ข้อกำหนดสำหรับ CCL คุณสมบัติในการผลิต PCB

ข้อกำหนดคุณสมบัติ CCL ในการประมวลผล PCB

ในการประมวลผล PCB ลักษณะสำคัญหลายประการของ ลามิเนตเคลือบทองแดง (CCL) มีความสำคัญ ซึ่งรวมถึงความเสถียรของมิติ ความต้านทานความร้อน ความเรียบของพื้นผิว การยึดเกาะระหว่างฟอยล์ทองแดงกับซับสเตรต ความเรียบ (การบิดงอและการบิดตัว) ความสามารถในการเจาะ (การปนเปื้อนของเรซิน) ประสิทธิภาพการชุบด้วยไฟฟ้า ความทนทานต่อสารเคมี และการดูดซับความชื้น ปีที่ผ่านมา นอกจากนี้ ยังมีข้อกำหนดสำหรับการป้องกันรังสียูวีและความสามารถในการเจาะด้วยเลเซอร์ CO2 อีกด้วย ประสิทธิภาพของ CCL ในด้านเหล่านี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับ คุณภาพของการผลิต PCB ถ้า CCL ที่เลือกไว้ล้มเหลว พบกับการประมวลผล PCB ข้อกำหนดอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องของวัสดุพิมพ์หรือแม้แต่ของเสียได้

ตัวอย่างเช่น ความเสถียรของมิติที่ไม่ดีใน CCL ส่งผลเสียต่อการจัดตำแหน่งระหว่างเลเยอร์ระหว่างการผลิตบอร์ดหลายชั้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพไม่เพียงพอ การเชื่อมต่อสำหรับรูทะลุและรูปแบบวงจร ความต้านทานความร้อนต่ำอาจทำให้พื้นผิวบิดเบี้ยวและบิดเบี้ยวระหว่างการอบแห้งและการใช้งาน ของสารกัดกร่อนในกระบวนการผลิต PCB นอกจากนี้ ความเรียบของพื้นผิวที่ไม่ดี—ซึ่งเกิดจากการสานใยแก้วที่ไม่สม่ำเสมอ—สามารถส่งผลกระทบต่อ คุณภาพของการสร้างลวดลายที่ละเอียดบน PCB การบิดงอและการบิดงออย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการเคลือบอาจทำให้การวางตำแหน่งรูปแบบไมโครมีความแม่นยำต่ำ

นอกจากนี้ ในระหว่างการเจาะ ความร้อนในการตัดอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนของเรซินได้ หาก CCL มีความสามารถในการเจาะต่ำ ซึ่งส่งผลเสียต่อ ส่งผลต่อคุณภาพของการประมวลผลรู หากเรซินเปราะเกินไปหรือการยึดเกาะระหว่างชั้นอ่อนแอ อาจส่งผลให้เกิดความหยาบได้ ผนังรูและใยแก้วเปลือย ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการชุบด้วยไฟฟ้า นอกจากนี้หากมีสารเติมแต่งในเรซิน การชะล้างระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้า อาจทำให้สารละลายการชุบปนเปื้อน ทำให้เกิดการตกตะกอนที่ผิดปกติของส่วนประกอบบางอย่าง

ตลอดการผลิต PCB กระบวนการ CCL จะต้องทนต่อ การสัมผัสกับกรด ด่าง และตัวทำละลายอินทรีย์ ดังนั้นจึงต้อง มีความทนทานต่อสารเคมีสูงและการดูดซึมความชื้นต่ำ มิฉะนั้นพื้นผิวของวัสดุพิมพ์อาจเปลี่ยนสี และประสิทธิภาพอาจลดลง

ข้อกำหนดคุณสมบัติ CCL สำหรับ การติดตั้งส่วนประกอบบน PCBs

เพื่อให้การติดตั้งมีคุณภาพสูง ของส่วนประกอบบน PCBs, CCL จะต้องพบกัน ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพต่างๆ ข้อกำหนดเหล่านี้เน้นไปที่ ความเสถียรของมิติ (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ) ความต้านทานความร้อนของโลหะบัดกรี ความเรียบ ความแข็งแรงของการลอกฟอยล์ทองแดง และความแข็งแรงในการดัดงอ

หากความเสถียรของมิติของ CCL ไม่เพียงพอ จะส่งผลให้ความแม่นยำในการวางส่วนประกอบลดลง ความต้านทานความร้อนของโลหะบัดกรีต่ำอาจทำให้เกิดปัญหาด้านคุณภาพ เช่น สารตั้งต้น การพองตัว การแยกชั้น และฟอยล์ทองแดงพองในระหว่างการบัดกรีด้วยคลื่นหรือการบัดกรีแบบรีโฟลว์เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความร้อน การบิดเบี้ยวมากเกินไปอาจทำให้ความแม่นยำของส่วนประกอบลดลงได้อีก การติดตั้งส่งผลให้การเชื่อมต่อไม่ดีในข้อต่อที่บัดกรี หากความแข็งแรงของการลอกของฟอยล์ทองแดงลดลงหลังจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว อาจทำให้ฟอยล์ทองแดงหลุดออกตามได้ ด้วยส่วนประกอบที่ติดตั้ง นอกจากนี้ ความแข็งแรงในการดัดงอต่ำยังส่งผลให้เกิดการเสียรูปมากเกินไป (โดยทั่วไปเรียกว่า "ความหย่อนคล้อย") ภายใต้น้ำหนักของส่วนประกอบที่หนักกว่า

แนวโน้มล่าสุดเกี่ยวกับส่วนประกอบชิป SMC ขนาดเล็กต้องการให้ CCL มีความเรียบของพื้นผิวที่สูงขึ้นไปอีก

ข้อกำหนดคุณสมบัติ CCL สำหรับการทำงานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์

เมื่อพูดถึงการทำงานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ครบวงจร จะให้ความสำคัญมากขึ้น คุณสมบัติความเป็นฉนวนไฟฟ้าของ CCLค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ปัจจัยการกระจาย ความแม่นยำของความหนา (โดยเฉพาะสำหรับการใช้งานตัวเชื่อมต่อ) ความน่าเชื่อถือ (รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ความต้านทานความชื้นและความร้อน และความต้านทานความร้อน) ความแข็งแรงทางกล การหน่วงการติดไฟ คุณลักษณะด้านสิ่งแวดล้อม และการนำความร้อน

เพื่อให้แน่ใจถึงการทำงานปกติและมีเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ พื้นผิวฉนวนจะต้องไม่แสดงการโยกย้ายของไอออนิก เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของฉนวน ความเป็นฉนวน และอาจนำไปสู่การลัดวงจรระหว่างสายวงจรได้

เพื่อการควบคุมที่แม่นยำของอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะและการส่งสัญญาณความเร็วสูง CCL จะต้องแสดงคุณสมบัติไดอิเล็กทริกที่ดีเยี่ยม (รวมถึงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะความถี่สูงและความชื้นสูง คุณสมบัติของไดอิเล็กทริกจะต้องคงที่

คุณภาพของรูทะลุที่ชุบด้วยไฟฟ้ามีความสัมพันธ์โดยตรงกับความน่าเชื่อถือในระยะยาวของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ ดังนั้น, คุณภาพของการผลิตรูทะลุนั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเสถียรของมิติของ CCL ในทิศทางความหนา (แกน Z) และ ทิศทางพื้นผิว (แกน X และ Y) เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์มีแนวโน้มไปสู่การย่อขนาดและการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา จึงมีความต้องการ การเดินสายที่มีความหนาแน่นสูง ร่องรอยที่ละเอียด และรูรับแสงขนาดเล็กใน PCBs เพิ่มขึ้น นำไปสู่ข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับความเสถียรของมิติ CCL

โดยรวมแล้ว ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับ CCL ในทั้งสามด้านนี้ เน้นลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน ในการประมวลผล PCB โฟกัสจะอยู่ที่หลัก ความเสถียรของมิติ ความสามารถในการเจาะ คุณภาพการชุบด้วยไฟฟ้า การบิดงอ การบิดงอ และความทนทานต่อสารเคมี ในการติดตั้งส่วนประกอบ ข้อกังวลหลัก ได้แก่ เรื่องความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว ความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อน ความแข็งแรงของการลอกฟอยล์ทองแดง และความเรียบ ในส่วนของการดำเนินงานผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จะเน้นไปที่ ความน่าเชื่อถือของฉนวนไฟฟ้า ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก ปัจจัยการกระจาย ความต้านทานความชื้นและความร้อน การหน่วงไฟ และคุณลักษณะด้านสิ่งแวดล้อม

ลักษณะการทำงานของลามิเนตหุ้มทองแดงประเภทต่างๆ

วัสดุซับสเตรตที่แตกต่างกันแสดงคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ ด้านล่างเป็นการวิเคราะห์เปรียบเทียบประเภทต่างๆ

ลามิเนทที่ใช้กระดาษฟีนอล

ลามิเนตที่ทำจากกระดาษฟีนอลิกใช้ฟีนอลิกเรซินเป็นสารยึดเกาะ และใช้กระดาษใยเยื่อไม้เป็นตัวเสริมแรง มีความคุ้มค่าและ น้ำหนักเบา ทำให้เหมาะสำหรับการเจาะ อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิในการทำงาน ความต้านทานต่อความชื้น และความต้านทานความร้อนนั้นต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับลามิเนตใยแก้วอีพอกซี โดยส่วนใหญ่ จะมีการผลิตลามิเนตเคลือบทองแดงด้านเดียว แต่มีผลิตภัณฑ์สองด้านที่พัฒนาขึ้นสำหรับการใช้งานซิลเวอร์เพสต์ผ่านรู ซึ่งแสดงความต้านทานการเคลื่อนตัวของไอออนเงินที่ดีขึ้น

รุ่นผลิตภัณฑ์ทั่วไป ได้แก่ FR-1 (สารหน่วงไฟ) และ XPC (ไม่หน่วงไฟ)

ลามิเนทที่ใช้กระดาษอีพ็อกซี่

ลามิเนตที่ใช้กระดาษอีพ็อกซี่ใช้อีพอกซีเรซินเป็นสารยึดเกาะ จัดแสดงการปรับปรุงระบบไฟฟ้าและ ประสิทธิภาพทางกลเหนือกว่า FR-1. ผลิตภัณฑ์หลัก รุ่นคือ FR-3 ซึ่งแพร่หลายมากขึ้นในยุโรป

ลามิเนตใยแก้วอีพ็อกซี่

อีพ็อกซี่ ลามิเนตที่ใช้ใยแก้ว ใช้อีพอกซีเรซินเป็นตัวประสานและใช้ผ้าใยแก้วเกรดอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวเสริมแรง เป็นสารตั้งต้นที่จำเป็นสำหรับหลายชั้น แผงวงจรพิมพ์เนื่องจากคุณสมบัติทางกล ความคงตัวของขนาด ความทนทานต่อแรงกระแทก และความทนทานต่อความชื้น

ลามิเนตประเภทนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย โดย FR-4 เป็นผลิตภัณฑ์รุ่นที่พบบ่อยที่สุด การพัฒนาล่าสุดมี ได้เห็นการแนะนำของ high-Tg FR-4 สินค้าที่จะตอบโจทย์ การพัฒนาการติดตั้งทางอิเล็กทรอนิกส์และความต้องการเทคโนโลยี PCB

คอมโพสิตลามิเนต

คอมโพสิตลามิเนตประกอบด้วย CEM-1 และประเภท CEM-3 ซึ่งใช้ไม้ เยื่อกระดาษหรือกระดาษใยฝ้ายเป็นวัสดุหลักเสริมแรง ด้วยผ้าใยแก้วและเคลือบด้วยอีพอกซีเรซินที่ทนไฟ ปัจจุบันเป็นหนึ่งในลามิเนตคอมโพสิตที่พบมากที่สุด

CEM-1 และ ข้อเสนอ CEM-3 ความสมดุลระหว่าง ประสิทธิภาพทางกลและการผลิต ต้นทุนเพื่อให้สามารถเจาะและเจาะได้ บอร์ด CEM-3 ที่ผลิตในต่างประเทศบางรุ่นก็มี เหนือกว่ามาตรฐาน FR-4 ในด้านความต้านทานการรั่วซึม ความแม่นยำของความหนา และ ความเสถียรของมิติ นำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในการผลิต PCB แบบสองด้าน

ลามิเนทชนิดใยแก้วเรซินชนิดพิเศษ

ลามิเนตที่ใช้ใยแก้วเรซินชนิดพิเศษมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูงและทนความร้อน รวมถึงประเภทต่างๆ เช่น โพลิอิไมด์ (PI), โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE), ไซยาเนตเอสเทอร์ (CE), บิสมาเลอิไมด์ ไตรอาซีน (BT) และเทอร์โมเซตติงโพลีฟีนิลีนออกไซด์ (PPE หรือ PPO) โดยทั่วไปแล้ว วัสดุเหล่านี้จะมีความต้านทานความร้อนสูง (Tg สูง) การดูดซับความชื้นต่ำ และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ อย่างไรก็ตามพวกเขา มักจะมีต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นและความแข็งแกร่งลดลงเล็กน้อย ส่งผลให้ความสามารถในการประมวลผลของ PCB แย่ลง เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุพิมพ์ FR-4

ลามิเนตหุ้มทองแดงยืดหยุ่น (FCCL)

ลามิเนตหุ้มทองแดงที่มีความยืดหยุ่นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวงจรพิมพ์ที่มีความยืดหยุ่น (FPC), PCBs ที่มีความยืดหยุ่นสูงและแถบบรรจุภัณฑ์ คุณสมบัติที่โดดเด่น ได้แก่ ความบาง น้ำหนักเบา และความยืดหยุ่นทางโครงสร้าง FCCL สามารถงอ โค้งงอ และแบบไดนามิกได้ พับ มีสองประเภทหลัก: FCCL สามชั้นพร้อมกาว (3L-FCCL) และ FCCL สองชั้น ไม่มีกาว (2L-FCCL). เปรียบเทียบ ถึง 3L-FCCL, 2L-FCCL การจัดแสดงนิทรรศการ ทนต่ออุณหภูมิได้ดีขึ้น ความคงตัวของมิติ ความแข็งแรงของพันธะ และโปรไฟล์ที่บางกว่า

ลามิเนทหุ้มทองแดงผสมโลหะ

ลามิเนตที่ทำจากโลหะที่พบมากที่สุดคือลามิเนตที่ทำจากอลูมิเนียมที่มีการนำความร้อนสูง ลามิเนตที่ทำจากโลหะเป็นสิ่งจำเป็น วัสดุสำหรับการนำความร้อนสูง PCBs ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ยอดเยี่ยม ความสามารถในการประมวลผลทางกล แม่เหล็กไฟฟ้า การป้องกัน ความเสถียรของมิติ และฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย ทำให้เป็นที่นิยมมากขึ้นในวงจรรวมแบบผสม ยานยนต์ รถจักรยานยนต์ ระบบอัตโนมัติในสำนักงาน อุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังสูง อุปกรณ์ไฟฟ้า และอุปกรณ์กระแสไฟสูง โดยเฉพาะในการใช้งานบรรจุภัณฑ์ LED

ภาพรวมระดับมืออาชีพนี้ให้ความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับคุณสมบัติที่สำคัญและลักษณะการทำงานของลามิเนตเคลือบทองแดงประเภทต่างๆ ในการผลิต PCB