W dzisiejszych czasach producenci płytek drukowanych zalewają rynek różnymi problemami cenowymi i jakościowymi, z których zupełnie nie zdajemy sobie sprawy. Zatem oczywistym pytaniem, przed którym stoimy, jest to, jak wybrać materiały do obróbki wielowarstwowych płytek PCB? Materiały powszechnie stosowane w obróbce to laminaty miedziowane, sucha folia i atrament. Poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie do tych materiałów.
Laminaty pokryte miedzią
Znana również jako dwustronna płyta platerowana miedzią. To, czy folia miedziana będzie mogła mocno przylegać do podłoża, zależy od kleju, a wytrzymałość na odrywanie laminatów pokrytych miedzią zależy głównie od wydajności kleju. Powszechnie stosowane grubości laminatów miedziowanych wynoszą 1,0 mm, 1,5 mm i 2,0 mm.
Rodzaje PCB/laminatów pokrytych miedzią
Istnieje wiele metod klasyfikacji laminatów platerowanych miedzią. Ogólnie rzecz biorąc, według różnych materiałów wzmacniających płytę, można je podzielić na pięć kategorii: na bazie papieru, na bazie tkaniny z włókna szklanego, na bazie kompozytu (seria CEM), na bazie płyty wielowarstwowej i na bazie materiałów specjalnych (ceramika, metalcore itp.). Jeśli klasyfikacja opiera się na kleju żywicznym zastosowanym do płyty, powszechnie stosowane CCL na bazie papieru obejmują żywicę fenolową (XPC, XXXPC, FR-1, FR-2 itp.), żywicę epoksydową (FE-3), żywicę poliestrową i różne jej typy. Powszechnie stosowane CCL na bazie tkaniny z włókna szklanego obejmują żywicę epoksydową (FR-4, FR-5), która jest obecnie najpowszechniej stosowanym typem tkaniny na bazie tkaniny z włókna szklanego.
Materiały na płytki PCB platerowane miedzią
Istnieją również inne specjalne materiały na bazie żywicy (z tkaniną z włókna szklanego, włóknem poliimidowym, włókniną itp. jako materiałami wzmacniającymi): żywica triazynowa modyfikowana bismaleimidem (BT), żywica poliamidowo-imidowa (PI), żywica bifenyloacylowa (PPO), żywica bezwodnik maleinowo-styrenowy (MS), żywica polioksokwasowa, żywica poliolefinowa itp. Klasyfikowane według ognioodporności CCL, istnieją dwa rodzaje środków zmniejszających palność i płyty niepalne. W ostatnich latach, w obliczu rosnącej troski o kwestie ochrony środowiska, opracowano nowy typ uniepalniacza CCL, który nie zawiera halogenów, zwany „zielonym uniepalniaczem CCL”. Wraz z szybkim rozwojem technologii produktów elektronicznych, od urządzeń CCL wymaga się wyższej wydajności. Dlatego na podstawie klasyfikacji wydajności CCL można je dalej podzielić na CCL o ogólnej wydajności, CCL o niskiej stałej dielektrycznej, CCL odporne na wysoką temperaturę, CCL o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej (zwykle stosowane w podłożach opakowaniowych) i inne typy.
Oprócz wskaźników wydajności laminatów pokrytych miedzią, głównymi materiałami, które należy wziąć pod uwagę przy przetwarzaniu wielowarstwowych płytek PCB, jest temperatura zeszklenia laminatów PCB pokrytych miedzią. Kiedy temperatura wzrasta do pewnego poziomu, podłoże zmienia się ze „stanu szklistego” w „stan gumy”. Temperatura w tym momencie nazywana jest temperaturą zeszklenia (TG) płyty. Innymi słowy, TG to najwyższa temperatura (％), w której materiał bazowy zachowuje swoją sztywność. Oznacza to, że w wysokich temperaturach zwykłe materiały podłoża nie tylko wykazują zjawiska, takie jak mięknięcie, odkształcanie i topienie, ale także objawiają się gwałtownym spadkiem właściwości mechanicznych i elektrycznych.
Proces płytki PCB platerowanej miedzią
Ogólny TG płyty do obróbki płytek wielowarstwowych PCB przekracza 130T, wysoki TG jest na ogół większy niż 170°, a średni TG jest w przybliżeniu większy niż 150°. Zwykle płytki drukowane o wartości TG wynoszącej 170 nazywane są płytkami drukowanymi o wysokim TG. Gdy zwiększa się TG podłoża, poprawia się odporność na ciepło, odporność na wilgoć, odporność chemiczną i stabilność płyty drukowanej. Im wyższa wartość TG, tym lepsza odporność temperaturowa materiału płyty, szczególnie w procesach bezołowiowych, gdzie szerzej stosuje się wysoki TG.
Wraz z szybkim rozwojem technologii elektronicznej oraz wzrostem szybkości przetwarzania i transmisji informacji, w celu rozszerzenia kanałów komunikacyjnych i częstotliwości przenoszenia do obszarów o wysokiej częstotliwości, konieczne jest, aby materiały podłoża do przetwarzania wielowarstwowych płytek PCB miały niższą stałą dielektryczną (e) i niską stratę dielektryczną TG. Tylko poprzez zmniejszenie e można uzyskać dużą prędkość propagacji sygnału i tylko poprzez zmniejszenie TG można zmniejszyć straty przy propagacji sygnału.
Wraz z precyzją i wielowarstwowością płytek drukowanych oraz rozwojem BGA, CSP i innych technologii, fabryki przetwarzające wielowarstwowe płytki PCB postawiły wyższe wymagania dotyczące stabilności wymiarowej laminatów pokrytych miedzią. Chociaż stabilność wymiarowa laminatów platerowanych miedzią jest związana z procesem produkcyjnym, zależy ona głównie od trzech surowców tworzących laminaty miedziowane: żywicy, materiału wzmacniającego i folii miedzianej. Powszechnie przyjętą metodą jest modyfikacja żywicy, np. modyfikowana żywica epoksydowa; zmniejszyć proporcję żywicy, ale zmniejszy to izolację elektryczną i właściwości chemiczne podłoża; wpływ folii miedzianej na stabilność wymiarową laminatów platerowanych miedzią jest stosunkowo niewielki.
W procesie obróbki płytek wielowarstwowych PCB, wraz z popularyzacją i stosowaniem światłoczułych fotorezystorów, aby uniknąć wzajemnych zakłóceń i wytworzyć efekt zjawy pomiędzy obiema stronami, wszystkie podłoża muszą spełniać funkcję ekranowania UV. Istnieje wiele metod blokowania promieni ultrafioletowych i ogólnie można modyfikować jedną lub dwie tkaniny z włókna szklanego i żywicę epoksydową, na przykład stosując żywicę epoksydową z funkcją UV-BLOCK i automatyczną detekcją optyczną.
