Vo výrobnom procese viac{0}}vrstvových dosiek plošných spojov je technológia laminovania jedným zo základných spojení. Pevne spája viac{2}}vrstvové vnútorné substráty s predimpregnovaným laminátom pôsobením vysokej teploty a vysokého tlaku, čím vytvára štrukturálne stabilnú a spoľahlivú viacvrstvovú dosku. Kvalita procesu laminovania priamo určuje mechanickú pevnosť, izolačný výkon a stabilitu vodivosti obvodov viac-vrstvovej dosky. Akonáhle sa vyskytnú problémy, vedie to nielen k zošrotovaniu dosky, ale môže to ovplyvniť aj bezpečnú prevádzku nasledujúcich elektronických zariadení. V dôsledku faktorov, ako sú vlastnosti materiálu, parametre procesu a prevádzkové prostredie, sa však počas procesu laminácie nevyhnutne stretávame s rôznymi problémami. Pochopenie prejavov a príčin týchto bežných problémov a zvládnutie zodpovedajúcich stratégií odozvy je kľúčom k zabezpečeniu kvality výroby viac-vrstvových dosiek.
1, Hlavné ciele a bežné kategórie problémov procesu laminovania viac{1}}dosák
Hlavným cieľom viac{0}}vrstvovej laminácie dosiek je dosiahnuť tesné spojenie „bez medzier, bez bublín a bez odsadenia“ medzi každou vrstvou materiálu: živicu v predimpregnovanom lamináte je potrebné úplne roztaviť a roztekať, aby sa vyplnili medzery medzi vnútorným substrátom a výstužným materiálom a zároveň sa odstránil vzduch medzi vrstvami; Po ochladení a stuhnutí je potrebné, aby viacvrstvová štruktúra zostala plochá, s presným zarovnaním každej vrstvy a bez defektov, ako je delaminácia alebo deformácia.
Z aktuálnej výrobnej situácie sa bežné problémy s laminovaním zameriavajú hlavne na štyri rozmery: problémy s lepením medzi vrstvami (ako je delaminácia a bubliny), problémy so vzhľadom a rovinnosťou (ako je skrútenie a vrúbkovanie), problémy s presnosťou zarovnania (ako je odsadenie medzi vrstvami) a problémy s distribúciou živice (ako je nedostatočná alebo nadmerná živica). Tieto problémy sa môžu zdať odlišné, ale v skutočnosti úzko súvisia s kontrolou parametrov procesu, predúpravou materiálu a prevádzkovými štandardmi.
2, Štyri bežné problémy v procese viac{1}}laminovania dosiek: prejavy, príčiny a stratégie riešenia
1. Medzivrstvové bubliny: Medzi vrstvami je "vzduchová vrstva", ktorá ovplyvňuje izoláciu a pevnosť spoja
Prejav problému: Na priereze alebo povrchu laminovanej viacvrstvovej dosky je možné vidieť malé bubliny a niektoré bubliny sa môžu počas následného spracovania alebo použitia roztiahnuť, čo vedie k oddeleniu medzivrstvy; V závažných prípadoch môžu bubliny poškodiť izoláciu medzi obvodmi a predstavovať riziko elektrického úniku.
Hlavné príčiny: ① Nesprávne skladovanie predimpregnovaného laminátu absorbuje vlhkosť zo vzduchu, čo spôsobuje odparovanie vlhkosti a vytváranie bublín počas laminácie; ② Na povrchu vnútorného substrátu sú znečisťujúce látky, ako sú olejové škvrny a prach, ktoré bránia spojeniu medzi živicou a substrátom a tvoria zvyšky vzduchu; ③ Rýchlosť zahrievania laminácie je príliš vysoká, čo spôsobuje, že sa živica v predimpregnovanom lamináte topí a prúdi rýchlejšie ako rýchlosť vypúšťania vzduchu, čo vedie k zachyteniu vzduchu medzi vrstvami; ④ Obsah živice v predimpregnovanom lamináte je nedostatočný na vyplnenie medzivrstvových medzier a zanecháva medzery.
Stratégia odozvy:
Predúprava materiálu: Predimpregnovaný laminát by sa mal skladovať v suchom a uzavretom prostredí a pred použitím vysušiť podľa požiadaviek, aby sa odstránila vlhkosť; Vnútorný substrát je potrebné pred lamináciou vyčistiť (ako je čistenie ultrazvukom), aby sa zabezpečilo, že povrch je bez oleja a prachu, a pred vstupom do procesu laminácie by sa mal vysušiť.
Optimalizácia parametrov procesu: Mierne spomaliť rýchlosť ohrevu a udržať určitý čas počas fázy, keď sa živica začína topiť (zóna nízkej teploty), čo umožňuje úplné vypustenie medzivrstvového vzduchu; Zároveň regulujte stúpajúci rytmus laminovacieho tlaku, postupne zvyšujte tlak počas procesu zahrievania a pomáhajte pri odvádzaní vzduchu a prúdení živice.
Kontrola materiálu: Pred použitím skontrolujte obsah živice a tekutosť predimpregnovaného laminátu, aby ste sa vyhli použitiu predimpregnovaného laminátu s nedostatočným obsahom živice alebo starnutia.
2. Vrstvenie medzi vrstvami: Viac-vrstvová štruktúra sa „oddelí“, čo vedie k výraznému zníženiu mechanickej pevnosti
Prejav problému: Keď sú laminované viacvrstvové dosky vystavené vonkajšiemu nárazu alebo následnému spracovaniu (ako je vŕtanie), dochádza k oddeleniu medzivrstvy; Pri ručnom ohýbaní dosky je zreteľne cítiť "uvoľnenie" medzi vrstvami av ťažkých prípadoch dokonca priamo vidieť medzery medzi vrstvami.
Hlavné príčiny: ① Neúplné vytvrdnutie predimpregnovanej živice a nedostatočná sila spojenia medzi vrstvami; ② Teplota laminovania je príliš nízka alebo doba izolácie nedostatočná, čo vedie k nedostatočnému zosieťovaniu a vytvrdzovaniu živice; ③ Drsnosť povrchu vnútorného substrátu je nedostatočná a živica nemôže vytvoriť „kotviacu“ štruktúru, čo má za následok slabú priľnavosť; ④ Nedostatočný laminačný tlak má za následok, že každá vrstva materiálu nepriľne tesne a živica nemôže úplne preniknúť na povrch substrátu.
Stratégia odozvy:
Kalibrácia parametrov procesu: Nastavte teplotu laminácie a čas izolácie na základe charakteristík vytvrdzovania predimpregnovaného laminátu, aby ste zabezpečili úplné vytvrdnutie živice pri vysokých teplotách (stupeň vytvrdnutia je možné overiť pomocou experimentov, aby ste sa vyhli nízkym teplotám alebo krátkej izolácii); Zároveň primerane zvýšte laminovací tlak, aby ste zabezpečili tesný kontakt medzi materiálmi každej vrstvy a podporili dostatočnú väzbu medzi živicou a substrátom.
Povrchová úprava substrátu: Počas výrobného procesu vnútorného substrátu je potrebné zabezpečiť, aby mal povrch primeranú drsnosť (ako je vytváranie mikrokonkávnych štruktúr pomocou chemickej úpravy), aby sa zvýšila priľnavosť medzi živicou a substrátom; Vyhnite sa príliš hladkým povrchom podkladu alebo prítomnosti oxidových vrstiev.
Úprava po vytvrdnutí: Po laminácii a ochladení sa môže podľa potreby vykonať úprava „po vytvrdnutí“ (tj nízkoteplotné zahrievanie a opäť izolácia), aby sa ďalej zlepšil stupeň vytvrdnutia živice a zvýšila sa pevnosť spojenia medzi vrstvami.
3. Deformácia dosky: Celková „deformácia ohybom“ viacvrstvových dosiek ovplyvňuje následnú montáž
Prejav problému: Po laminovaní a ochladení si viac{0}}vrstvová doska už nezachováva rovinnosť a vykazuje jednosmerné alebo obojsmerné ohýbanie (napríklad tvar „oblúka“ alebo „sedla“); Keď je deformácia silná, doska nemôže zapadnúť do nasledujúcich montážnych prípravkov, čo má za následok nesprávne vyrovnanie zvárania komponentov alebo zlý kontakt obvodu.
Hlavné príčiny: ① Koeficienty tepelnej rozťažnosti každej vrstvy materiálu sa nezhodujú a rýchlosť zmršťovania rôznych vrstiev sa počas procesu chladenia značne líši, čo vedie k vnútornému namáhaniu a deformácii (ako je významný rozdiel v koeficientoch tepelnej rozťažnosti medzi vnútorným substrátom a predimpregnovaným laminátom); ② Rýchlosť chladenia laminácie je príliš vysoká, materiál sa nerovnomerne zmršťuje a vnútorné napätie sa nedá uvoľniť; ③ Počas laminovania je rozloženie tlaku nerovnomerné, pričom lokálny tlak je príliš vysoký alebo príliš nízky, čo vedie k nekonzistentnému zmršťovaniu každej vrstvy.
Stratégia odozvy:
Zhoda materiálov: Vyberte vnútorné podklady a vopred impregnované materiály s podobnými koeficientmi tepelnej rozťažnosti, aby ste znížili rozdiel v zmrašťovaní pri chladení od zdroja; Ak je potrebné použiť materiály s rôznymi charakteristikami, vnútorné napätie možno vyrovnať úpravou pomeru hrúbky každej vrstvy.
Regulácia rýchlosti chladenia: Po dokončení laminácie sa používa metóda „krokového chladenia“ na pomalé znižovanie teploty (ako je najprv udržiavanie laminovacieho zariadenia po určitú dobu v teple a potom postupné ochladzovanie na izbovú teplotu), čo dáva materiálu dostatok času na uvoľnenie vnútorného napätia a zabránenie deformácii spôsobenej rýchlym ochladením.
Optimalizácia tlaku a nástrojov: Skontrolujte rozloženie tlaku laminovacieho zariadenia, aby ste sa uistili, že povrch prítlačnej dosky je plochý a tlak je rovnomerný; Ak je to potrebné, použite "protizávažia" alebo špecializované prípravky na upevnenie dosky počas procesu chladenia a obmedzenie deformácie.
4. Medzivrstvový offset: Viacvrstvový vnútorný substrát "nesúlad", porucha zapojenia obvodu
Prejav problému: Po laminácii odchýlka zarovnania vzorov obvodov na každej vnútornej vrstve substrátu prekračuje povolený rozsah, čo spôsobuje, že otvory (napríklad vodivé otvory), ktoré by mali byť vodivé, sú nesprávne zarovnané so vzormi obvodov, čo znemožňuje dosiahnutie medzivrstvových obvodových spojení; V závažných prípadoch môže offsetový obvod skratovať s vedením susednej vrstvy.
Hlavné príčiny: ① Polohovacie značky vnútorného substrátu sú pred lamináciou rozmazané alebo poškodené, čo má za následok chyby zarovnania počas stohovania; ② Počas procesu laminácie je tlak na dosku nerovnomerný alebo je rýchlosť lokálnej expanzie materiálu pri zahrievaní iná, čo vedie k posunutiu vnútorného substrátu; ③ Počas operácie stohovania operátor manuálne zarovnal odchýlku a neopravil ju včas.
Stratégia odozvy:
Optimalizácia polohovacích značiek: Počas výroby vnútorného substrátu sa uistite, že polohovacie značky (ako sú referenčné otvory a zarovnávacie čiary) sú jasné, úplné a umiestnené na ľahko rozpoznateľných miestach na okraji dosky; Pred lamináciou skontrolujte označenia a odstráňte substráty s rozmazanými značkami.
Riadenie stohovania a laminovania: používanie automatického stohovacieho zariadenia namiesto ručnej prevádzky na zlepšenie presnosti zarovnania; Ovládajte rýchlosť ohrevu počas laminácie, aby ste predišli nerovnomernej expanzii materiálu spôsobenej náhlym lokálnym zvýšením teploty; Zároveň zaistite rovnomerný tlak na prítlačnú dosku a znížte možnosť posunutia substrátu.
Detekcia a korekcia odchýlky: po laminácii skontrolujte zarovnanie medzi vrstvami pomocou zariadenia na detekciu röntgenových lúčov. Ak sa zistí mierna odchýlka, pri ďalšom spracovaní upravte polohu vŕtania (v rámci prípustného rozsahu odchýlky); Ak je odchýlka závažná, včas analyzujte príčinu a upravte proces, aby ste predišli problémom so šaržou.
3, Preventívna kontrola procesu viac{1}}vrstvového laminovania dosiek: dôležitejšie zabezpečenie kvality ako reakcia
V skutočnosti je odpoveď na problém laminácie lepšia ako "prevencia vopred". Okrem cielených stratégií pre špecifické problémy môže zásadne znížiť pravdepodobnosť výskytu problému aj zavedenie preventívneho kontrolného systému počas celého procesu.
Riadenie celého cyklu materiálu: Vopred impregnované materiály a vnútorné substráty je potrebné skladovať podľa potreby (suché, konštantná teplota) a stav materiálu (ako je tekutosť živice vopred impregnovaných materiálov a povrchová čistota substrátov) by sa mal pravidelne kontrolovať, aby sa predišlo použitiu materiálov po expirácii alebo opotrebovaných materiálov;
Štandardizácia parametrov procesu: Vytvorte jasné parametre laminovania (teplota, tlak, rýchlosť ohrevu, čas izolácie) pre viacvrstvové dosky s rôznymi špecifikáciami a pravidelne kalibrujte zariadenia (ako sú snímače teploty a tlakové prístroje), aby ste zabezpečili presné vykonávanie parametrov;
Kontrola prostredia: Laminovacia dielňa musí udržiavať konštantnú teplotu a vlhkosť (zvyčajne 20-25 stupňov, 40% -60% vlhkosť), aby sa zabránilo kolísaniu teploty a vlhkosti prostredia, ktoré ovplyvňujú vlastnosti materiálu a stabilitu procesu; Súčasne zabezpečiť prevenciu prašnosti v dielni a znížiť znečistenie ovzdušia prachom;
Normy pre personálnu prevádzku: Operátori musia prejsť odborným školením, musia byť oboznámení s materiálovými charakteristikami a požiadavkami na proces a vyhnúť sa problémom spôsobeným nesprávnou obsluhou (ako je nerovnomerná sila pri stohovaní a neúplné čistenie).