PCB in rame spesso

Si riferisce ai circuiti stampati con spessore della lamina di rame ≥3oz (105μm), utilizzati negli alimentatori ad alta potenza, nell'elettronica automobilistica, ecc.

Le specifiche comuni includono 3 oz, 4 oz, 5 oz, 6 oz, con un massimo di 20 oz.

I costi di produzione sono superiori del 30%-80% a causa della difficile incisione, dei lunghi tempi di galvanica e dell'elevato tasso di scarti.

Per un foglio di rame da 3 once, il valore convenzionale è 8 mil/8 mil, mentre con processi speciali si possono raggiungere 5 mil/5 mil.

Richiede una deposizione a lungo termine per garantire l'uniformità dello strato di rame. Lo spessore del rame nei fori deve raggiungere i 25-75 μm e sono soggette a differenze di spessore tra le aperture dei fori e le pareti.

Normalmente 0,8-1,2, valore che può essere aumentato a oltre 1,5 tramite incisione graduale o formatura laser.

Aumentare i fori di dissipazione del calore (apertura ≥0,4 mm), utilizzare materiali termoconduttivi a base metallica e progettare strati di lamina di rame di ampia superficie.

Per un foglio di rame da 1 oz, la capacità di trasporto di corrente di un cablaggio unilaterale con un aumento di temperatura di 10 ℃ è di circa 1 A/mm, mentre per un foglio da 3 oz è possibile aumentare la capacità a 2,5-3 A/mm.

Più spesso è il foglio di rame, peggiore è la flessibilità. La piegatura è sconsigliata per formati superiori a 6 once (circa 170 g), mentre il raggio minimo di curvatura per formati da 3 once (circa 85 g) è ≥5 mm.

Margine di larghezza della linea ≥20%, apertura minima ≥0,3 mm, spessore del rame del foro ≥25 μm e aumento della densità dei punti di prova.

La velocità di rotazione è inferiore del 20%-30% rispetto a quella dei PCB ordinari (circa 60.000-80.000 giri al minuto) e la velocità di avanzamento è di 0,02-0,04 mm/giro.

L'ENIG è adatto per segnali ad alta frequenza. L'OSP ha un costo contenuto ma una scarsa resistenza all'ossidazione. La placcatura in oro duro è adatta per connettori ad alta capacità di collegamento.

Nella banda di frequenza da 10 GHz, la perdita di segnale di un foglio di rame da 6 once è circa 1,5 dB/pollice superiore a quella di un foglio da 1 oncia.

Design simmetrico in lamina di rame, temperatura di laminazione 180-200℃, pressione 100-150 psi, velocità di raffreddamento ≤3℃/min.

Standard IPC ≤12,5μm, i segnali ad alta velocità richiedono ≤5μm, che può essere migliorato mediante deposizione chimica di rame + riempimento galvanico.

La media del settore è del 75%-85%, mentre la resa per quantità superiori a 6 once può scendere al di sotto del 70%.

Veicoli a nuova energia (colonne di ricarica, inverter), alimentatori industriali, alimentatori per server, settore aerospaziale e altri settori.

Le applicazioni convenzionali ad alta tensione da 0,8-1,2 mil richiedono 1,5-2 mil, che devono coprire la lamina di rame per evitare dispersioni.

Ridurre i processi speciali, uniformare lo spessore della lamina di rame, aumentare le dimensioni del lotto ed evitare troppi fori ciechi/interrati.

La capacità di trattamento della soluzione di placcatura in rame acida è di circa 100-150 Ah/L e le concentrazioni di ioni rame e ioni cloruro devono essere analizzate regolarmente.

Resistenza alla pelatura ≥1,5 N/mm (1 oz), 3 oz richiedono ≥2,5 N/mm.

Utilizzare un substrato con Tg elevato (≥170℃), una pressione di laminazione uniforme e rimuovere tempestivamente i detriti di perforazione dopo la perforazione.

Temperatura della soluzione di incisione alcalina 45-55℃, peso specifico 1,2-1,3, pressione di spruzzo 0,8-1,2 MPa.

I fori devono essere coperti al 100% con la maschera di saldatura e la dimensione dell'apertura deve essere 0,2-0,3 mm più grande dell'apertura stessa per evitare la fuoriuscita di saldatura.

Le variazioni di spessore della lamina di rame causano fluttuazioni di impedenza. È necessario simulare e ottimizzare la larghezza della linea e lo spessore del dielettrico con una tolleranza di ±5%.

Il processo convenzionale è di 0,3 mm, mentre la foratura laser può raggiungere 0,15 mm, ma con costi elevati.

Deve superare il test di immersione in stagno per tre volte a 260°C/10s senza separazione della parete del foro o distacco della lamina di rame.

Quando la rugosità Ra＞3μm, la perdita di segnale aumenta del 10%-15% ed è necessario un foglio di rame a bassa rugosità (VLP).

Adottare un design a lamina di rame a maglie, aumentare i percorsi di derivazione della corrente e la larghezza della linea dei percorsi chiave ≥10mil.

Convenzionale ≥4mil, l'alta tensione richiede ≥8mil per prevenire guasti da flashover.

Densità di corrente 0,8-1,2 A/dm², controllo preciso della concentrazione degli additivi e tempo di galvanizzazione 2-3 volte superiore a quello dei PCB ordinari.

Utilizzare uno strumento di misura ottico 3D, con deformazione ≤0,7% e deformazione locale ≤0,1 mm.

Tempo di immersione ≤3 secondi, angolo di bagnatura

Ottimizzare la progettazione del pannello, ridurre gli scarti di bordo e adottare un design di suddivisione in zone con spessore graduale della lamina di rame.

Concentrazione di ioni palladio 0,02-0,05 g/L, temperatura 30-35℃, tempo 10-15 minuti per garantire una copertura uniforme della parete del foro.

Uno spessore dielettrico di 1 mil può resistere a circa 500 V e la spaziatura dell'isolamento e della lamina di rame devono essere progettate in base al livello di tensione.

Umidità di stoccaggio ≤40%, temperatura ≤25℃, imballaggio tempestivo dopo il trattamento superficiale, utilizzando sacchetti antiumidità + essiccanti.

Velocità della fresa 25.000-30.000 giri al minuto, velocità di avanzamento 800-1200 mm/min per evitare sbavature sui bordi.

Cuocere a 150-160°C per 60-90 minuti, durezza ≥2H e adesione supera il test del taglio trasversale.

Larghezza dell'area divisa ≥20 mil, evitare angoli acuti e collegare diversi strati di potenza tramite array.

Durezza Vickers ≥80HV per prevenire danni meccanici e usura.

Processo DES, concentrazione di permanganato di potassio 80-100 g/L, temperatura 60-70℃, tempo 15-20 minuti.

Utilizzare materiali dielettrici con basso Dk/Df, controllare la rugosità della lamina di rame e ottimizzare la continuità del piano di massa.

Ricottura dopo la laminazione, mantenendo a 120-150°C per 2-3 ore per rilasciare lo stress.

Deve resistere alla pulizia con alcol isopropilico, flusso, ecc., senza gonfiarsi o scolorirsi.

Spaziatura ≥20mil, evitare surriscaldamenti eccessivi e si può adottare una disposizione a fiore di prugna.

Tecnologia di galvanica pulsata, distanza tra anodo e scheda 10-15 cm e controllo regolare della solubilità dell'anodo.

Il costo della perforazione laser è circa 3-5 volte superiore, ma con una precisione maggiore e un'apertura più piccola.

La saldatura a immersione in argento è veloce, ENIG ha un'elevata affidabilità e OSP deve completare la saldatura entro 72 ore.

Selezionare un substrato con un CTE simile a quello del foglio di rame (come FR-4 ad alta Tg con un CTE di circa 14 ppm/℃) per ridurre lo stress termico

Lo standard IPC richiede ≤10 pori/cm², mentre le applicazioni ad alta affidabilità richiedono ≤5 pori/cm², valore che può essere migliorato mediante galvanica passante.

Diametro del pad = diametro del foro + 0,6 mm (convenzionale); nelle custodie in rame spesso è necessario un aumento di 0,1-0,2 mm per compensare la deviazione dell'incisione.

Il resist di saldatura nero ha un forte assorbimento del calore, con una temperatura superficiale di 3-5 °C superiore a quella del resist di saldatura bianco, ma ha un impatto minimo sulla dissipazione complessiva del calore.

Spessore dello strato di nichel 3-5μm, spessore dello strato d'oro 0,05-0,1μm, pH della soluzione di placcatura 4,8-5,2, temperatura 85-90℃.

Viene utilizzato un processo di microincisione chimica, con quantità di microincisione controllata a 0,5-1 μm, oppure un trattamento di macinazione meccanica.

La tensione di prova convenzionale è di 1000 V CA/1 minuto, mentre le applicazioni ad alta tensione richiedono un aumento a 2000-5000 V CA.

Con un foglio di rame da 3 once, si consiglia che la densità del cablaggio monolaterale sia ≤15 cm²/100 cm² e che le schede multistrato bilancino l'integrità del segnale e la capacità di trasporto di corrente.

Il tasso di allungamento deve essere ≥20% per garantire che non si verifichino fratture sotto stress meccanico.

±50μm (convenzionale) e le schede ad alta velocità devono essere migliorate a ±25μm, utilizzando un sistema di posizionamento laser.

Deve resistere alla saldatura a riflusso a 280°C per 5 secondi senza formare bolle o crepe.

Il test di pelatura a 90° viene utilizzato per registrare la forza di pelatura per unità di larghezza, con lo standard ≥1,5 N/mm.

Il rapporto tra la profondità del foro cieco e il diametro del foro (rapporto d'aspetto) ≤3:1 per evitare un riempimento galvanico scadente.

Per garantire la resistenza alla corrosione, il contenuto di fosforo nello strato di nichelatura chimica deve essere controllato al 7%-9%.

Vengono utilizzate frese rivestite (ad esempio con rivestimento TiAlN) e le frese vengono sostituite regolarmente (ogni 50-100㎡ di lavorazione).

Controllare la continuità dell'impedenza, ridurre la lunghezza dello Stub, utilizzare la trasmissione del segnale differenziale e aggiungere uno strato di schermatura.

±10% (convenzionale) e le applicazioni ad alta precisione devono essere controllate entro ±5%.

Il test di taglio trasversale è valido se l'area di taglio dopo la rimozione del nastro è ≤5%.

Per bilanciare il trasporto di corrente e il ritorno del segnale, viene utilizzata una colata di rame a griglia (spaziatura della griglia ≤10 mil).

Sollecitazione di trazione ≤15 MPa, sollecitazione di compressione ≤10 MPa, per impedire la deformazione della lamina di rame.

Nessun residuo di resina o detriti di perforazione, confermato dall'osservazione della sezione metallografica.

Dopo l'invecchiamento a 85℃/85% RH per 168 ore, la differenza di colore ΔE≤3.

Per misurare il valore Ra si utilizza un profilatore di superficie; il valore Ra di un foglio di rame convenzionale è ≤5μm.

Un singolo foro passante da 0,5 mm può trasportare circa 0,5-1 A e il numero di fori passanti deve essere determinato in base alla richiesta di corrente effettiva.

Per misurare lo spessore dello strato di rame in diverse posizioni, con una deviazione ≤10%, si utilizza uno spettrometro a fluorescenza a raggi X (XRF).

Tolleranza dimensionale del contorno ±0,1 mm, deviazione angolare ±0,5°.

Adattare l'impedenza del terminale, ottimizzare la topologia della traccia e ridurre le tracce ad angolo retto e le discontinuità di impedenza.

Una leggera ossidazione può essere trattata con microincisione chimica, mentre un'ossidazione grave richiede un trattamento di ripristino della superficie.

Tensione dello schermo 25-35 N/cm, pressione della racla 3-5 kg/cm, velocità 30-50 mm/s.

Lo strato di potenza e lo strato di terra sono adiacenti, gli strati di segnale sono inseriti nel mezzo e l'uniformità dello spessore del mezzo è controllata.

Si utilizza un durometro micro-Vickers, con distanza tra i punti di prova ≥0,5 mm, e si prende il valore medio.

Viene utilizzato il posizionamento del punto di marcatura e la deviazione viene rilevata e compensata da un dispositivo AOI.

Dopo 500 sfregamenti (pressione 500 g), non si nota alcuna usura evidente o esposizione del rame.

Utilizzare materiali con strato tampone (ad esempio pellicole adesive termoconduttive) o progettare fessure per la riduzione delle sollecitazioni.

È possibile utilizzare la resinatura + galvanica superficiale oppure il riempimento con pasta saldante e successiva polimerizzazione.

Per calcolare il numero di pori per unità di superficie si utilizza il metodo della permeazione del gas o l'osservazione al microscopio metallografico.

Una velocità troppo elevata tende a produrre sbavature, mentre una velocità troppo bassa influisce sull'efficienza, che deve essere regolata in base allo spessore della lamina di rame.

Aumentare la spaziatura delle tracce (regola ≥3W), inserire linee di schermatura di terra e ottimizzare l'allocazione del livello di routing.

Le sollecitazioni residue possono causare deformazioni e crepe nella lamina di rame, riducendone l'affidabilità a lungo termine.

I difetti locali possono essere ristampati manualmente, mentre i difetti di grandi dimensioni devono essere ristampati e curati.

La spaziatura delle vie è ≥20mil, il numero viene calcolato in base alla richiesta di corrente e sono distribuiti simmetricamente.

Per quantificare il valore dello stress interno si utilizza il metodo della diffrazione dei raggi X o il test dell'anello di stress.

Un'elevata rugosità causerà una galvanizzazione non uniforme e aumenterà la differenza di spessore del rame del foro.

Dopo il test di invecchiamento UV (500 ore), non si è verificato alcuno scolorimento o sfarinamento.

La placcatura in oro duro ha una durata di inserimento ed estrazione >1000 volte, mentre il processo di immersione dell'oro è di circa 50-100 volte.

Il costo dei fori ciechi e interrati è superiore del 30%-50% rispetto a quello dei fori passanti e l'aumento dei costi è più significativo nel caso del rame spesso.