Требования к свойствам CCL при производстве печатных плат

# Требования к свойствам CCL при производстве печатных плат

Требования к свойствам CCL при обработке печатных плат

При обработке печатных плат решающее значение имеют несколько ключевых характеристик Медный ламинат (CCL). К ним относятся стабильность размеров, термостойкость, гладкость поверхности, адгезия между медной фольгой и подложкой, плоскостность (деформация и скручивание), способность к сверлению (загрязнение смолой), гальванические характеристики, химическая стойкость и влагопоглощение. В последние годы также были введены требования к защите от ультрафиолета и возможности сверления лазером CO2. Производительность CCL в этих аспектах тесно коррелирует с качеством производства печатных плат. Если выбранный CCL не соответствует требованиям обработки печатной платы, это может привести к дефектам подложки или даже отходам.

Например, плохая стабильность размеров CCL отрицательно влияет на выравнивание слоев во время производства многослойных плат, что приводит к неадекватным соединениям для сквозных отверстий и схемных схем. Низкое термическое сопротивление может привести к короблению и скручиванию подложек при сушке и применении травителей в процессе производства печатных плат. Кроме того, плохая гладкость поверхности, возникающая из-за неравномерного переплетения стекловолокна, может ухудшить качество формирования мелкого рисунка на печатной плате. Значительное коробление и скручивание во время ламинирования может привести к снижению точности позиционирования микрорисунка.

Кроме того, во время сверления тепло резания может привести к загрязнению смолы, если CCL имеет плохую сверляемость, что отрицательно влияет на качество обработки отверстий. Если смола слишком хрупкая или межслойная адгезия слабая, это может привести к неровным стенкам отверстий и обнажению стекловолокон, что напрямую повлияет на качество гальванического покрытия. Кроме того, если добавки в смоле выщелачиваются во время гальваники, они могут загрязнять гальванический раствор, что приводит к аномальному осаждению некоторых компонентов.

На протяжении всего процесса производства печатных плат CCL должен выдерживать воздействие кислот, щелочей и органических растворителей. Поэтому он должен обладать высокой химической стойкостью и низким влагопоглощением; в противном случае поверхность подложки может обесцветиться и производительность может ухудшиться.

Требования CCL к свойствам для установки компонентов на печатные платы

Чтобы обеспечить качественный монтаж компонентов на печатные платы, CCL должен соответствовать различным требованиям к производительности. Эти требования в основном касаются стабильности размеров (низкий коэффициент теплового расширения), термостойкости припоя, плоскостности, прочности на отслаивание медной фольги и прочности на изгиб.

Если стабильность размеров CCL недостаточна, это приведет к снижению точности размещения компонентов. Низкая термостойкость припоя может вызвать проблемы с качеством, такие как вздутие подложки, расслоение и вздутие медной фольги во время пайки волной или пайки оплавлением из-за термического удара. Чрезмерное коробление может еще больше снизить точность установки компонентов, что приведет к ухудшению соединений в паяных соединениях. Если прочность медной фольги на отслаивание снижается после термического удара, это может привести к отслоению медной фольги вместе с установленными компонентами. Кроме того, низкая прочность на изгиб может привести к чрезмерной деформации (обычно называемой «провисанием») под весом более тяжелых компонентов.

Недавние тенденции к уменьшению компонентов чипов SMC требуют, чтобы CCL имел еще более высокую гладкость поверхности.

Требования CCL к собственности для эксплуатации полных электронных продуктов

Когда дело доходит до работы электронных изделий, большее внимание уделяется Электроизоляционные свойства CCL, диэлектрической проницаемости, коэффициенту рассеяния, точности толщины (особенно для разъемов), надежности (включая низкий коэффициент теплового расширения, влаго- и термостойкость, а также термостойкость), механической прочности, огнестойкости, экологическим характеристикам и теплопроводности.

Чтобы обеспечить нормальную и стабильную работу электронных изделий, изолирующие подложки не должны проявлять миграцию ионов, поскольку это явление напрямую влияет на надежность изоляции, диэлектрическую прочность и может даже привести к коротким замыканиям между линиями схемы.

Для точного управления характеристическим сопротивлением и высокоскоростной передачи сигнала CCL должен демонстрировать отличные диэлектрические свойства (в том числе низкую диэлектрическую проницаемость). Диэлектрические свойства должны оставаться стабильными, особенно в условиях высокой частоты и высокой влажности.

Качество гальванических сквозных отверстий напрямую связано с долгосрочной надежностью электронных изделий. Таким образом, качество изготовления сквозных отверстий тесно связано со стабильностью размеров CCL в направлении толщины (ось Z) и направлении поверхности (оси X и Y). Поскольку полная электронная продукция имеет тенденцию к миниатюризации и облегчению конструкции, растет спрос на проводку высокой плотности, тонкие дорожки и небольшие отверстия в печатных платах, что приводит к повышенным требованиям к стабильности размеров CCL.

В целом, требования к производительности CCL по этим трем аспектам подчеркивают разные приоритеты. При обработке печатных плат основное внимание уделяется стабильности размеров, способности к сверлению, качеству гальванического покрытия, короблению, скручиванию и химической стойкости. При установке компонентов ключевые вопросы включают коэффициенты теплового расширения, устойчивость к тепловому удару, прочность на отслаивание медной фольги и плоскостность. При эксплуатации электронных изделий особое внимание уделяется надежности электроизоляции, диэлектрической проницаемости, коэффициенту рассеяния, влаго- и термостойкости, огнестойкости и экологическим характеристикам.

Эксплуатационные характеристики различных типов ламината с медным покрытием

Различные материалы подложек обладают уникальными свойствами. Ниже приведен сравнительный анализ различных типов.

Фенольный ламинат на основе бумаги

В ламинате на основе фенольной бумаги в качестве связующего используется фенольная смола, а в качестве армирования — бумага из древесноволокнистого волокна. Он экономичный и легкий, что делает его пригодным для штамповки. Однако его рабочая температура, влагостойкость и термостойкость ниже, чем у эпоксидных стекловолоконных ламинатов. Преимущественно производятся односторонние ламинаты с медным покрытием, но были разработаны двусторонние продукты для нанесения серебряной пасты через отверстия, которые демонстрируют улучшенную устойчивость к миграции ионов серебра.

Распространенные модели продукции включают FR-1 (огнестойкий) и XPC (негорючий).

Эпоксидный ламинат на бумажной основе

В эпоксидном ламинате на бумажной основе в качестве связующего используется эпоксидная смола. Он демонстрирует улучшенные электрические и механические характеристики по сравнению с FR-1. Основная модель продукта — FR-3, которая более распространена в Европе.

Эпоксидный ламинат на основе стекловолокна

В эпоксидной смоле ламинат на основе стекловолокна в качестве связующего используется эпоксидная смола, а в качестве армирования используется ткань из стекловолокна электронного класса. Это необходимая подложка для многослойных печатных плат благодаря своим механическим свойствам, стабильности размеров, ударопрочности и влагостойкости.

Этот тип ламината широко используется, причем наиболее распространенной моделью изделия является FR-4. Недавние разработки привели к внедрению продуктов FR-4 с высоким Tg для удовлетворения растущих потребностей в области электронных установок и технологий печатных плат.

Композитный ламинат

Композитный ламинат включает типы CEM-1 и CEM-3, в которых в качестве основного материала используется древесно-целлюлозное волокно или бумага из хлопковой целлюлозы, армированная стекловолокном и обработанная огнестойкой эпоксидной смолой. В настоящее время это одни из самых распространенных композитных ламинатов.

CEM-1 и CEM-3 обеспечивают баланс между механическими характеристиками и стоимостью производства, позволяя выполнять штамповку и сверление. Некоторые платы CEM-3, произведенные за границей, превзошли стандарт FR-4 с точки зрения устойчивости к утечкам, точности толщины и стабильности размеров, что привело к их широкому использованию в производстве двусторонних печатных плат.

Специальный ламинат на основе стекловолокна из смолы

Ламинаты на основе стекловолокна специальной смолы отличаются высокими электрическими характеристиками и термостойкостью, включая такие типы, как полиимид (PI), политетрафторэтилен (PTFE), цианатный эфир (CE), бисмалеимид триазин (BT) и термореактивный полифениленоксид (PPE или PPO). Эти материалы обычно обладают высокой термостойкостью (высокая Tg), низким влагопоглощением и низкой диэлектрической проницаемостью. Однако они, как правило, имеют более высокие производственные затраты и немного меньшую жесткость, что приводит к ухудшению технологичности печатных плат по сравнению с подложками FR-4.

Гибкий ламинат с медным покрытием (FCCL)

Гибкий ламинат с медным покрытием имеет решающее значение для гибких печатных плат (FPC), жестко-гибких печатных плат и ленточных упаковочных подложек. Его выдающиеся особенности включают в себя тонкость, легкость и структурную гибкость. FCCL можно динамически сгибать, скручивать и складывать. Существует два основных типа: трехслойный FCCL с клеем (3L-FCCL) и двухслойный FCCL без клея (2L-FCCL). По сравнению с 3L-FCCL, 2L-FCCL демонстрирует лучшую термостойкость, стабильность размеров, прочность сцепления и более тонкие профили.

Ламинат с медным покрытием на металлической основе

Наиболее распространенным типом ламината на металлической основе является ламинат на основе алюминия с высокой теплопроводностью. Ламинаты на металлической основе служат важным материалом для печатных плат с высокой теплопроводностью. Исключительные тепловые характеристики, возможности механической обработки, электромагнитное экранирование, стабильность размеров и многофункциональность делают их все более популярными в смешанных интегральных схемах, автомобилях, мотоциклах, офисной автоматизации, мощном электрооборудовании, силовых устройствах и сильноточных устройствах, особенно в светодиодных упаковках.

Этот профессиональный обзор дает всестороннее понимание основных свойств и эксплуатационных характеристик различных типов ламината с медным покрытием при производстве печатных плат.