Hrubá medená PCB

Vzťahuje sa na dosky plošných spojov s hrúbkou medenej fólie ≥ 3 oz (105 μm), používané vo vysokovýkonných napájacích zdrojoch, automobilovej elektronike atď.

Bežné špecifikácie zahŕňajú 3 oz, 4 oz, 5 oz, 6 oz, s maximom 20 oz.

Výrobné náklady sú o 30 % až 80 % vyššie kvôli náročnému leptaniu, dlhému času galvanického pokovovania a vysokej miere odpadu.

Pre medenú fóliu s hrúbkou 3 oz je konvenčná hrúbka 8 mil/8 mil a špeciálnymi procesmi je možné dosiahnuť 5 mil/5 mil.

Na zabezpečenie rovnomernosti medenej vrstvy je potrebné dlhodobé nanášanie. Hrúbka medi v otvore musí dosiahnuť 25 – 75 μm a je pravdepodobné, že sa vyskytnú rozdiely v hrúbke medzi otvormi otvoru a stenami.

Normálne 0,8 – 1,2, čo sa dá zvýšiť na viac ako 1,5 postupným leptaním alebo laserovým tvarovaním.

Zvýšte rozptyl tepla cez priechodky (otvor ≥0,4 mm), použite tepelne vodivé materiály na báze kovu a navrhnite veľkoplošné vrstvy medenej fólie.

Pre medenú fóliu s hrúbkou 1 oz je prúdová zaťažiteľnosť jednostranného zapojenia pri zvýšení teploty o 10 ℃ približne 1 A/mm a pri 3 oz sa môže zvýšiť na 2,5 – 3 A/mm.

Čím hrubšia je medená fólia, tým horšia je ohybnosť. Ohýbanie sa neodporúča pre hrúbku nad 6 oz a minimálny polomer ohybu pre hrúbku 3 oz je ≥ 5 mm.

Rozpätie šírky čiary ≥20%, minimálna clona ≥0,3 mm, hrúbka medeného otvoru ≥25 μm a zvýšenie hustoty testovacích bodov.

Rýchlosť otáčania je o 20 % – 30 % nižšia ako u bežných dosiek plošných spojov (približne 60 000 – 80 000 otáčok za minútu) a rýchlosť posuvu je 0,02 – 0,04 mm/ot.

ENIG je vhodný pre vysokofrekvenčné signály. OSP má nízke náklady, ale slabú odolnosť voči oxidácii. Tvrdé zlatenie je vhodné pre konektory s vysokým počtom zásuviek.

Vo frekvenčnom pásme 10 GHz je strata signálu pri 6oz medenej fólii približne o 1,5 dB/palec vyššia ako pri 1oz.

Symetrická medená fólia, teplota laminácie 180 – 200 ℃, tlak 100 – 150 psi, rýchlosť chladenia ≤ 3 ℃/min.

Štandard IPC ≤12,5 μm, vysokorýchlostné signály vyžadujú ≤5 μm, čo sa dá zlepšiť chemickým nanášaním medi + galvanickým pokovovaním.

Priemer v odvetví je 75 % – 85 % a výťažnosť pri hmotnosti nad 170 g môže klesnúť pod 70 %.

Vozidlá s novou energiou (nabíjacie stožiare, meniče), priemyselné napájacie zdroje, napájacie zdroje serverov, letecký priemysel a ďalšie oblasti.

Konvenčné aplikácie s hrúbkou 0,8 – 1,2 mil vyžadujú 1,5 – 2 mil, ktoré musia pokryť medenú fóliu, aby sa zabránilo plazivým cestám.

Znížte počet špeciálnych procesov, zjednoťte hrúbku medenej fólie, zväčšite veľkosť dávky a vyhnite sa príliš veľkému počtu slepých/zakopaných prechodov.

Kapacita úpravy kyslého roztoku na pokovovanie meďou je približne 100 – 150 Ah/l a koncentrácie iónov medi a chloridových iónov je potrebné pravidelne analyzovať.

Pevnosť v odlupovaní ≥1,5 N/mm (1 oz), 3 oz vyžaduje ≥2,5 N/mm.

Používajte substrát s vysokou teplotou varu (Tg) (≥170 ℃), rovnomerný tlak na lamináciu a po vŕtaní včas odstráňte zvyšky vrtáka.

Teplota alkalického leptacieho roztoku 45-55 ℃, špecifická hmotnosť 1,2-1,3, tlak striekania 0,8-1,2 MPa.

Priechodky musia byť 100% pokryté spájkovacou maskou a veľkosť otvoru musí byť o 0,2-0,3 mm väčšia ako clona, ​​aby sa zabránilo pretečeniu spájky.

Zmeny hrúbky medenej fólie spôsobujú kolísanie impedancie. Je potrebné simulovať a optimalizovať šírku vedenia a hrúbku dielektrika s toleranciou ±5 %.

Konvenčný proces je 0,3 mm a laserové vŕtanie môže dosiahnuť 0,15 mm, ale s vysokými nákladmi.

Musí prejsť trojnásobným testom ponorenia do cínu pri teplote 260 ℃/10 s bez oddelenia steny otvoru alebo odlupovania medenej fólie.

Keď je drsnosť Ra ＞ 3 μm, strata signálu sa zvyšuje o 10 % – 15 % a je potrebná medená fólia s nízkou drsnosťou (VLP).

Prijať dizajn z medenej fólie so sieťovinou, zvýšiť súčasné bočné cesty a šírku kľúčových ciest ≥10 mil.

Konvenčné napätie ≥4 mil, vysoké napätie vyžaduje ≥8 mil, aby sa zabránilo preskoku.

Hustota prúdu 0,8 – 1,2 A/dm², presná kontrola koncentrácie prísad a čas galvanického pokovovania je 2 – 3-krát dlhší ako pri bežných DPS.

Použite 3D optický merací prístroj s deformáciou ≤ 0,7 % a lokálnou deformáciou ≤ 0,1 mm.

Doba ponorenia ≤3 sekundy, uhol zmáčania

Optimalizujte dizajn panelu, znížte odpad na okrajoch a zaveďte stupňovitý dizajn zónovania hrúbky medenej fólie.

Koncentrácia paládiových iónov 0,02 – 0,05 g/l, teplota 30 – 35 ℃, čas 10 – 15 minút na zabezpečenie rovnomerného pokrytia steny otvoru.

Dielektrická hrúbka 1 mil vydrží približne 500 V a rozstupy izolácie a medené fólie musia byť navrhnuté podľa úrovne napätia.

Skladovacia vlhkosť ≤40%, teplota ≤25 ℃, včasné balenie po povrchovej úprave s použitím vreciek odolných voči vlhkosti + vysúšadiel.

Rýchlosť frézy 25 000 – 30 000 otáčok za minútu, posuv 800 – 1 200 mm/min, aby sa zabránilo otrepávaniu hrán.

Pečte pri teplote 150 – 160 ℃ počas 60 – 90 minút, tvrdosť ≥ 2H a priľnavosť prechádzajú testom priečneho rezu.

Šírka rozdelenej oblasti ≥20 mil, vyhýbajte sa ostrým uhlom a rôzne výkonové vrstvy prepojte pomocou prepojovacích polí.

Tvrdosť podľa Vickersa ≥80HV, aby sa zabránilo mechanickému poškodeniu a opotrebovaniu.

Proces DES, koncentrácia manganistanu draselného 80 – 100 g/l, teplota 60 – 70 ℃, čas 15 – 20 minút.

Používajte dielektrické materiály s nízkym Dk/Df, kontrolujte drsnosť medenej fólie a optimalizujte kontinuitu uzemňovacej roviny.

Žíhanie po laminácii, udržiavanie pri teplote 120-150℃ počas 2-3 hodín na uvoľnenie napätia.

Musí odolávať utieraniu izopropylalkoholom, tavidlom atď. bez napučania alebo zmeny farby.

Rozstup ≥20 mil, zabráňte hustému prehriatiu a je možné prijať rozloženie slivkového kvetu.

Technológia pulzného galvanického pokovovania, rozstup medzi anódou a doskou 10 – 15 cm a pravidelne kontrolujte rozpustnosť anódy.

Náklady na laserové vŕtanie sú približne 3 až 5-krát vyššie, ale s vyššou presnosťou a menším otvorom.

Zváranie striebornou ponornou metódou je rýchle, ENIG má vysokú spoľahlivosť a OSP musí zváranie dokončiť do 72 hodín.

Na zníženie tepelného namáhania vyberte substrát s koeficientom tepelnej rozťažnosti (CTE) podobným medenej fólii (napríklad FR-4 s vysokým Tg a CTE približne 14 ppm/℃).

Norma IPC vyžaduje ≤ 10 pórov/cm² a aplikácie s vysokou spoľahlivosťou vyžadujú ≤ 5 pórov/cm², čo sa dá zlepšiť galvanickým pokovovaním cez otvory.

Priemer podložky = priemer otvoru + 0,6 mm (konvenčné) a v hrubých medených puzdrách je potrebné zväčšenie o 0,1 – 0,2 mm na kompenzáciu odchýlky leptania.

Čierna spájkovacia rezistová vrstva má silnú absorpciu tepla s povrchovou teplotou o 3-5 ℃ vyššou ako biela spájkovacia rezistová vrstva, ale má malý vplyv na celkový odvod tepla.

Hrúbka niklovej vrstvy 3-5 μm, hrúbka zlatej vrstvy 0,05-0,1 μm, pH pokovovacieho roztoku 4,8-5,2, teplota 85-90 ℃.

Používa sa proces chemického mikroleptania s kontrolovaným množstvom mikroleptania v rozmedzí 0,5 – 1 μm alebo mechanické brúsenie.

Konvenčné testovacie napätie je 1000 V AC/1 minúta a aplikácie s vysokým napätím vyžadujú zvýšenie na 2000 – 5000 V AC.

Pri 90-gramovej medenej fólii sa odporúča hustota jednostranného zapojenia ≤ 15 cm²/100 cm² a viacvrstvové dosky musia vyvážiť integritu signálu a prúdovú zaťažiteľnosť.

Miera predĺženia by mala byť ≥ 20 %, aby sa zabezpečilo, že nedojde k zlomeniu pri mechanickom namáhaní.

±50 μm (konvenčné) a vysokorýchlostné dosky je potrebné vylepšiť na ±25 μm pomocou laserového polohovacieho systému.

Musí odolať spájkovaniu reflow pri teplote 280 ℃ po dobu 5 sekúnd bez tvorby pľuzgierov alebo praskania.

Na zaznamenanie sily odlupovania na jednotku šírky sa používa test odlupovania pod uhlom 90° so štandardom ≥1,5 N/mm.

Pomer hĺbky slepého otvoru k priemeru otvoru (pomer strán) ≤ 3: 1, aby sa zabránilo zlému plneniu galvanického pokovovania.

Obsah fosforu vo vrstve bezprúdového niklovania by sa mal regulovať na 7 % – 9 %, aby sa zabezpečila odolnosť proti korózii.

Používajú sa potiahnuté frézy (napríklad s povlakom TiAlN) a frézy sa pravidelne vymieňajú (vymieňajú sa každých 50 – 100 m² obrábania).

Riadenie kontinuity impedancie, skrátenie dĺžky prepojovacích káblov, použitie diferenciálneho prenosu signálu a pridanie tieniacej vrstvy.

±10 % (konvenčné) a vysoko presné aplikácie je potrebné kontrolovať v rozmedzí ±5 %.

Skúška priečnym rezom je kvalifikovaná, ak je plocha po odlepení pásky ≤ 5 %.

Na vyváženie prenosu prúdu a návratu signálu sa používa mriežkovaná medená odliatka (rozstup mriežky ≤ 10 mil).

Ťahové napätie ≤15 MPa, tlakové napätie ≤10 MPa, aby sa zabránilo deformácii medenej fólie.

Žiadne zvyšky živice ani vrtné úlomky, potvrdené metalografickým pozorovaním rezu.

Po zrení pri teplote 85 ℃/85 % relatívnej vlhkosti počas 168 hodín je farebný rozdiel ΔE ≤ 3.

Na meranie hodnoty Ra sa používa povrchový profilomer a Ra konvenčnej medenej fólie je ≤ 5 μm.

Jedna 0,5 mm prechodka môže prenášať približne 0,5 – 1 A a počet prechodiek je potrebné určiť podľa skutočného dopytu po prúde.

Na meranie hrúbky medenej vrstvy v rôznych polohách s odchýlkou ​​≤ 10 % sa používa röntgenový fluorescenčný spektrometer (XRF).

Tolerancia obrysových rozmerov ±0,1 mm, odchýlka uhla ±0,5°.

Prispôsobte impedanciu terminálov, optimalizujte topológiu trás a znížte pravouhlé trasy a nespojitosti impedancie.

Miernu oxidáciu je možné ošetriť chemickým mikroleptaním a silná oxidácia vyžaduje opätovnú povrchovú úpravu.

Napnutie sita 25-35N/cm, tlak stierky 3-5kg/cm, rýchlosť 30-50mm/s.

Výkonová vrstva a uzemňovacia vrstva susedia, signálové vrstvy sú vložené do stredu a je riadená rovnomernosť hrúbky média.

Používa sa mikro-Vickersov tvrdomer so vzdialenosťou medzi testovanými bodmi ≥ 0,5 mm a berie sa priemerná hodnota.

Používa sa určovanie polohy bodu značky a odchýlka sa zisťuje a kompenzuje zariadením AOI.

Po 500 treniach (tlak 500 g) nie je vidieť žiadne opotrebenie ani odkrytie medi.

Použite materiály s tlmiacimi vrstvami (ako napríklad tepelne vodivé lepiace fólie) alebo navrhnite drážky na odľahčenie pnutia.

Môže sa použiť živicové zatmelenie + povrchové galvanické pokovovanie alebo naplnenie spájkovacou pastou a následné vytvrdnutie.

Na výpočet počtu pórov na jednotku plochy sa používa metóda permeácie plynu alebo metalografické mikroskopické pozorovanie.

Príliš vysoká rýchlosť má tendenciu vytvárať otrepy a príliš nízka rýchlosť ovplyvňuje účinnosť, ktorú je potrebné upraviť podľa hrúbky medenej fólie.

Zväčšite rozostup trás (pravidlo ≥3W), vložte vedenia uzemňovacieho tienenia a optimalizujte alokáciu vrstiev smerovania.

Zvyškové napätie spôsobí deformáciu a praskanie medenej fólie, čo zníži dlhodobú spoľahlivosť.

Lokálne chyby je možné manuálne pretlačiť a rozsiahle chyby je potrebné pretlačiť a vytvrdiť.

Rozstup prechodov ≥20mil, počet sa vypočíta podľa dopytu po prúde a sú symetricky rozložené.

Na kvantifikáciu hodnoty vnútorného napätia sa používa metóda röntgenovej difrakcie alebo skúška napäťovým krúžkom.

Vysoká drsnosť spôsobí nerovnomerné galvanické pokovovanie a zvýši rozdiel hrúbky otvoru v medi.

Po teste UV starnutia (500 hodín) nedochádza k žiadnej zmene farby ani kriedovaniu.

Tvrdé zlatenie má životnosť pri vkladaní a vyberaní > 1000-krát a proces ponorenia zlata je približne 50-100-krát.

Cena slepých a zakopaných priechodných otvorov je o 30 % až 50 % vyššia ako cena priechodných otvorov a nárast nákladov je výraznejší v prípade hrubej medi.