A placa de circuito, como componente principal, é responsável pela transmissão do sinal e pela conexão elétrica. À medida que os produtos eletrônicos continuam avançando em direção à miniaturização e ao alto desempenho, a aplicação de placas de circuito multi-camadas está se tornando cada vez mais difundida, e o processo de laminação da placa de circuito tornou-se um fator-chave na determinação da qualidade e do desempenho das placas de circuito multi-camadas.
Princípio da compressão da placa de circuito
A laminação de placas de circuito, em termos simples, é o processo de colagem firme de múltiplas camadas de folha de cobre, folhas semicuradas e materiais isolantes em uma estrutura completa de placa de circuito por meio de técnicas específicas. Dentre elas, a chapa semicurada desempenha um papel de extrema importância, composta principalmente por resina epóxi e fibra de vidro. Durante o processo de compressão, quando em um ambiente de alta-temperatura e alta-pressão, a resina epóxi na folha semicurada amolecerá gradualmente e fluirá. Estas resinas amolecidas podem preencher as pequenas lacunas entre as camadas de materiais, formando uma camada de ligação uniforme. Ao mesmo tempo, as grandes cadeias moleculares nas moléculas da resina epóxi se entrelaçarão e se enredarão com as moléculas na superfície da folha de cobre e de outros materiais isolantes por meio de difusão e permeação. Após o resfriamento, eles unirão firmemente as camadas de materiais por meio de ligação química, construindo assim uma estrutura de placa de circuito multi{7}}camadas estável e confiável.
Explicação detalhada do processo de prensagem
Estágio de preparação de material
Placa principal: a placa principal fornece suporte mecânico para placas de circuito-multicamadas e é a base de toda a estrutura. Geralmente é uma placa isolante com tratamento especial e sua qualidade e desempenho afetam diretamente a estabilidade da placa de circuito final. Na preparação da placa central, é necessário garantir que sua precisão dimensional atenda aos requisitos do projeto, que a superfície seja plana e impecável, a fim de garantir o bom andamento dos processos de prensagem subsequentes.
Material PP: Como material chave que conecta várias camadas, a qualidade do material PP é crucial. Existem diferenças no teor de resina, método de tecelagem do tecido de fibra de vidro e outros aspectos entre os diferentes tipos e especificações de folhas de PP, que podem afetar sua fluidez, resistência de ligação e desempenho de isolamento da placa de circuito final durante o processo de compressão. Portanto, é necessário selecionar com precisão o material PP apropriado de acordo com os requisitos específicos do projeto da placa de circuito.
Folha de cobre: Folha de cobre usada para formar circuitos externos, que precisa ter boa condutividade e estabilidade. Durante o processo de preparação, é necessário garantir que a espessura da folha de cobre seja uniforme e a superfície esteja livre de defeitos como oxidação e arranhões, caso contrário pode causar baixa condutividade do circuito ou curto-circuito.
Processo de empilhamento e posicionamento
Esta etapa requer adesão estrita aos requisitos de projeto, empilhando a placa do núcleo interno, o material PP e a folha de cobre externa em sequência. Qualquer sequência de colocação incorreta ou desvio de posição de qualquer camada de materiais pode causar falhas no desempenho elétrico da placa de circuito. Para garantir o alinhamento preciso entre as camadas, métodos como hot melt ou rebitagem são geralmente usados para posicionamento. O posicionamento hot melt é o uso de aquecimento para derreter materiais de posicionamento específicos, fixando assim cada camada de material na posição correta; A rebitagem é um método mecânico que utiliza rebites e outros conectores para fixar preliminarmente cada camada, garantindo que não haverá deslocamento de cada camada durante o processo de prensagem subsequente.
Processo de laminação e aquecimento
As placas empilhadas serão colocadas em uma laminadora profissional. Na máquina de laminação, condições específicas de alta temperatura e alta pressão são definidas para promover o amolecimento e o fluxo da resina na folha de PP. O aumento da temperatura pode acelerar a atividade das moléculas de resina, aumentar sua fluidez e preencher melhor as lacunas entre as placas centrais; A aplicação de pressão garante que os materiais de cada camada possam ser firmemente aderidos, eliminando ar e impurezas entre as camadas, promovendo a distribuição uniforme da resina entre as camadas e conseguindo uma ligação firme entre as camadas. O controle preciso de temperatura e pressão é particularmente crucial neste processo, exigindo configuração precisa e monitoramento-em tempo real com base nas características dos materiais usados e nos requisitos de projeto da placa de circuito.
Estágio de resfriamento e solidificação
Após a conclusão da compressão, a placa deve ser resfriada imediatamente à temperatura ambiente. Durante o processo de resfriamento, a resina fluida amolecida solidificará gradualmente, formando uma estrutura estável de múltiplas-camadas. Nesta fase, é necessário controlar rigorosamente a velocidade, temperatura e pressão de resfriamento. Se a taxa de resfriamento for muito rápida, poderá causar encolhimento inconsistente de cada camada de material, resultando em empenamento e deformação da placa de circuito; O controle inadequado da pressão durante o processo de resfriamento também pode afetar a resistência da ligação entre as camadas e até mesmo causar delaminação. Portanto, geralmente é adotado um método de resfriamento lento e uma certa pressão é aplicada continuamente durante o processo de resfriamento para garantir a qualidade da placa de circuito.
Procedimento de pós-processamento
Teste: Após o resfriamento e a cura, a placa de circuito deve primeiro passar por um teste abrangente. O teste dimensional é usado para confirmar se as dimensões externas da placa de circuito atendem aos padrões de projeto; O teste de conexão de circuito utiliza equipamentos de teste profissionais para verificar se as conexões entre cada camada do circuito estão corretas e se a condutividade é boa, a fim de evitar falhas elétricas, como circuitos abertos e curtos-circuitos; A inspeção de aparência verifica principalmente se há defeitos, bolhas, delaminação e outros problemas na superfície da placa de circuito para garantir a qualidade da aparência da placa de circuito.
Aparar: Aparar e polir a placa de circuito que passou na inspeção, remover quaisquer rebarbas, excesso de materiais, etc. que possam ocorrer durante o processo de prensagem, garantir ainda que o tamanho da placa de circuito atenda com precisão aos requisitos de projeto e tornar as bordas da placa de circuito cada vez mais lisas para montagem e uso subsequentes.
A importância da compressão da placa de circuito
Melhorar a resistência estrutural e a estabilidade
Por meio da tecnologia de compressão de alta-temperatura e alta-pressão, os materiais de cada camada da placa de circuito multi-camadas são firmemente unidos, melhorando significativamente a resistência mecânica e a estabilidade geral. Essa estrutura reforçada pode efetivamente impedir que a placa de circuito se deforme e deforme durante a montagem, transporte e uso subsequentes, garantindo que a placa de circuito possa funcionar de maneira confiável em vários ambientes complexos e fornecendo uma garantia sólida para a operação estável-de longo prazo de dispositivos eletrônicos. Para alguns produtos eletrônicos que precisam suportar condições adversas, como vibração e impacto, como eletrônicos automotivos, equipamentos aeroespaciais, etc., uma boa qualidade de colagem de placas de circuito é ainda mais crucial.
Afeta o desempenho elétrico e as características de impedância
O processo de compressão determina diretamente a estrutura geométrica e a impedância característica das linhas de transmissão de sinal em placas de circuito-multicamadas. A compressão precisa pode garantir o nivelamento das linhas de transmissão de sinal e a consistência da distância entre camadas, garantindo assim uma transmissão estável e eficiente de sinais entre camadas, evitando problemas como atenuação, distorção e reflexão do sinal. Na era atual de transmissão de sinais em alta-velocidade, como comunicação 5G, computação de alto-desempenho e outros campos, os requisitos de desempenho elétrico para placas de circuito são extremamente altos. A qualidade do processo de laminação da placa de circuito afeta diretamente a integridade do sinal e a qualidade de transmissão de todo o sistema.
Relacionado ao gerenciamento térmico e desempenho de dissipação de calor
O aquecimento é um problema inevitável durante a operação de dispositivos eletrônicos. Os materiais selecionados para o processo de laminação e a compactação da placa de circuito impresso após a laminação terão um impacto significativo na sua condutividade térmica. A tecnologia de prensagem de alta qualidade pode aderir firmemente aos materiais de cada camada, formando um bom caminho de condução de calor, garantindo que o calor possa ser transferido de forma rápida e eficaz do elemento de aquecimento para a superfície da placa de circuito e, em seguida, dissipado através do dispositivo de dissipação de calor. Especialmente para dispositivos eletrônicos com alta potência e forte geração de calor, como servidores, módulos de energia, etc., um bom desempenho de gerenciamento térmico desempenha um papel fundamental para garantir o funcionamento normal do equipamento e prolongar sua vida útil.
Fatores que afetam a qualidade da ligação por compressão
controle de temperatura
A temperatura é um dos fatores-chave no processo de compressão. A temperatura é muito baixa e a resina na folha semicurada não consegue amolecer e fluir suficientemente, resultando em ligação fraca entre as camadas de materiais e fácil delaminação; Se a temperatura for muito alta, pode causar cura excessiva da resina, até mesmo queima, o que não só afeta a resistência da ligação, mas também pode causar danos a materiais como folha de cobre, afetando assim o desempenho elétrico da placa de circuito. Portanto, durante o processo de prensagem, é necessário um sistema de controle de temperatura de alta-precisão para monitorar e ajustar com precisão a temperatura dentro da prensa em tempo real, garantindo que ela flutue dentro de uma faixa apropriada.
regulação do estresse
A magnitude da pressão afeta diretamente o grau de adesão entre os materiais em cada camada. A pressão insuficiente impede a remoção suficiente de ar e impurezas entre as camadas, dificultando o preenchimento uniforme das lacunas pela resina, reduzindo assim a resistência da ligação; A pressão excessiva pode levar à compressão excessiva da placa, resultando em espessura irregular da placa de circuito e até mesmo em danos à estrutura do material. Diferentes materiais de placas de circuito e requisitos de projeto exigem adaptação a diferentes parâmetros de pressão, o que exige que o equipamento de compressão tenha funções de regulação de pressão flexíveis e precisas para atender às diversas necessidades de produção.
Controle de tempo
O tempo de prensagem também é um fator importante que afeta a qualidade da prensagem. O tempo é muito curto e a resina não fluiu totalmente e completou a ligação química, resultando em ligação insuficiente entre camadas; Se o tempo for muito longo, poderá causar envelhecimento da resina e degradação do desempenho, o que também pode afetar a qualidade da placa de circuito. Portanto, é necessário definir com precisão o tempo de prensagem com base nas características específicas do material e nos requisitos do processo de prensagem, e implementá-lo rigorosamente por meio de um sistema de controle automatizado.
qualidade dos materiais
Conforme mencionado acima, a qualidade das matérias-primas, como placa central, material PP e folha de cobre, desempenha um papel decisivo na qualidade da laminação. Qualquer desvio de desempenho, precisão dimensional insuficiente ou defeitos de qualquer material podem causar problemas durante o processo de laminação, afetando a qualidade e o desempenho da placa de circuito final. Portanto, na compra de matérias-primas, deve-se exercer um controle rigoroso, selecionar fornecedores confiáveis e cada lote de matérias-primas deve ser rigorosamente inspecionado e testado.