Les plaques de cuivre épaisses sont largement utilisées dans les domaines ayant des exigences élevées en matière de dissipation de courant et de chaleur, tels que le contrôle industriel, les nouvelles énergies et l'électronique automobile, en raison de leur excellente capacité de transport de courant et de leurs performances de dissipation thermique. Cependant, pendant le traitement, en raison de l'épaisse couche de cuivre, la différence de coefficient de dilatation thermique entre la plaque et la couche de cuivre, la concentration des contraintes et d'autres problèmes peuvent facilement provoquer des défauts de fissuration, affectant la fiabilité du produit. Pour éviter efficacement le risque de fissuration lors du traitement des plaques de cuivre épaisses, il est nécessaire de contrôler avec précision sept paramètres clés qui parcourent l'ensemble du processus, depuis la préparation des matières premières jusqu'au traitement du produit fini, afin de garantir l'intégrité structurelle et les performances des plaques de cuivre épaisses.
1, paramètres caractéristiques du substrat en feuille
Les caractéristiques du substrat de la carte déterminent directement le potentiel de résistance aux fissures du traitement des plaques de cuivre épaisses et constituent les principaux paramètres de contrôle pour prévenir les fissures. Une attention particulière doit être accordée à la résistance aux chocs et à la stabilité thermique du substrat - les substrats ayant une excellente résistance aux chocs peuvent mieux résister aux contraintes locales causées par les forces mécaniques (telles que le perçage et la découpe) pendant le traitement, réduisant ainsi la fissuration du substrat causée par la concentration des contraintes ; Un substrat avec une forte stabilité thermique peut réduire la contrainte interne causée par la différence de coefficient de dilatation thermique entre l'épaisse couche de cuivre et les étapes de traitement ultérieures à haute température (telles que le durcissement du masque de soudure et le traitement de surface), évitant ainsi la séparation intercouche ou la fissuration du substrat causée par la contrainte thermique. Dans le même temps, la planéité du support doit également être prise en compte. Si le substrat présente des problèmes tels que des déformations et des indentations, cela provoquera des contraintes inégales pendant le traitement, augmentant indirectement le risque de fissuration. Par conséquent, il est nécessaire de choisir un substrat dont la planéité répond aux exigences de traitement afin de réduire le risque de prévention des explosions à la source.
2, paramètres de force de liaison de la couche de cuivre
La force de liaison entre la couche de cuivre d'une plaque de cuivre épaisse et le substrat est un paramètre clé qui affecte l'apparition ou non d'un pelage de la couche de cuivre et d'une fissuration du substrat. Lorsque la force de liaison de la couche de cuivre est insuffisante, la couche de cuivre a tendance à se séparer du substrat sous l'action mécanique (telle que la gravure, le polissage) ou l'action thermique pendant le traitement, et la force de traction générée pendant le processus de séparation peut provoquer des fissures dans le substrat. Avant le traitement, il est nécessaire de confirmer la force de liaison de la couche de cuivre grâce à des méthodes de test professionnelles pour garantir qu'elle répond aux exigences du scénario d'utilisation d'une plaque de cuivre épaisse ; Pendant le traitement, il est nécessaire d'éviter d'utiliser des méthodes de traitement susceptibles d'endommager l'interface de liaison entre la couche de cuivre et le substrat, telles que le contrôle du degré de corrosion de l'interface de liaison par la solution de gravure, la réduction de la diminution de la force de liaison provoquée par des processus inappropriés, et ainsi la prévention des problèmes de fissuration provoqués par la séparation des couches de cuivre.
3, paramètres du processus de forage
Le perçage est une étape importante dans le traitement des plaques de cuivre épaisses. Un contrôle inapproprié des paramètres du processus de forage peut facilement entraîner une concentration de contraintes autour du trou et provoquer des fissures. Il convient de prêter attention à la vitesse de coupe et à l'avance pendant le perçage - une vitesse de coupe excessive ou une avance déraisonnable peuvent entraîner des contraintes mécaniques excessives pendant le processus de perçage, provoquant de petites fissures dans le substrat et la couche de cuivre autour du trou ; Si l'avance est trop lente, cela augmentera le temps de contact entre le foret et la plaque, provoquant une élévation locale de la température, exacerbant les contraintes thermiques et pouvant également conduire à des fissures. De plus, l'état de pointe du foret doit également être inclus dans le contrôle des paramètres. Les forets dont les bords de coupe sont usés ou passivés augmenteront la résistance au perçage, endommageront l'intégrité structurelle des matériaux environnants et augmenteront le risque de fissuration. Par conséquent, il est nécessaire d'inspecter et de remplacer régulièrement le foret pour garantir un processus de perçage fluide et à faible contrainte et réduire le risque de fissuration autour du trou.
4, paramètres du processus de gravure
Le processus de gravure est utilisé pour former le motif de circuit de plaques de cuivre épaisses, et la précision des paramètres de gravure affecte directement l'équilibre des contraintes entre la couche de cuivre et le substrat, ce qui à son tour affecte le risque de fissuration. Il est nécessaire de se concentrer sur le contrôle de l'activité de réaction et du temps de gravure de la solution de gravure - une activité excessive de la solution de gravure peut rendre la vitesse de gravure de la couche de cuivre trop rapide, entraînant des changements brusques dans l'épaisseur de la couche de cuivre locale et des contraintes inégales à l'intérieur de la couche de cuivre ; Si le temps de gravure est trop long, cela érodera excessivement le bord de la couche de cuivre, affectant même la surface du substrat et endommageant la stabilité de la structure du matériau ; Si le temps de gravure est insuffisant, il en résultera des scories de cuivre résiduelles au bord du circuit, ce qui peut facilement provoquer une concentration de contraintes lors du traitement ultérieur. Dans le même temps, l’intensité de l’agitation pendant le processus de gravure doit également être contrôlée. Une agitation excessive peut provoquer un impact excessif de la solution de gravure sur l'interface de liaison entre la couche de cuivre et le substrat, affaiblir la force de liaison et augmenter indirectement le risque de fissuration. Par conséquent, une optimisation des paramètres est nécessaire pour obtenir un processus de gravure uniforme et doux et maintenir l’équilibre des contraintes entre la couche de cuivre et le substrat.
5, paramètres de courbe de température pour le traitement à chaud
Le traitement de plaques de cuivre épaisses implique des étapes de traitement thermique telles que le durcissement du masque de soudure et le traitement de surface. La courbe de température du traitement thermique est le paramètre essentiel pour contrôler les contraintes thermiques et prévenir les fissures. Il convient de prêter attention à la vitesse de chauffage, à la température d'isolation et à la vitesse de refroidissement -. Si la vitesse de chauffage est trop rapide, cela provoquera un chauffage inégal dans différentes parties de la plaque de cuivre épaisse (couche de cuivre, substrat), entraînant une contrainte thermique instantanée due aux différences de coefficients de dilatation thermique. Si la contrainte dépasse la limite portante du matériau, cela provoquera des fissures ; Si la température d'isolation est trop élevée ou le temps d'isolation est trop long, cela intensifiera le vieillissement thermique du substrat et de la couche de cuivre, réduira la ténacité du matériau et affaiblira la résistance aux fissures ; Si la vitesse de refroidissement est trop rapide, la chaleur interne du matériau ne pourra pas être libérée à temps, ce qui entraînera une accumulation de contraintes internes, qui peuvent également facilement conduire à des fissures. Par conséquent, il est nécessaire de développer une courbe de température douce basée sur les caractéristiques matérielles des plaques de cuivre épaisses pour garantir des changements de température uniformes et lents pendant le traitement à chaud, réduire la génération et l'accumulation de contraintes thermiques et éviter les problèmes de fissuration causés par les contraintes thermiques.
6, paramètres de revêtement de la couche de masque de soudure
La couche de masque de soudure protège non seulement le circuit épais de la plaque de cuivre, mais améliore également la stabilité structurelle globale de la carte. Le contrôle des paramètres de revêtement joue un rôle auxiliaire important dans la prévention des fissurations par explosion. Il est nécessaire de se concentrer sur le contrôle de l'épaisseur du revêtement et du degré de durcissement de la couche de masque de soudure - une épaisseur de revêtement inégale peut entraîner une répartition déséquilibrée des contraintes sur la surface des plaques de cuivre épaisses. Lors d'un traitement ou d'une utilisation ultérieure, les zones plus minces sont susceptibles de devenir des points de concentration de contraintes, provoquant des fissures ; Si le durcissement n'est pas suffisant, l'adhérence et la résistance mécanique de la couche de masque de soudure sont insuffisantes, ce qui ne peut pas disperser efficacement les contraintes externes et internes sur la carte et perd l'effet de protection anti-fissures ; Si le durcissement est excessif, cela rendra le masque de soudure fragile, réduira sa ténacité et produira facilement des fissures, ce qui affectera la structure globale de la carte. De plus, le nivellement de la couche du masque de soudure doit également être contrôlé. Un mauvais nivellement peut entraîner la formation de bulles et de trous d'épingle à la surface de la couche du masque de soudure, ce qui peut endommager l'intégrité de la protection et augmenter le risque de fissuration. Par conséquent, une optimisation des paramètres est nécessaire pour obtenir un durcissement uniforme et suffisant de la couche de masque de soudure et améliorer la résistance globale aux fissures de la plaque de cuivre épaisse.
7, paramètres de température et d'humidité de l'environnement de traitement
Bien que la température et l'humidité de l'environnement de traitement n'affectent pas directement la technologie de traitement des plaques de cuivre épaisses, elles peuvent affecter les propriétés physiques du matériau et la stabilité du processus de traitement, affectant indirectement le risque de fissuration. Il est nécessaire de se concentrer sur le contrôle de la température et de l'humidité de l'environnement - si la température de l'environnement est trop élevée ou trop basse, cela entraînera une dilatation et une contraction thermiques préalables du matériau de la plaque de cuivre épaisse, modifiera l'état de contrainte interne du matériau et chevauchera facilement la contrainte du processus lors du traitement ultérieur, provoquant des fissures ; Une humidité excessive dans l’environnement peut amener le substrat à absorber l’humidité. Pendant la phase de traitement à chaud, l'humidité s'évapore sous l'effet de la chaleur, générant des bulles qui endommagent la structure du matériau et réduisent la force de liaison entre le substrat et la couche de cuivre ; Si l'humidité est trop faible, la surface du matériau deviendra sèche et cassante, la résistance aux chocs diminuera et il est facile de se fissurer en raison de légères forces externes pendant le traitement. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler la température et l'humidité de l'environnement de traitement dans une plage appropriée, de maintenir le matériau dans un état physique stable, de fournir une base pour l'exécution précise des étapes ultérieures du processus et de réduire les problèmes de fissuration indirectement causés par des facteurs environnementaux.