Dans l'architecture de base des produits électroniques, les circuits imprimés sont comme un « centre nerveux » fonctionnant avec précision, et leurs performances déterminent directement la stabilité et la fiabilité des produits électroniques. En tant que maillon central duprocessus de fabrication de circuits imprimés, le processus de stratification assume la responsabilité de fusionner plusieurs couches de matériaux en une structure stable. La précision de son processus affecte non seulement la résistance mécanique et les performances d'isolation du circuit imprimé, mais joue également un rôle décisif dans l'intégrité de la transmission du signal. Ci-dessous, nous analyserons l'ensemble du processus de technologie de laminage des circuits imprimés et révélerons la logique technique et les points de contrôle qualité qui se cachent derrière.
1, préparation précise avant pressage
(1) Sélection stricte et inspection méticuleuse des matériaux
En tant que base de connexion électrique de la carte de circuit imprimé, la carte centrale interne doit subir un usinage de précision de la production du circuit interne pour garantir que l'erreur de précision des graphiques du circuit est contrôlée à ± 5 µm. Au cours de l'étape d'inspection de l'apparence, un équipement d'inspection optique automatique est utilisé pour scanner toute la surface de la carte mère, en se concentrant sur la vérification des courts-circuits, des circuits ouverts et des défauts de sténopé d'un diamètre de 50 µm. Dans le même temps, un testeur de microrésistance est utilisé pour effectuer des tests à 100 % de la conductivité du circuit afin de garantir que les performances électriques de la carte mère répondent à la norme.
Les paramètres de performance des films semi-durcis déterminent directement la qualité de la liaison intercouche. Pour les cartes de circuits imprimés de communication à haute fréquence-, des puces semi-durcies à faible perte avec une constante diélectrique inférieure ou égale à 3,0 et une perte diélectrique inférieure ou égale à 0,002 doivent être sélectionnées ; Pour les scénarios de haute fiabilité tels que l'électronique automobile, des modèles résistants aux températures élevées avec une température de transition vitreuse supérieure ou égale à 170 degrés doivent être utilisés. Lors de l'inspection de l'entrepôt des matériaux, l'activité de durcissement de la résine est détectée par le testeur de temps de gel, et l'écart du temps de gel doit être contrôlé à ± 10 %. Dans le même temps, le testeur d'épaisseur est utilisé pour vérifier sur place l'uniformité de la feuille afin de garantir que la tolérance d'épaisseur est inférieure ou égale à ± 5 μm.
La sélection de la feuille de cuivre externe doit correspondre aux exigences de conception du circuit. Pour les scénarios de courant élevé tels que les modules de puissance, la priorité doit être donnée à l'utilisation d'une feuille de cuivre à haute ductilité d'une épaisseur de 70 μm, et sa résistance au pelage doit être supérieure ou égale à 1,5 N/mm ; Pour les lignes de signaux haute-fréquence, il est conseillé d'utiliser une feuille de cuivre à profil ultra-de 18 μm pour réduire l'impact de l'effet cutané. La rugosité de surface de la feuille de cuivre doit être contrôlée dans la plage de 1,5 à 2,5 µm et un échantillonnage par lots doit être effectué à l'aide d'un instrument de mesure de rugosité pour éliminer les défauts de gravure causés par les défauts de surface.
(2) Conception soignée et empilement précis des structures en couches
La conception de l'empilement doit suivre le principe de compatibilité électromagnétique. Pour les cartes de circuits imprimés à grande vitesse-avec plus de 10 couches, une structure symétrique de « couche de signal couche de puissance couche de signal » est généralement utilisée. La distance entre la couche de puissance et la couche est contrôlée entre 50 et 100 µm pour former un effet capacitif étroitement couplé et réduire le bruit de puissance. Dans la conception de trous borgnes, le logiciel CAE est utilisé pour l'analyse de projection de la position des trous afin de garantir que l'écart des trous borgnes adjacents est inférieur ou égal à 50 µm, évitant ainsi une défaillance de connexion intercouche causée par un désalignement. Un cas typique montre que l'utilisation d'un circuit imprimé DDR4 empilé symétriquement à 6 couches réduit la perte de simulation d'intégrité du signal de 12 % par rapport à une structure asymétrique.
L'opération d'empilage est effectuée dans un environnement de salle blanche de classe 1000 et les opérateurs doivent porter des gants et des masques antistatiques-pour éviter l'influence des polluants humains. En utilisant un système d'alignement visuel pour localiser chaque couche de matériau, la précision de l'alignement des axes X/Y peut atteindre ± 25 μm. En termes de matériaux auxiliaires, un papier isolant en polyimide résistant aux hautes températures (résistance à la température supérieure ou égale à 260 degrés) est sélectionné, avec une tolérance d'épaisseur contrôlée à ± 2 μm. Le matériau de rembourrage utilise un feutre en fibre de verre d'une densité de 0,3 g/cm³ pour équilibrer la répartition de la pression. Une fois l'empilement terminé, l'épaisseur totale du matériau doit être vérifiée par méthode de pesée, avec une erreur inférieure ou égale à ± 3 %.
2, contrôle précis de l'opération de pressage
(1) Réglage fin des paramètres de l'équipement
Le contrôle de la température adopte une technologie de contrôle de la température multizone et la différence de température de surface de la plaque d'acier emboutie est inférieure ou égale à ± 1,5 degrés. En prenant un certain matériau FR-4 comme exemple, sa courbe de durcissement est divisée en trois étapes : étape de préchauffage (60-120 degrés, vitesse de chauffage 3 degrés/min), étape de durcissement (180 degrés ± 2 degrés, isolation pendant 90 minutes) et étape de post-durcissement (refroidissement progressif jusqu'en dessous de 80 degrés). Surveillance en temps réel de la température centrale de la dalle à l'aide d'un thermomètre infrarouge pour garantir un écart inférieur ou égal à ± 3 degrés par rapport à la courbe définie.
La régulation de pression adopte un système servo-hydraulique et le gradient de pression est contrôlé dans les 5 psi/mm. Pour un circuit imprimé à 8 couches, la pression initiale est réglée à 150 psi. Lorsque la température atteint 120 degrés (étape de fusion de la résine), augmentez progressivement la pression jusqu'à 400 psi et la fluctuation de pression pendant l'étape de maintien est inférieure ou égale à ± 10 psi. Les panneaux de grande surface (supérieure ou égale à 400 mm × 500 mm) nécessitent l'activation de la fonction de compensation de pression de zone, qui ajuste dynamiquement la pression locale via une matrice de capteur de pression pour garantir une erreur d'uniformité de l'épaisseur de la plaque inférieure ou égale à ± 5 μm.
La gestion du temps suit le-principe de synergie tridimensionnel du "temps de pression de température". Les données expérimentales montrent que dans des conditions de 180 degrés/400 psi, il faut 85 à 95 minutes pour que la feuille semi-durcie durcisse complètement, et en dessous de 80 minutes, la résistance au pelage intercouche diminue de plus de 20 %. Pour le processus de feuille de cuivre épaisse (supérieure ou égale à 70 µm), le temps de maintien doit être prolongé de 15 à 20 minutes pour garantir que la résine remplit complètement les zones concaves de la feuille de cuivre.
(2) Surveillance en temps réel du processus de pressage
Pendant la phase de chauffage, le système PLC enregistre les changements de température toutes les minutes et une alarme se déclenche automatiquement lorsque la vitesse de chauffage dépasse 5 degrés/min. A ce stade, l’accent est mis sur l’observation de l’état de fusion de la résine. Idéalement, la feuille semi-durcie commence à présenter un état d'écoulement compris entre 90 et 110 degrés. Si une fusion prématurée se produit (par exemple en dessous de 80 degrés), l'environnement de stockage du matériau doit être vérifié (l'humidité doit être inférieure ou égale à 5 % HR).
Pendant la phase d'isolation et de maintien de la pression, un transmetteur de pression est utilisé pour surveiller la pression du cylindre en temps réel. Lorsque la fluctuation de pression dépasse ± 15 psi, le système démarre automatiquement la pompe de compensation pour la correction de la pression. Dans le même temps, les données de température sont enregistrées toutes les 5 minutes via des capteurs à thermocouple installés à l'intérieur de la plaque d'acier, formant une courbe de température et de temps pour la traçabilité et l'optimisation du processus.
L'étape de refroidissement adopte une technologie de refroidissement par gradient, qui refroidit d'abord naturellement l'équipement en dessous de 120 degrés (taux de refroidissement inférieur ou égal à 5 degrés/min), puis le transfère vers un tunnel refroidi par air -(vitesse du vent 2-3 m/s) pour le refroidissement à température ambiante. Pour les matériaux à haute TG (Tg supérieure ou égale à 180 degrés), un refroidissement lent au-dessus de 80 degrés pendant 30 minutes est nécessaire pour réduire l'accumulation de contraintes internes. Après test, ce processus peut réduire la déformation des circuits imprimés de plus de 40 %.
3, tests et manipulations stricts après compression
(1) Inspection minutieuse des défauts d’apparence
L'inspection visuelle adopte un éclairage à source lumineuse multi-angle (température de couleur 5 000-6 500 K), et le personnel d'inspection doit avoir plus de 2 ans d'expérience et être capable d'identifier les bulles d'un diamètre supérieur ou égal à 0,3 mm et les défauts de délaminage d'une longueur supérieure ou égale à 1 mm. Pour le débordement des bords, une jauge d'épaisseur laser est utilisée pour détecter l'épaisseur du débordement, avec une exigence inférieure ou égale à 0,1 mm pour éviter d'affecter la précision du fraisage ultérieur.
Examen microscopique à l'aide d'un microscope optique 50-200x, en mettant l'accent sur l'observation de la situation de remplissage de résine au niveau de la connexion du trou borgne enterré, nécessitant un indice de vide inférieur ou égal à 5 %. Pour les zones de circuit à haute -densité, l'alignement intercouche doit être vérifié par analyse de tranche. Le décalage de l'axe X/Y doit être inférieur ou égal à 50 µm et l'erreur d'uniformité de l'épaisseur de la résine sur l'axe Z doit être inférieure ou égale à ± 10 %.
(2) Mesure précise de la taille et de l'épaisseur
La mesure de la taille adopte un instrument de mesure d'image pour scanner automatiquement les positions de longueur, de largeur et d'ouverture de la carte, avec une précision de coordonnées de ± 10 μm. Pour les plaques irrégulières, la correspondance des contours est obtenue grâce à l'importation de données CAO, avec des tolérances dimensionnelles contrôlées à ± 0,05 mm.
La détection d'épaisseur utilise un micromètre pour mesurer un total de 5 points aux quatre coins et au centre de la plaque. L'épaisseur moyenne s'écarte de la valeur de conception de moins ou égale à ± 3 %, et la plage d'épaisseur de chaque point de mesure est inférieure ou égale à 50 µm. Pour les panneaux multi-couches, un test non-destructif de l'épaisseur de cuivre de chaque couche à l'aide d'une jauge d'épaisseur à rayons X-est requis, avec un écart d'épaisseur de cuivre de la couche interne inférieur ou égal à ± 10 % et un écart d'épaisseur de cuivre de la couche externe inférieur ou égal à ± 5 %.
(3) Réparation efficace des défauts et manipulation appropriée des produits
Réparation des défauts : pour les bulles d'une superficie inférieure ou égale à 5 mm², une technologie de réparation par pressage à chaud sous vide (température 180 degrés, pression 600 psi, temps 10 min) est utilisée. Après réparation, une vérification du retranchage est requise ; Pour les micro-courts-circuits dans le circuit, un équipement de micro-gravure laser (diamètre du point inférieur ou égal à 50 μm) est utilisé pour éliminer avec précision le point de court-circuit, et après réparation, la conductivité est confirmée par un test de broche volante. Les statistiques montrent que le taux de réussite des réparations de défauts mineurs peut atteindre plus de 90 %, mais le nombre de réparations est limité à inférieur ou égal à 2 fois.
Establish strict defect grading standards for scrapping, and determine scrapping for any of the following situations: ① interlayer separation area>100mm ²; ② Key signal network open circuit/short circuit; ③ Warping degree>1.5%; ④ Aperture deviation>± 100 µm. Les produits mis au rebut doivent être broyés et les raisons de la mise au rebut doivent être enregistrées via le système ERP pour la traçabilité de l'amélioration des processus.
Le processus de stratification des cartes de circuits imprimés est un processus de fabrication complexe qui intègre la science des matériaux, le transfert par pressage à chaud et le contrôle de précision. Ses points techniques parcourent toute la chaîne de « préparation des matériaux, conception des couches, exécution du laminage, détection et réparation ». Grâce à une sélection précise des matériaux, une planification scientifique de l'empilement, un contrôle intelligent des équipements et une inspection de qualité stricte, les indicateurs de performance complets des cartes de circuits imprimés peuvent être efficacement améliorés.