Devre kartı, çekirdek bileşen olarak sinyal iletimi ve elektrik bağlantısının sorumluluğunu taşır. Elektronik ürünler minyatürleştirmeye ve yüksek performansa doğru ilerledikçe, çok-katmanlı devre kartlarının uygulaması giderek yaygınlaşıyor ve devre kartı laminasyon işlemi, çok-katmanlı devre kartlarının kalitesini ve performansını belirlemede önemli bir faktör haline geldi.
Devre Kartı Sıkıştırma Prensibi
Devre kartı laminasyonu, basit bir ifadeyle, birden fazla bakır folyo katmanının, yarı kürlenmiş levhaların ve yalıtım malzemelerinin belirli tekniklerle tam bir devre kartı yapısına sıkı bir şekilde bağlanması işlemidir. Bunlar arasında, esas olarak epoksi reçine ve cam elyafından oluşan yarı kürlenmiş levha son derece önemli bir rol oynar. Sıkıştırma işlemi sırasında, yüksek-sıcaklık ve yüksek-basınç ortamındayken, yarı kürlenmiş tabakadaki epoksi reçine yavaş yavaş yumuşayacak ve akacaktır. Bu yumuşatılmış reçineler, malzeme katmanları arasındaki küçük boşlukları doldurarak tekdüze bir bağlanma katmanı oluşturabilir. Aynı zamanda, epoksi reçine moleküllerindeki büyük moleküler zincirler, difüzyon ve nüfuz etme yoluyla bakır folyo ve diğer yalıtım malzemelerinin yüzeyindeki moleküller ile iç içe geçecek ve dolanacaktır. Soğuduktan sonra, kimyasal bağlanma yoluyla malzeme katmanlarını birbirine sıkı bir şekilde bağlayacaklar, böylece sağlam ve güvenilir çok-katmanlı bir devre kartı yapısı oluşturacaklar.
Presleme işleminin ayrıntılı açıklaması
Malzeme hazırlama aşaması
Çekirdek kart: Çekirdek kart, çok-katmanlı devre kartları için mekanik destek sağlar ve tüm yapının temelini oluşturur. Genellikle özel olarak işlenmiş bir yalıtım levhasıdır ve kalitesi ve performansı, son devre kartının stabilitesini doğrudan etkiler. Çekirdek levhayı hazırlarken sonraki presleme işlemlerinin sorunsuz ilerlemesini sağlamak için boyutsal doğruluğunun tasarım gereksinimlerini karşıladığından, yüzeyin düz ve kusursuz olduğundan emin olmak gerekir.
PP malzeme: Çeşitli katmanları birbirine bağlayan önemli bir malzeme olarak PP malzemenin kalitesi çok önemlidir. Sıkıştırma işlemi sırasında son devre kartının akışkanlığını, bağlanma mukavemetini ve yalıtım performansını etkileyebilecek farklı PP levha türleri ve özellikleri arasında reçine içeriği, cam elyaf kumaşın dokuma yöntemi ve diğer yönlerde farklılıklar vardır. Bu nedenle, özel devre kartı tasarım gereksinimlerine göre uygun PP malzemenin doğru bir şekilde seçilmesi gerekmektedir.
Bakır folyo: İyi iletkenliğe ve stabiliteye sahip olması gereken dış devreleri oluşturmak için kullanılan bakır folyo. Hazırlama işlemi sırasında bakır folyonun kalınlığının üniform olduğundan ve yüzeyin oksidasyon, çizik gibi kusurlardan arınmış olduğundan emin olmak gerekir, aksi takdirde zayıf devre iletkenliğine veya kısa devreye neden olabilir.
İstifleme ve konumlandırma işlemi
Bu adım, tasarım gerekliliklerine sıkı sıkıya bağlı kalınmasını, iç çekirdek levhanın, PP malzemenin ve dış bakır folyonun sırayla istiflenmesini gerektirir. Herhangi bir malzeme katmanının yanlış yerleştirme sırası veya konum sapması, devre kartında elektriksel performans arızalarına neden olabilir. Katmanlar arasında hassas hizalama sağlamak amacıyla konumlandırma için genellikle sıcak eritme veya perçinleme gibi yöntemler kullanılır. Sıcakta eriyen konumlandırma, belirli konumlandırma malzemelerini eritmek için ısıtmanın kullanılmasıdır, böylece her malzeme katmanı doğru konumda sabitlenir; Perçinleme, her bir katmanı önceden sabitlemek için perçinler ve diğer konektörleri kullanan, sonraki presleme işlemi sırasında her katmanın yerinden çıkmamasını sağlayan mekanik bir yöntemdir.
Laminasyon ve ısıtma işlemi
İstiflenen levhalar profesyonel bir laminasyon makinesine yerleştirilecektir. Laminasyon makinesinde, PP levhadaki reçinenin yumuşamasını ve akışını desteklemek için özel yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları ayarlanır. Sıcaklıktaki artış reçine moleküllerinin aktivitesini hızlandırabilir, akışkanlıklarını artırabilir ve çekirdek levhalar arasındaki boşlukları daha iyi doldurabilir; Basıncın uygulanması, her bir katmanın malzemelerinin sıkı bir şekilde yapıştırılabilmesini sağlar, katmanlar arasındaki hava ve yabancı maddeleri ortadan kaldırır, reçinenin katmanlar arasında eşit dağılımını destekler ve katmanlar arasında sıkı bir bağ elde edilir. Sıcaklık ve basıncın doğru kontrolü bu süreçte özellikle çok önemlidir; kullanılan malzemelerin özelliklerine ve devre kartının tasarım gereksinimlerine göre hassas ayar ve gerçek-zamanlı izleme gerektirir.
Soğutma ve katılaşma aşaması
Sıkıştırma tamamlandıktan sonra levha hemen oda sıcaklığına soğutulmalıdır. Soğutma işlemi sırasında, yumuşatılmış akan reçine yavaş yavaş katılaşarak stabil, çok-katmanlı bir yapı oluşturacaktır. Bu aşamada soğutma hızını, sıcaklığını ve basıncını sıkı bir şekilde kontrol etmek gerekir. Soğutma hızı çok hızlıysa, her malzeme katmanında tutarsız büzülmeye neden olabilir, bu da devre kartının bükülmesine ve deformasyonuna neden olabilir; Soğutma işlemi sırasında uygun olmayan basınç kontrolü, katmanlar arasındaki bağlanma gücünü de etkileyebilir ve hatta delaminasyona neden olabilir. Bu nedenle, genellikle yavaş bir soğutma yöntemi benimsenir ve devre kartının kalitesini sağlamak için soğutma işlemi sırasında sürekli olarak belirli bir miktarda basınç uygulanır.
İşlem sonrası prosedür
Test: Soğutulup kürlendikten sonra devre kartının öncelikle kapsamlı bir teste tabi tutulması gerekir. Boyut testleri, devre kartının dış boyutlarının tasarım standartlarını karşılayıp karşılamadığını doğrulamak için kullanılır; Devre bağlantı testi, açık devreler ve kısa devreler gibi elektriksel arızaları önlemek amacıyla devrenin her katmanı arasındaki bağlantıların doğru olup olmadığını ve iletkenliğin iyi olup olmadığını kontrol etmek için profesyonel test ekipmanı kullanır; Görünüm denetimi esas olarak devre kartının görünüm kalitesini sağlamak için devre kartının yüzeyinde kusurlar, kabarcıklar, katmanlara ayrılma ve diğer sorunların olup olmadığını kontrol eder.
Düzeltme: Muayeneden geçen devre kartını kesin ve cilalayın, presleme işlemi sırasında oluşabilecek çapakları, fazla malzemeleri vb. çıkarın, ayrıca devre kartının boyutunun tasarım gereksinimlerini doğru şekilde karşıladığından emin olun ve sonraki montaj ve kullanım için devre kartının kenarlarını daha pürüzsüz ve pürüzsüz hale getirin.
Devre Kartı Sıkıştırmanın Önemi
Yapısal gücü ve stabiliteyi artırın
Yüksek-sıcaklık ve yüksek-basınçlı sıkıştırma teknolojisi sayesinde, çok-katmanlı devre kartının her katmanının malzemeleri birbirine sıkı bir şekilde bağlanarak genel mekanik gücü ve stabiliteyi önemli ölçüde artırır. Bu güçlendirilmiş yapı, devre kartının daha sonraki montaj, taşıma ve kullanım sırasında bükülmesini ve deformasyonunu etkili bir şekilde önleyebilir, devre kartının çeşitli karmaşık ortamlarda güvenilir bir şekilde çalışabilmesini sağlar ve elektronik cihazların-uzun vadeli istikrarlı çalışması için sağlam bir garanti sağlar. Otomotiv elektroniği, havacılık ekipmanı vb. gibi titreşim ve darbe gibi zorlu koşullara dayanması gereken bazı elektronik ürünler için iyi devre kartı yapıştırma kalitesi daha da önemlidir.
Elektrik performansını ve empedans özelliklerini etkiler
Sıkıştırma işlemi, çok-katmanlı devre kartlarındaki sinyal iletim hatlarının geometrik yapısını ve karakteristik empedansını doğrudan belirler. Doğru sıkıştırma, sinyal iletim hatlarının düzlüğünü ve katmanlar arası mesafenin tutarlılığını sağlayabilir, böylece katmanlar arasında sinyallerin istikrarlı ve verimli iletimini sağlayarak sinyal zayıflaması, bozulma ve yansıma gibi sorunları ortadan kaldırır. 5G iletişimi, yüksek-performanslı bilgi işlem ve diğer alanlar gibi günümüzün yüksek-hızlı sinyal iletimi çağında, devre kartlarına yönelik elektriksel performans gereksinimleri son derece yüksektir. Devre kartı laminasyon işleminin kalitesi, tüm sistemin sinyal bütünlüğünü ve iletim kalitesini doğrudan etkiler.
Termal yönetim ve ısı dağıtma performansıyla ilgili
Elektronik cihazların çalışması sırasında ısınma kaçınılmaz bir durumdur. Laminasyon işlemi için seçilen malzemeler ve baskılı devre kartının laminasyon sonrası kompaktlığı, termal iletkenliği üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır. Yüksek kaliteli presleme teknolojisi, her katmanın malzemelerini sıkı bir şekilde yapıştırabilir, iyi bir ısı iletim yolu oluşturabilir, ısının ısıtma elemanından devre kartının yüzeyine hızlı ve etkili bir şekilde aktarılabilmesini ve daha sonra ısı dağıtma cihazı aracılığıyla dağıtılabilmesini sağlar. Özellikle sunucular, güç modülleri vb. gibi yüksek güce ve şiddetli ısı üretimine sahip elektronik cihazlar için iyi termal yönetim performansı, ekipmanın normal çalışmasını sağlamada ve servis ömrünü uzatmada önemli bir rol oynar.
Sıkıştırmalı bağlamanın kalitesini etkileyen faktörler
sıcaklık kontrolü
Sıcaklık, sıkıştırma işlemindeki en önemli faktörlerden biridir. Sıcaklık çok düşük ve yarı kürlenmiş tabakadaki reçine yeterince yumuşayamıyor ve akamıyor, bu da malzeme katmanları arasındaki bağın zayıf olmasına ve tabakaların kolayca ayrılmasına neden oluyor; Sıcaklık çok yüksekse, reçinenin aşırı sertleşmesine, hatta yanmasına neden olabilir; bu yalnızca bağlanma mukavemetini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda bakır folyo gibi malzemelere zarar vererek devre kartının elektriksel performansını da etkileyebilir. Bu nedenle, presleme işlemi sırasında, presin içindeki sıcaklığı gerçek zamanlı olarak izleyip doğru bir şekilde ayarlamak ve bu sıcaklığın uygun bir aralıkta dalgalanmasını sağlamak için yüksek-hassasiyetli bir sıcaklık kontrol sistemine ihtiyaç vardır.
stres düzenlemesi
Basıncın büyüklüğü, her katmandaki malzemeler arasındaki yapışma derecesini doğrudan etkiler. Yetersiz basınç, havanın ve katmanlar arasındaki yabancı maddelerin yeterli düzeyde uzaklaştırılmasını önler, reçinenin boşlukları eşit şekilde doldurmasını zorlaştırır, dolayısıyla bağlanma mukavemetini azaltır; Aşırı basınç, kartın aşırı sıkışmasına neden olabilir, bu da devre kartının eşit olmayan kalınlığına ve hatta malzeme yapısına zarar vermesine neden olabilir. Farklı devre kartı malzemeleri ve tasarım gereksinimleri, farklı basınç parametrelerine adaptasyon gerektirir; bu da, çeşitli üretim ihtiyaçlarını karşılamak için sıkıştırma ekipmanının esnek ve hassas basınç düzenleme işlevlerine sahip olmasını gerektirir.
Zaman kontrolü
Pres süresi de pres kalitesini etkileyen önemli bir faktördür. Süre çok kısadır ve reçine tam olarak akıp kimyasal bağlanmayı tamamlamamıştır, bu da katmanlar arası bağlanmanın yetersiz olmasına neden olur; Sürenin çok uzun olması reçinenin eskimesine ve performansın düşmesine neden olabilir, bu da devre kartının kalitesini de etkileyebilir. Bu nedenle, presleme süresinin belirli malzeme özelliklerine ve presleme prosesi gerekliliklerine göre doğru bir şekilde ayarlanması ve bunun otomatik bir kontrol sistemi aracılığıyla sıkı bir şekilde uygulanması gerekmektedir.
malzeme kalitesi
Yukarıda da bahsettiğimiz gibi çekirdek levha, PP malzeme, bakır folyo gibi hammaddelerin kalitesi laminasyonun kalitesinde belirleyici rol oynamaktadır. Performanstaki herhangi bir sapma, yetersiz boyutsal doğruluk veya herhangi bir malzemedeki kusurlar, laminasyon işlemi sırasında son devre kartının kalitesini ve performansını etkileyen sorunlara neden olabilir. Bu nedenle, hammadde satın alırken sıkı kontrol yapılmalı, güvenilir tedarikçiler seçilmeli ve her hammadde partisi titizlikle incelenmeli ve test edilmelidir.