PCB נחושת עבה

זה מתייחס למעגלים מודפסים בעלי עובי נייר נחושת של ≥3oz (105μm), המשמשים בספקי כוח בעלי הספק גבוה, אלקטרוניקה לרכב וכו'.

מפרטים נפוצים כוללים 3oz, 4oz, 5oz, 6oz, עם מקסימום של 20oz.

עלות הייצור גבוהה ב-30%-80% עקב קשה בתהליך האיכול, זמן ציפוי אלקטרוליטי ארוך ושיעור גרוטאות גבוה.

עבור נייר נחושת של 3oz, קונבנציונלי הוא 8mil/8mil, ותהליכים מיוחדים יכולים להשיג 5mil/5mil.

נדרשת שקיעת שכבה ארוכת טווח כדי להבטיח אחידות של שכבת הנחושת. עובי הנחושת של החור צריך להגיע ל-25-75 מיקרומטר, וייתכנו הבדלי עובי בין פתחי החור לדפנות.

בדרך כלל 0.8-1.2, אשר ניתן להגדיל למעל 1.5 על ידי איכול מדורג או עיצוב בלייזר.

הגדלת פתחי פיזור חום (צמצם ≥0.4 מ"מ), שימוש בחומרים מוליכים תרמיים מבוססי מתכת, ותכנן שכבות נייר נחושת בעלות שטח גדול.

עבור נייר נחושת בעובי 1 אונקיה, קיבולת נשיאת הזרם של חיווט חד-צדדי בעליית טמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס היא כ-1 אמפר/מ"מ, וניתן להגדיל את 3 אונקיות ל-2.5-3 אמפר/מ"מ.

ככל שנייר הנחושת עבה יותר, כך הגמישות גרועה יותר. כיפוף אינו מומלץ עבור נייר בעל משקל מעל 170 גרם, ורדיוס הכיפוף המינימלי עבור נייר בעל משקל של 90 גרם הוא ≥5 מ"מ.

מרווח רוחב קו ≥20%, צמצם מינימלי ≥0.3 מ"מ, עובי נחושת חור ≥25 מיקרומטר, והגדלת צפיפות נקודות הבדיקה.

מהירות הסיבוב נמוכה ב-20%-30% מזו של PCB רגיל (כ-60,000-80,000 סיבובים לדקה), וקצב ההזנה הוא 0.02-0.04 מ"מ/סיבוב.

ENIG מתאים לאותות בתדר גבוה. ל-OSP עלות נמוכה אך עמידות חלשה לחמצון. ציפוי זהב קשה מתאים למחברים בעלי חיבורים גבוהים.

בתחום התדרים 10GHz, אובדן האות של נייר נחושת במשקל 6oz גבוה בכ-1.5dB/inch מזה של נייר נחושת במשקל 1oz.

עיצוב סימטרי של נייר נחושת, טמפרטורת למינציה 180-200 ℃, לחץ 100-150psi, קצב קירור ≤3 ℃/דקה.

תקן IPC ≤12.5μm, אותות במהירות גבוהה דורשים ≤5μm, אשר ניתן לשפר על ידי שיקוע נחושת כימי + מילוי אלקטרוליטי.

ממוצע התעשייה הוא 75%-85%, והתפוקה עבור משקאות מעל 6oz עשויה לרדת מתחת ל-70%.

כלי רכב לאנרגיה חדשה (ערימות טעינה, ממירים), ספקי כוח תעשייתיים, ספקי כוח לשרתים, תעופה וחלל ותחומים אחרים.

יישומים קונבנציונליים של 0.8-1.2 מיל במתח גבוה דורשים 1.5-2 מיל, אשר צריכים לכסות את נייר הנחושת כדי למנוע זחילה.

צמצום תהליכים מיוחדים, אחדות את עובי רדיד הנחושת, הרחבת גודל האצווה והימנעות ממעברים עיוורים/קבורים רבים מדי.

קיבולת הטיפול של תמיסת ציפוי נחושת חומצית היא כ-100-150Ah/L, ויש לנתח באופן קבוע את ריכוזי יוני הנחושת ויוני הכלוריד.

חוזק קילוף ≥1.5N/mm (1oz), 3oz דורש ≥2.5N/mm.

השתמש במצע בעל Tg גבוה (≥170℃), לחץ למינציה אחיד, והסר פסולת קידוח בזמן לאחר הקידוח.

טמפרטורת תמיסת איכול אלקליין 45-55 ℃, משקל סגולי 1.2-1.3, לחץ ריסוס 0.8-1.2MPa.

יש לכסות את הוויות ב-100% במסכת הלחמה, וגודל הפתח גדול ב-0.2-0.3 מ"מ מהפתח כדי למנוע הצפת הלחמה.

שינויים בעובי נייר הנחושת גורמים לתנודות בעכבה. יש צורך לדמות ולמטב את רוחב הקו ועובי הדיאלקטרי עם סובלנות של ±5%.

תהליך קונבנציונלי הוא 0.3 מ"מ, וקידוח לייזר יכול להגיע ל-0.15 מ"מ אך בעלות גבוהה.

עליו לעבור את מבחן טבילה שלוש פעמים בטמפרטורה של 260℃/10s ללא הפרדת דופן החור או קילוף נייר הנחושת.

כאשר החספוס Ra > 3 מיקרומטר, אובדן האות עולה ב-10%-15%, ונדרש נייר נחושת בעל חספוס נמוך (VLP).

אימוץ עיצוב רדיד נחושת רשת, הגדלת נתיבי שאנט הנוכחיים, ורוחב הקו של נתיבי המפתח ≥10mil.

מתח גבוה קונבנציונלי ≥4mil, דורש ≥8mil כדי למנוע התמוטטות הבזק.

צפיפות זרם 0.8-1.2A/dm², שליטה מדויקת בריכוז התוסף וזמן ציפוי אלקטרוליטי הוא פי 2-3 מזה של PCB רגיל.

השתמשו במכשיר מדידה אופטי תלת-ממדי, עם עיוות ≤0.7% ועיוות מקומי ≤0.1 מ"מ.

זמן טבילה ≤3 שניות, זווית הרטבה

בצע אופטימיזציה של עיצוב הפאנל, צמצם בזבוז גבולות ואמץ עיצוב מדורג של אזורי עובי רדיד נחושת.

ריכוז יוני פלדיום 0.02-0.05 גרם/ליטר, טמפרטורה 30-35 ℃, זמן 10-15 דקות כדי להבטיח כיסוי אחיד של דופן החור.

עובי דיאלקטרי של 1 מיל יכול לעמוד בכ-500 וולט, ויש לתכנן את מרווח הבידוד ומרווח נייר הנחושת בהתאם לרמת המתח.

לחות אחסון ≤40%, טמפרטורה ≤25℃, אריזה בזמן לאחר טיפול פני השטח, שימוש בשקיות אטומות לחות + חומרי ייבוש.

מהירות כרסום 25,000-30,000 סיבובים לדקה, קצב הזנה 800-1200 מ"מ/דקה למניעת קוצים בקצה.

אפו ב-150-160 ℃ למשך 60-90 דקות, קשיות ≥2H, והידבקות עוברת את מבחן החיתוך הרוחבי.

רוחב האזור המחולק ≥20mil, יש להימנע מזוויות חדות, ולחבר שכבות הספק שונות באמצעות מערכי ויה.

קשיות ויקרס ≥80HV למניעת נזק מכני ובלאי.

תהליך DES, ריכוז אשלגן פרמנגנט 80-100 גרם/ליטר, טמפרטורה 60-70 ℃, זמן 15-20 דקות.

השתמש בחומרים דיאלקטריים בעלי Dk/Df נמוכים, שלוט בחספוס נייר הנחושת וייעל את רציפות מישור ההארקה.

חישול לאחר למינציה, שמירה על טמפרטורה של 120-150 ℃ למשך 2-3 שעות לשחרור מתחים.

זה צריך לעמוד בפני ניגוב עם אלכוהול איזופרופילי, פלסום וכו', מבלי להתנפח או לשנות את צבעו.

מרווח של ≥20mil, הימנעו מחימום יתר צפוף, וניתן לאמץ פריסת פריחת שזיף.

טכנולוגיית ציפוי אלקטרוליטי בפעימות, מרווח בין אנודה ללוח 10-15 ס"מ, ובדיקה קבועה של מסיסות האנודה.

עלות קידוח לייזר היא בערך פי 3-5, אך עם דיוק גבוה יותר וצמצם קטן יותר.

ריתוך טבילה בכסף הוא מהיר, ל-ENIG יש אמינות גבוהה, ול-OSP יש צורך להשלים את הריתוך תוך 72 שעות.

בחרו מצע עם מתח תרמי (CTE) דומה לזה של נייר נחושת (כגון FR-4 בעל Tg גבוה ו-CTE של כ-14ppm/℃) כדי להפחית את הלחץ התרמי.

תקן IPC דורש ≤10 נקבוביות/סמ"ר, ויישומים בעלי אמינות גבוהה דורשים ≤5 נקבוביות/סמ"ר, וניתן לשפר זאת על ידי ציפוי אלקטרוליטי דרך חורים.

קוטר הפדים = קוטר החור + 0.6 מ"מ (קונבנציונלי), ונדרשת עלייה של 0.1-0.2 מ"מ במארזי נחושת עבים כדי לפצות על סטיית איכול.

להתנגדות הלחמה שחורה יש ספיגת חום חזקה, עם טמפרטורת פני שטח גבוהה ב-3-5 מעלות צלזיוס מזו של התנגדות הלחמה לבנה, אך יש לה השפעה מועטה על פיזור החום הכולל.

עובי שכבת ניקל 3-5 מיקרומטר, עובי שכבת זהב 0.05-0.1 מיקרומטר, תמיסת ציפוי pH 4.8-5.2, טמפרטורה 85-90 ℃.

נעשה שימוש בתהליך מיקרו-איכול כימי, כאשר כמות המיקרו-איכול נשלטת על 0.5-1 מיקרומטר, או טיפול טחינה מכני.

מתח בדיקה קונבנציונלי הוא 1000V AC/דקה, ויישומים במתח גבוה דורשים עלייה ל-2000-5000V AC.

מתחת לרדיד נחושת של 3oz, צפיפות החיווט החד-צדדית מומלצת להיות ≤15 סמ"ר/100 סמ"ר, ולוחות רב-שכבתיים צריכים לאזן בין שלמות האות לקיבולת נשיאת הזרם.

קצב ההתארכות צריך להיות ≥20% כדי להבטיח שלא יהיה שבר תחת לחץ מכני.

יש לשפר את הלוחות בעובי של ±50 מיקרון (קונבנציונלי) ומהירות גבוהה ל-±25 מיקרון, באמצעות מערכת מיקום לייזר.

זה צריך לעמוד בהלחמת reflow ב-280℃ למשך 5 שניות מבלי להיווצר שלפוחיות או סדקים.

מבחן הקילוף של 90° משמש לרישום כוח הקילוף ליחידת רוחב, כאשר התקן הוא ≥1.5 ניוטון/מ"מ.

היחס בין עומק חור עיוור לקוטר החור (יחס גובה-רוחב) ≤3:1 כדי למנוע מילוי לקוי בציפוי אלקטרוליטי.

יש לשלוט על תכולת הזרחן בשכבת ציפוי הניקל ללא אלקטרוליטי ב-7%-9% כדי להבטיח עמידות בפני קורוזיה.

נעשה שימוש בחותכי כרסום מצופים (כגון ציפוי TiAlN), ומוחלפים באופן קבוע (מוחלפים כל 50-100㎡ של עיבוד).

שלוט ברציפות העכבה, צמצום באמצעות אורך ה-Stub, שימוש בהעברת אות דיפרנציאלית והוספת שכבת מיגון.

±10% (קונבנציונלי), ויישומים בעלי דיוק גבוה צריכים להיות מבוקרים בטווח של ±5%.

בדיקת חיתוך צולב, והיא מוסמכת אם שטח ה-脱落 לאחר קילוף הסרט הוא ≤5%.

יציקת נחושת בצורת רשת (מרווח רשת ≤10 מיל) משמשת לאיזון נשיאת זרם והחזרת אות.

מאמץ מתיחה ≤15MPa, מאמץ דחיסה ≤10MPa, כדי למנוע עיוות של נייר הנחושת.

ללא שאריות שרף או פסולת קידוח, אושר על ידי תצפית בחתך מטלוגרפי.

לאחר יישון בטמפרטורה של 85℃/85% לחות יחסית למשך 168 שעות, הפרש הצבע ΔE≤3.

מכשיר למדידת פרופילי פני השטח משמש למדידת ערך ה-Ra, וערך ה-Ra של רדיד נחושת קונבנציונלי הוא ≤5 מיקרומטר.

ויה יחיד של 0.5 מ"מ יכול לשאת כ-0.5-1A, ויש לקבוע את מספר ה-vias בהתאם לדרישת הזרם בפועל.

ספקטרומטר פלואורסצנטי של קרני רנטגן (XRF) משמש למדידת עובי שכבת הנחושת במיקומים שונים, עם סטייה של ≤10%.

סבילות למידות מתאר ±0.1 מ"מ, סטיית זווית ±0.5°.

התאמת עכבת הדק, אופטימיזציה של טופולוגיית העקיבה והפחתת עקבות בזווית ישרה ואי-רציפות עכבה.

ניתן לטפל בחמצון קל באמצעות מיקרו-איכול כימי, וחמצון חמור דורש טיפול מחדש של פני השטח.

מתח מסך 25-35 ניוטון/ס"מ, לחץ מגב 3-5 ק"ג/ס"מ, מהירות 30-50 מ"מ/שנייה.

שכבת ההספק ושכבת הקרקע סמוכות זו לזו, שכבות האות דחוקות באמצע, ואחידות עובי המדיום נשלטת.

נעשה שימוש בבודק קשיות מיקרו-ויקרס, כאשר המרחק בין נקודות הבדיקה הוא ≥0.5 מ"מ, ונלקח הערך הממוצע.

נעשה שימוש במיקום נקודת סימון, והסטייה מזוהה ומפוצה על ידי מכשיר AOI.

לאחר 500 שפשופים (לחץ של 500 גרם), אין בלאי ברור או חשיפה של נחושת.

השתמש בחומרי שכבת חיץ (כגון סרטי דבק מוליכים תרמית) או תכנן חריצים להפגת מתחים.

ניתן להשתמש באטימת שרף + ציפוי אלקטרוליטי על פני השטח, או במילוי משחת הלחמה ולאחר מכן ריפוי.

שיטת חדירת גז או תצפית במיקרוסקופ מטלוגרפי משמשת לחישוב מספר הנקבוביות ליחידת שטח.

מהירות גבוהה מדי נוטה לייצר קוצים, ומהירות נמוכה מדי משפיעה על היעילות, אותה יש להתאים בהתאם לעובי נייר הנחושת.

הגדל את מרווח העקבות (כלל ≥3W), הוסף קווי מגן הארקה וייעל את הקצאת שכבת הניתוב.

מאמץ שיורי יגרום לעיוות ולסדקים של נייר הנחושת, ויפחית את האמינות לטווח ארוך.

ניתן להדפיס מחדש פגמים מקומיים באופן ידני, ופגמים בשטח גדול צריכים להיות מודפסים מחדש ותוקנים.

מרווח הוויה ≥20mil, המספר מחושב בהתאם לדרישת נושאת הזרם, והם מפוזרים באופן סימטרי.

שיטת דיפרקציית קרני רנטגן או בדיקת טבעת מאמץ משמשת לכמת את ערך המאמץ הפנימי.

חספוס גבוה יגרום לציפוי אלקטרוליטי לא אחיד ויגדיל את הפרש העובי של חור הנחושת.

לאחר בדיקת הזדקנות UV (500 שעות), אין שינוי צבע או התכהות.

לציפוי זהב קשה יש אורך חיים של הכנסה והוצאה של יותר מ-1000 פעמים, ותהליך טבילה בזהב הוא בערך פי 50-100.

עלותם של חורים עיוורים וקבורים גבוהה ב-30%-50% מזו של חורים עוברים, והעלייה בעלות משמעותית יותר במקרה של נחושת עבה.