Товста мідна друкована плата

Це стосується друкованих плат з товщиною мідної фольги ≥3 унції (105 мкм), що використовуються в потужних блоках живлення, автомобільній електроніці тощо.

Загальні характеристики включають 3 унції, 4 унції, 5 унцій, 6 унцій, максимум 20 унцій.

Виробнича вартість на 30%-80% вища через складне травлення, тривалий час гальванічного покриття та високий рівень браку.

Для мідної фольги товщиною 3 унції звичайна товщина становить 8 міл/8 міл, а за допомогою спеціальних процесів можна досягти 5 міл/5 міл.

Для забезпечення однорідності шару міді потрібне тривале осадження. Товщина міді в отворах повинна досягати 25-75 мкм, і можливі відмінності в товщині між отворами та стінками.

Зазвичай 0,8-1,2, що може бути збільшено до понад 1,5 шляхом поетапного травлення або лазерного формування.

Збільште тепловіддачу через перехідні отвори (апертура ≥0,4 мм), використовуйте теплопровідні матеріали на основі металу та створюйте шари мідної фольги великої площі.

Для мідної фольги товщиною 1 унція струмопровідна здатність одностороннього проводу при підвищенні температури на 10℃ становить близько 1 А/мм², а при підвищенні температури на 3 унції її можна збільшити до 2,5-3 А/мм².

Чим товща мідна фольга, тим гірша гнучкість. Не рекомендується згинати фольгу товщиною понад 6 унцій, а мінімальний радіус згинання для фольги товщиною 3 унції становить ≥5 мм.

Запас ширини лінії ≥20%, мінімальна апертура ≥0,3 мм, товщина мідного отвору ≥25 мкм та збільшення щільності тестових точок.

Швидкість обертання на 20%-30% нижча, ніж у звичайної друкованої плати (близько 60 000-80 000 обертів за хвилину), а швидкість подачі становить 0,02-0,04 мм/об.

ENIG підходить для високочастотних сигналів. OSP має низьку вартість, але слабку стійкість до окислення. Тверде золоте покриття підходить для роз'ємів з високою щільністю підключення.

У діапазоні частот 10 ГГц втрати сигналу для мідної фольги товщиною 6 унцій приблизно на 1,5 дБ/дюйм вищі, ніж для 1 унції.

Симетрична конструкція з мідної фольги, температура ламінування 180-200℃, тиск 100-150 psi, швидкість охолодження ≤3℃/хв.

Стандарт IPC ≤12,5 мкм, для високошвидкісних сигналів потрібно ≤5 мкм, що можна покращити шляхом хімічного осадження міді + гальванічного заповнення.

Середній показник по галузі становить 75%-85%, а вихід для вагою понад 6 унцій може впасти нижче 70%.

Нові енергетичні транспортні засоби (зарядні палі, інвертори), промислові джерела живлення, джерела живлення для серверів, аерокосмічна та інші галузі.

Звичайні високовольтні дроти товщиною 0,8-1,2 міл потребують 1,5-2 міл, які повинні покривати мідну фольгу, щоб запобігти струму витоку.

Зменште кількість спеціальних процесів, уніфікуйте товщину мідної фольги, розширте розмір партії та уникайте надмірної кількості глухих/закопаних перехідних отворів.

Ємність обробки кислого розчину міднення становить близько 100-150 А·год/л, а концентрації іонів міді та іонів хлориду необхідно регулярно аналізувати.

Міцність на відшарування ≥1,5 Н/мм (1 унція), для 3 унції потрібно ≥2,5 Н/мм.

Використовуйте основу з високою температурою нагрівання (Tg) (≥170℃), рівномірний тиск ламінування та своєчасно видаляйте залишки свердла після свердління.

Температура лужного травильного розчину 45-55℃, питома вага 1,2-1,3, тиск розпилення 0,8-1,2 МПа.

Перехідні отвори повинні бути на 100% покриті паяльною маскою, а розмір отвору має бути на 0,2-0,3 мм більшим за апертуру, щоб запобігти переливанню припою.

Зміни товщини мідної фольги викликають коливання імпедансу. Необхідно моделювати та оптимізувати ширину лінії та товщину діелектрика з допуском ±5%.

Традиційний процес становить 0,3 мм, а лазерне свердління може досягати 0,15 мм, але з високою вартістю.

Він повинен пройти триразове випробування зануренням у олово при температурі 260℃/10s без відшаровування стінок отвору або відшаровування мідної фольги.

Коли шорсткість Ra ＞ 3 мкм, втрати сигналу збільшуються на 10%-15%, і потрібна мідна фольга з низькою шорсткістю (VLP).

Використовуйте конструкцію з сітчастої мідної фольги, збільште шляхи струмового шунтування та ширину лінії ключових шляхів ≥10 міл.

Звичайний ≥4 міл, для високої напруги потрібно ≥8 міл, щоб запобігти пробою через перекриття.

Щільність струму 0,8-1,2 А/дм², точний контроль концентрації добавок та час гальванічного покриття в 2-3 рази довші, ніж у звичайної друкованої плати.

Використовуйте 3D оптичний вимірювальний прилад з деформацією ≤ 0,7% та локальною деформацією ≤ 0,1 мм.

Час занурення ≤3 секунди, кут змочування

Оптимізуйте дизайн панелі, зменшіть відходи на краях та застосуйте ступінчасту зонувальну конструкцію товщини мідної фольги.

Концентрація іонів паладію 0,02-0,05 г/л, температура 30-35 ℃, час 10-15 хвилин для забезпечення рівномірного покриття стінки отвору.

Діелектрична товщина 1 міл може витримувати близько 500 В, а відстань між ізоляцією та мідною фольгою необхідно розробляти відповідно до рівня напруги.

Вологість під час зберігання ≤40%, температура ≤25℃, своєчасне пакування після обробки поверхні з використанням вологонепроникних пакетів + ​​осушувачів.

Швидкість фрези 25 000-30 000 обертів за хвилину, швидкість подачі 800-1200 мм/хв для запобігання задирам на кромках.

Випікати при температурі 150-160℃ протягом 60-90 хвилин, твердість ≥2H, адгезія проходить випробування поперечним надрізом.

Ширина розділеної області ≥20 міл, уникайте гострих кутів та з'єднуйте різні шари живлення за допомогою перехідних масивів.

Твердість за Віккерсом ≥80HV для запобігання механічним пошкодженням та зносу.

Процес DES, концентрація перманганату калію 80-100 г/л, температура 60-70 ℃, час 15-20 хвилин.

Використовуйте діелектричні матеріали з низьким коефіцієнтом Dk/Df, контролюйте шорсткість мідної фольги та оптимізуйте безперервність заземлюваної площини.

Відпал після ламінування, витримування при температурі 120-150℃ протягом 2-3 годин для зняття напруги.

Він повинен витримувати протирання ізопропіловим спиртом, флюсом тощо, без набухання або зміни кольору.

Відстань ≥20 міл, уникайте щільного перегріву, а також можна використовувати макет у формі цвіту сливи.

Імпульсна технологія гальванічного покриття, відстань між анодом і платою 10-15 см, регулярно перевіряйте розчинність анода.

Вартість лазерного свердління приблизно в 3-5 разів вища, але з вищою точністю та меншим отвором.

Зварювання срібним зануренням відбувається швидко, ENIG має високу надійність, а OSP потребує завершення зварювання протягом 72 годин.

Виберіть підкладку з КТР, подібним до мідної фольги (наприклад, FR-4 з високим Tg та КТР близько 14 ppm/℃), щоб зменшити термічне напруження.

Стандарт IPC вимагає ≤10 пор/см², а для застосувань з високою надійністю потрібно ≤5 пор/см², що можна покращити за допомогою гальванічного покриття наскрізних отворів.

Діаметр контактної площадки = діаметр отвору + 0,6 мм (звичайно), а в товстих мідних корпусах потрібне збільшення на 0,1-0,2 мм для компенсації відхилення травлення.

Чорний припійний резист має сильне поглинання тепла, температура поверхні якого на 3-5 ℃ вища, ніж у білого припійного резисту, але мало впливає на загальне тепловіддачу.

Товщина шару нікелю 3-5 мкм, товщина шару золота 0,05-0,1 мкм, pH розчину для покриття 4,8-5,2, температура 85-90℃.

Використовується процес хімічного мікротравлення, при цьому кількість мікротравлення контролюється на рівні 0,5-1 мкм, або механічне шліфування.

Звичайна випробувальна напруга становить 1000 В змінного струму за 1 хвилину, а для високовольтних застосувань потрібне збільшення до 2000-5000 В змінного струму.

При товщині мідної фольги 3 унції рекомендована щільність одностороннього з'єднання повинна бути ≤15 см²/100 см², а багатошарові плати повинні мати баланс між цілісністю сигналу та струмонесучою здатністю.

Коефіцієнт подовження повинен бути ≥20%, щоб уникнути руйнування під механічним навантаженням.

±50 мкм (звичайно), а високошвидкісні плати потрібно покращити до ±25 мкм за допомогою лазерної системи позиціонування.

Він повинен витримувати пайку оплавленням при температурі 280℃ протягом 5 секунд без утворення пухирів або розтріскування.

Випробування на відшарування під кутом 90° використовується для запису сили відшарування на одиницю ширини, зі стандартом ≥1,5 Н/мм.

Співвідношення глибини глухого отвору до його діаметра (співвідношення сторін) ≤3:1 для запобігання поганому заповненню гальванічним покриттям.

Вміст фосфору в шарі хімічного нікелювання слід контролювати на рівні 7%-9% для забезпечення корозійної стійкості.

Використовуються фрези з покриттям (наприклад, з покриттям TiAlN), які регулярно замінюються (замінюються кожні 50-100 м² обробки).

Контролюйте безперервність імпедансу, зменшуйте довжину переходного шлейфу, використовуйте диференціальну передачу сигналу та додавайте екрануючий шар.

±10% (звичайно), а високоточні застосування потребують контролю в межах ±5%.

Випробування на поперечний розріз вважається кваліфікованим, якщо площа пошкодження після відклеювання стрічки становить ≤5%.

Для балансування струмопередачі та відбиття сигналу використовується заливка міді у формі сітки (відстань між сітками ≤10 міл).

Розтягувальне напруження ≤15 МПа, стискальне напруження ≤10 МПа, щоб запобігти деформації мідної фольги.

Відсутність залишків смоли або свердлильного сміття, що підтверджено металографічним спостереженням за шліфом.

Після витримки при 85℃/85% відносної вологості протягом 168 годин різниця в кольорі ΔE≤3.

Для вимірювання значення Ra використовується поверхневий профілометр, а Ra звичайної мідної фольги становить ≤5 мкм.

Один перехідний отвір діаметром 0,5 мм може передавати приблизно 0,5-1 А, а кількість перехідних отворів необхідно визначати відповідно до фактичного споживання струму.

Для вимірювання товщини шару міді в різних положеннях з відхиленням ≤10% використовується рентгенівський флуоресцентний спектрометр (XRF).

Допуск на габаритні розміри ±0,1 мм, кутове відхилення ±0,5°.

Узгодьте імпеданс терміналів, оптимізуйте топологію трас та зменшіть кількість прямокутних трас і розривів імпедансу.

Незначне окислення можна обробити хімічним мікротравленням, а сильне окислення вимагає повторної обробки поверхні.

Натяг сітки 25-35 Н/см, тиск ракеля 3-5 кг/см, швидкість 30-50 мм/с.

Шар живлення та шар землі розташовані поруч, сигнальні шари розташовані посередині, а однорідність товщини середовища контролюється.

Використовується мікротвердомір за Віккерсом, відстань між точками випробування має становити ≥0,5 мм, і береться середнє значення.

Використовується позиціонування позначок, а відхилення виявляється та компенсується пристроєм AOI.

Після 500 тертя (тиск 500 г) немає помітного зносу чи оголення міді.

Використовуйте матеріали буферного шару (такі як термопровідні клейкі плівки) або створюйте пази для зняття напруги.

Можна використовувати заповнення смолою + поверхневе гальванічне покриття, або заповнення паяльною пастою з подальшим затвердінням.

Для розрахунку кількості пор на одиницю площі використовується метод газопроникнення або спостереження за допомогою металографічного мікроскопа.

Занадто висока швидкість може призвести до утворення задирок, а занадто низька швидкість впливає на ефективність, яку необхідно регулювати відповідно до товщини мідної фольги.

Збільште відстань між трасами (правило ≥3W), вставте лінії заземлення та оптимізуйте розподіл шарів трасування.

Залишкова напруга спричинить деформацію та розтріскування мідної фольги, що знизить довгострокову надійність.

Локальні дефекти можна передрукувати вручну, а дефекти великої площі потрібно передрукувати та вилікувати.

Відстань між отворами ≥20 міл, їх кількість розраховується відповідно до навантаження на струм, і вони розподілені симетрично.

Для кількісного визначення значення внутрішнього напруження використовується метод рентгенівської дифракції або кільцевий напружений тест.

Висока шорсткість призведе до нерівномірного гальванічного покриття та збільшення різниці товщини отвору міді.

Після випробування на старіння випромінюванням ультрафіолету (500 годин) не спостерігається знебарвлення або крейдяння.

Термін служби твердого золотого покриття становить понад 1000 разів при вставці та вилученні, а при процесі занурення в золото — близько 50-100 разів.

Вартість глухих та заглиблених перехідних отворів на 30%-50% вища, ніж наскрізних, і збільшення вартості є більш значним у випадку товстої міді.