bukaan lubang dan dinding rentan terjadi.

Biasanya 0,8-1,2, yang dapat ditingkatkan hingga di atas 1,5 dengan etsa bertahap atau pembentukan laser.

Tingkatkan jalur pembuangan panas (apertur ≥0,4 mm), gunakan material penghantar panas berbasis logam, dan rancang lapisan foil tembaga area luas.

Untuk foil tembaga 1oz, kapasitas daya hantar arus pada pengkabelan satu sisi pada kenaikan suhu 10℃ adalah sekitar 1A/mm, dan untuk foil 3oz dapat ditingkatkan menjadi 2,5-3A/mm.

Semakin tebal lembaran tembaga, semakin buruk kelenturannya. Pembengkokan tidak disarankan untuk berat di atas 6 ons, dan radius pembengkokan minimum untuk berat 3 ons adalah ≥5 mm.

Margin lebar garis ≥20%, bukaan minimum ≥0,3mm, ketebalan tembaga lubang ≥25μm, dan peningkatan kepadatan titik uji.

Kecepatan putarannya 20%-30% lebih rendah daripada PCB biasa (sekitar 60.000-80.000 putaran per menit), dan laju umpannya adalah 0,02-0,04 mm/putaran.

ENIG cocok untuk sinyal frekuensi tinggi. OSP memiliki biaya rendah tetapi ketahanan oksidasi yang lemah. Pelapisan emas keras cocok untuk konektor dengan daya cengkeram tinggi.

Pada pita frekuensi 10 GHz, kehilangan sinyal pada foil tembaga 6 ons sekitar 1,5 dB/inci lebih tinggi daripada foil tembaga 1 ons.

Desain foil tembaga simetris, suhu laminasi 180-200℃, tekanan 100-150psi, laju pendinginan ≤3℃/menit.

Standar IPC ≤12,5μm, sinyal kecepatan tinggi memerlukan ≤5μm, yang dapat ditingkatkan dengan pengendapan tembaga kimia + pengisian pelapisan listrik.

Rata-rata industri adalah 75%-85%, dan hasil untuk di atas 6 ons mungkin turun di bawah 70%.

Kendaraan energi baru (staf pengisian daya, inverter), catu daya industri, catu daya server, kedirgantaraan, dan bidang lainnya.

Untuk aplikasi tegangan tinggi konvensional, dibutuhkan ketebalan 0,8-1,2 mil, sedangkan untuk aplikasi tegangan tinggi dibutuhkan ketebalan 1,5-2 mil, yang perlu menutupi lapisan tembaga untuk mencegah perembesan arus.

Kurangi proses khusus, satukan ketebalan foil tembaga, perluas ukuran batch, dan hindari terlalu banyak vias buta/terkubur.

Kapasitas pengolahan larutan pelapisan tembaga asam adalah sekitar 100-150 Ah/L, dan konsentrasi ion tembaga dan ion klorida perlu dianalisis secara berkala.

Kekuatan kupas ≥1,5N/mm (1oz), 3oz membutuhkan ≥2,5N/mm.

Gunakan substrat dengan Tg tinggi (≥170℃), tekanan laminasi yang seragam, dan segera bersihkan serpihan hasil pengeboran setelah pengeboran.

Suhu larutan etsa alkali 45-55℃, berat jenis 1,2-1,3, tekanan semprot 0,8-1,2MPa.

Via harus tertutup 100% oleh solder mask, dan ukuran lubangnya 0,2-0,3 mm lebih besar dari aperture untuk mencegah luapan solder.

Perubahan ketebalan foil tembaga menyebabkan fluktuasi impedansi. Oleh karena itu, perlu dilakukan simulasi dan optimasi lebar garis dan ketebalan dielektrik dengan toleransi ±5%.

Proses konvensional menghasilkan ketebalan 0,3 mm, sedangkan pengeboran laser dapat mencapai 0,15 mm tetapi dengan biaya yang tinggi.

Produk ini harus lolos uji perendaman timah tiga kali pada suhu 260℃/10 detik tanpa pemisahan dinding lubang atau pengelupasan lapisan tembaga.

Ketika kekasaran Ra＞3μm, kehilangan sinyal meningkat sebesar 10%-15%, dan diperlukan foil tembaga dengan kekasaran rendah (VLP).

Mengadopsi desain foil tembaga jala, meningkatkan jalur shunt arus, dan lebar garis jalur utama ≥10 mil.

Ketebalan konvensional ≥4 mil, tegangan tinggi memerlukan ≥8 mil untuk mencegah kerusakan akibat sambaran petir.

Kepadatan arus 0,8-1,2A/dm², kontrol yang tepat terhadap konsentrasi aditif, dan waktu pelapisan listrik 2-3 kali lebih lama daripada PCB biasa.

Gunakan instrumen pengukuran optik 3D, dengan kelengkungan ≤0,7% dan deformasi lokal ≤0,1 mm.

Waktu perendaman ≤3 detik, sudut pembasahan

Optimalkan desain panel, kurangi pemborosan di bagian tepi, dan terapkan desain zona ketebalan foil tembaga bertingkat.

Konsentrasi ion paladium 0,02-0,05 g/L, suhu 30-35℃, waktu 10-15 menit untuk memastikan cakupan yang seragam pada dinding lubang.

Ketebalan dielektrik 1 mil dapat menahan sekitar 500V, dan jarak isolasi serta jarak foil tembaga perlu dirancang sesuai dengan tingkat tegangan.

Kelembaban penyimpanan ≤40%, suhu ≤25℃, pengemasan tepat waktu setelah perawatan permukaan, menggunakan kantong kedap lembap + pengering.

Kecepatan pemotongan 25.000-30.000 putaran per menit, laju umpan 800-1200 mm/menit untuk mencegah gerinda tepi.

Panggang pada suhu 150-160℃ selama 60-90 menit, kekerasan ≥2H, dan daya rekat lolos uji potong melintang.

Lebar area yang terbagi ≥20mil, hindari sudut lancip, dan hubungkan lapisan daya yang berbeda dengan susunan via.

Kekerasan Vickers ≥80HV untuk mencegah kerusakan mekanis dan keausan.

Proses DES, konsentrasi kalium permanganat 80-100 g/L, suhu 60-70℃, waktu 15-20 menit.

Gunakan material dielektrik dengan nilai Dk/Df rendah, kendalikan kekasaran foil tembaga, dan optimalkan kontinuitas bidang ground.

Setelah proses laminasi, dilakukan proses annealing pada suhu 120-150℃ selama 2-3 jam untuk menghilangkan tegangan.

Bahan tersebut harus tahan terhadap pengelapan dengan isopropil alkohol, fluks, dll., tanpa membengkak atau berubah warna.

Jarak tanam ≥20 mil, hindari kepadatan yang menyebabkan panas berlebih, dan tata letak seperti bunga plum dapat diterapkan.

Teknologi pelapisan listrik berdenyut, jarak anoda ke papan 10-15 cm, dan pemeriksaan kelarutan anoda secara berkala.

Biaya pengeboran laser sekitar 3-5 kali lipat, tetapi dengan presisi lebih tinggi dan bukaan yang lebih kecil.

Pengelasan celup perak cepat, ENIG memiliki keandalan tinggi, dan OSP perlu menyelesaikan pengelasan dalam waktu 72 jam.

Pilih substrat dengan CTE yang mirip dengan foil tembaga (seperti FR-4 dengan Tg tinggi dan CTE sekitar 14ppm/℃) untuk mengurangi tekanan termal.

Standar IPC mensyaratkan ≤10 pori/cm², dan aplikasi dengan keandalan tinggi mensyaratkan ≤5 pori/cm², yang dapat ditingkatkan dengan pelapisan elektrokimia melalui lubang.

Diameter bantalan = diameter lubang + 0,6 mm (konvensional), dan peningkatan sebesar 0,1-0,2 mm diperlukan pada casing tembaga tebal untuk mengkompensasi penyimpangan etsa.

Lapisan pelindung solder berwarna hitam memiliki daya serap panas yang kuat, dengan suhu permukaan 3-5℃ lebih tinggi daripada lapisan pelindung solder berwarna putih, tetapi dampaknya terhadap pembuangan panas secara keseluruhan relatif kecil.

Ketebalan lapisan nikel 3-5μm, ketebalan lapisan emas 0,05-0,1μm, pH larutan pelapisan 4,8-5,2, suhu 85-90℃.

Proses pengukiran mikro secara kimia digunakan, dengan jumlah pengukiran mikro dikontrol pada 0,5-1μm, atau perlakuan penggerindaan mekanis.

Tegangan uji konvensional adalah 1000V AC/1 menit, dan aplikasi tegangan tinggi memerlukan peningkatan menjadi 2000-5000V AC.

Pada lapisan tembaga di bawah 3oz, kepadatan pengkabelan satu sisi disarankan ≤15cm²/100cm², dan papan multi-lapisan perlu menyeimbangkan integritas sinyal dan kapasitas daya hantar arus.

Tingkat pemanjangan harus ≥20% untuk memastikan tidak terjadi patahan akibat tekanan mekanis.

±50μm (konvensional), dan papan berkecepatan tinggi perlu ditingkatkan menjadi ±25μm, menggunakan sistem pemosisian laser.

Bahan ini harus mampu menahan proses penyolderan reflow pada suhu 280℃ selama 5 detik tanpa melepuh atau retak.

Uji kupas 90° digunakan untuk mencatat gaya kupas per satuan lebar, dengan standar ≥1,5N/mm.

Rasio kedalaman lubang buta terhadap diameter lubang (rasio aspek) ≤3:1 untuk mencegah pengisian pelapisan listrik yang buruk.

Kandungan fosfor dalam lapisan pelapisan nikel tanpa listrik harus dikendalikan pada angka 7%-9% untuk memastikan ketahanan terhadap korosi.

Mata pisau penggilingan yang dilapisi (seperti lapisan TiAlN) digunakan, dan mata pisau penggilingan diganti secara berkala (diganti setiap 50-100㎡ pemrosesan).

Kontrol kontinuitas impedansi, kurangi panjang stub via, gunakan transmisi sinyal diferensial, dan tambahkan lapisan pelindung.

±10% (konvensional), dan aplikasi presisi tinggi perlu dikontrol dalam ±5%.

Uji sayatan silang, dan dinyatakan memenuhi syarat jika area lipatan setelah pengelupasan plester ≤5%.

Penuangan tembaga berbentuk kisi digunakan (jarak antar kisi ≤10 mil) untuk menyeimbangkan penghantaran arus dan pengembalian sinyal.

Tegangan tarik ≤15MPa, tegangan tekan ≤10MPa, untuk mencegah deformasi lembaran tembaga.

Tidak ditemukan residu resin atau serpihan pengeboran, yang dikonfirmasi melalui pengamatan penampang metalografi.

Setelah penuaan pada suhu 85℃/85% RH selama 168 jam, perbedaan warna ΔE≤3.

Profiler permukaan digunakan untuk mengukur nilai Ra, dan nilai Ra dari foil tembaga konvensional adalah ≤5μm.

Satu via berukuran 0,5 mm dapat mengalirkan arus sekitar 0,5-1A, dan jumlah via perlu ditentukan sesuai dengan kebutuhan arus aktual.

Spektrometer fluoresensi sinar-X (XRF) digunakan untuk mengukur ketebalan lapisan tembaga pada posisi yang berbeda, dengan deviasi ≤10%.

Toleransi dimensi garis luar ±0,1 mm, deviasi sudut ±0,5°.

Sesuaikan impedansi terminal, optimalkan topologi jalur, dan kurangi jalur siku-siku serta diskontinuitas impedansi.

Oksidasi ringan dapat diatasi dengan pengikisan mikro kimia, dan oksidasi parah memerlukan perawatan permukaan ulang.

Tegangan layar 25-35N/cm, tekanan squeegee 3-5kg/cm, kecepatan 30-50mm/s.

Lapisan daya dan lapisan dasar bersebelahan, lapisan sinyal diapit di tengah, dan keseragaman ketebalan medium dikontrol.

Digunakan alat uji kekerasan mikro-Vickers, dengan jarak antar titik uji ≥0,5 mm, dan nilai rata-ratanya diambil.

Penentuan posisi menggunakan titik penanda, dan penyimpangan dideteksi serta dikompensasi oleh perangkat AOI.

Setelah 500 kali gosokan (tekanan 500g), tidak ada tanda-tanda keausan atau paparan tembaga yang terlihat.

Gunakan bahan lapisan penyangga (seperti film perekat konduktif termal) atau rancang slot peredam tegangan.

Penyumbatan resin + pelapisan listrik permukaan dapat digunakan, atau pengisian pasta solder lalu pengeringan.

Metode permeasi gas atau pengamatan mikroskop metalografi digunakan untuk menghitung jumlah pori per satuan luas.

Kecepatan yang terlalu tinggi cenderung menghasilkan gerinda, dan kecepatan yang terlalu rendah memengaruhi efisiensi, yang perlu disesuaikan dengan ketebalan foil tembaga.

Tingkatkan jarak antar jalur (aturan ≥3W), sisipkan jalur pelindung ground, dan optimalkan alokasi lapisan routing.

Tegangan sisa akan menyebabkan deformasi dan retak pada lapisan tembaga, sehingga mengurangi keandalan jangka panjang.

Cacat lokal dapat dicetak ulang secara manual, sedangkan cacat area luas perlu dicetak ulang dan dikeringkan.

Jarak antar via ≥20 mil, jumlahnya dihitung sesuai dengan kebutuhan daya hantar arus, dan didistribusikan secara simetris.

Metode difraksi sinar-X atau uji cincin tegangan digunakan untuk mengukur nilai tegangan internal.

Permukaan yang sangat kasar akan menyebabkan pelapisan listrik yang tidak merata dan meningkatkan perbedaan ketebalan tembaga pada lubang tersebut.

Setelah uji penuaan UV (500 jam), tidak ada perubahan warna atau pengapuran.

Pelapisan emas keras memiliki masa pakai penyisipan dan pencabutan lebih dari 1000 kali, sedangkan proses pelapisan emas celup sekitar 50-100 kali.

Biaya pembuatan vias buta dan vias terpendam 30%-50% lebih tinggi daripada biaya pembuatan lubang tembus, dan peningkatan biaya ini lebih signifikan jika menggunakan tembaga tebal.