Analiza devijacije PCB sloja

Kako se povećava gustina pakovanja integrisanih kola, linije za međusobnu vezu su visoko koncentrisane, što čini višeslojne ploče sa kola širokom upotrebom. Višeslojne ploče sa kola se sastoje od ploča sa unutrašnjim slojem, poluočvrsnutih limova i bakarne folije vanjskog sloja, koje su presovane zajedno kroz proces visoke temperature i visokog pritiska presa, a zatim povezane sa svakim slojem kola kroz rupe za postizanje svojih električnih performansi. To zahtijeva visoku preciznost u relativnom položaju između tačaka preklapanja i rupa bakrene folije u svakom sloju kola, inače će značajno odstupanje dovesti do kratkih spojeva proizvoda ili kvara otvorenog kruga. Stoga je postizanje preciznog poravnanja između slojeva ključno za višeslojne ploče.

Opća definicija devijacije sloja PCB ploče:

Devijacija sloja se odnosi na razliku u koncentričnosti između slojeva PCB ploče koji su prvobitno zahtijevali poravnanje. Opseg zahtjeva je kontroliran prema zahtjevima dizajna različitih tipova PCB ploča. Što je manja udaljenost između njegovih rupa i bakra, to je stroža kontrola kako bi se osigurala njegova sposobnost provođenja i prekomjerne struje.

Uobičajene metode za otkrivanje odstupanja slojeva u procesu proizvodnje su:

Uobičajena metoda u industriji je dodavanje skupa koncentričnih krugova u svaki kut proizvodne ploče i postavljanje razmaka između koncentričnih krugova prema zahtjevima odstupanja sloja proizvodne ploče. Tokom proizvodnog procesa, odstupanje koncentričnih krugova se provjerava pomoću rendgenske inspekcije ili rendgenske mašine za bušenje kako bi se potvrdilo njihovo odstupanje sloja.

Ostvarivanje preciznog poravnanja između slojeva jedno je od najkritičnijih okruženja za proizvodnju višeslojnih ploča. Međutim, postoji mnogo faktora koji utiču na precizno poravnanje između slojeva, uglavnom uključujući odstupanje poravnanja izloženosti ploča jezgre unutrašnjeg sloja, tačnost PE probijanja, skupljanje ploče, odstupanje pritiska, preciznost bušenja itd. Visokotemperaturni i visokotlačni potpuno zatvoreni uvjeti presa su skloni odstupanju slojeva i škrapanju, a razlog odstupanja je teško potvrditi zbog činjenice da je ploča već presovana.

Proces laminacije je složen proces fizičke i kemijske reakcije, a usklađivanje parametara presovane ploče je ključno. Potrebno je organski uskladiti parametre laminacije "temperatura, pritisak i vrijeme". Za višestepene metode kompresije pod pritiskom, prvo, u ranoj fazi zagrijavanja, smola se postepeno počinje topiti kada se zagrije, a viskozitet se smanjuje prije nego što dostigne stupanj punog protoka. Treba osigurati niži pritisak kako bi se osiguralo da smola koja se počne topiti u potpunosti dođe u kontakt sa grubom površinom bakra, što se obično naziva kontaktnim pritiskom. Nakon toga, smola počinje da teče i stvrdnjava, sa odgovarajućim temperaturnim opsegom od približno 80 do 130 stepeni. Smola u ovom temperaturnom opsegu je potpuno tečna. U sljedećoj fazi treba osigurati dovoljan pritisak kako bi se smola brzo proticala kako bi popunila praznine između žica i stvorila jaku adheziju sa svakim slojem bakra. Ovo je problem odabira i kontrole brzine grijanja i vremena visokog pritiska.

Laminarno istezanje je promjena rastezanja uzrokovana procesom presovanja unutarnje ploče jezgre pri visokim temperaturama i visokim pritiskom. Zbog faktora kao što su debljina ploče, količina preostalog bakra, debljina bakra, odvajanje uzoraka, tip i količina PP, promjene širenja i skupljanja svakog sloja ploče sa jezgrom su nedosljedne.

Tokom procesa zakivanja savijene ploče, zbog faktora kao što su preveliki pritisak na glavno vratilo mašine za zakivanje, mala visina eksera za podešavanje, ili prisustvo izbušenih i otopljenih lepljivih čestica na PP otvoru, tanke jezgrene ploče ( općenito manje od ili jednako 0.13 mm) su skloni oštećenju tokom procesa zakivanja. Tokom procesa presovanja, oštećena jezgra ploča nije podložna fiksnoj vlačnoj sili zakovice, i doživeće značajno odstupanje pod uticajem faktora kao što je protok PP lepka, što rezultira defektima odstupanja sloja.

Kako bi riješili problem devijacije sloja, proizvođači bi trebali poduzeti sveobuhvatne mjere detekcije, kontrole i korekcije. Tokom proizvodnog procesa potrebno je izvršiti stroge inspekcije kvaliteta za svaku proizvodnu vezu, kao što su debljina, otvor i kvalitet bušenja rupa u sloju. Istovremeno, moderna automatska kontrolna oprema i napredna tehnologija korekcije mogu efikasno smanjiti ili eliminisati probleme odstupanja sloja.