Daudzslāņu iespiedshēmu plates ražošanas procesā laminēšanas tehnoloģija ir viena no galvenajām saitēm. Augstas temperatūras un augsta spiediena ietekmē tas cieši apvieno daudzslāņu iekšējos substrātus ar prepreg, veidojot strukturāli stabilu un uzticamu daudzslāņu plātni. Laminēšanas procesa kvalitāte tieši nosaka daudzslāņu plates mehānisko izturību, izolācijas veiktspēju un ķēdes vadītspējas stabilitāti. Ja rodas problēmas, tas ne tikai noved pie dēļa nodošanas metāllūžņos, bet arī var ietekmēt turpmāko elektronisko ierīču drošu darbību. Taču tādu faktoru kā materiāla īpašības, procesa parametri un darbības vide dēļ laminēšanas procesā neizbēgami rodas dažādas problēmas. Izpratne par šo izplatīto problēmu izpausmēm un cēloņiem, kā arī atbilstošo reaģēšanas stratēģiju apguve ir galvenais, lai nodrošinātu daudzslāņu plātņu ražošanas kvalitāti.
1. Daudzslāņu plātņu laminēšanas procesa pamatmērķi un izplatītākās problēmu kategorijas
Daudzslāņu plātņu laminēšanas pamatmērķis ir panākt ciešu saikni starp katru materiāla slāni bez atstarpēm, bez burbuļiem un nobīdes: sveķiem, kas atrodas prepreg sastāvā, ir pilnībā jāizkausē un jāplūst, aizpildot spraugas starp iekšējo substrātu un pastiprinošo materiālu, vienlaikus novēršot starpslāņu gaisu; Pēc atdzesēšanas un sacietēšanas daudzslāņu struktūra ir jāsaglabā līdzenai, precīzi izlīdzinot katru slāni un bez defektiem, piemēram, atslāņošanās vai deformācijas.
No faktiskās ražošanas situācijas izplatītās laminēšanas problēmas galvenokārt ir vērstas uz četrām dimensijām: starpslāņu savienošanas problēmas (piemēram, atslāņošanās un burbuļi), izskata un līdzenuma problēmas (piemēram, deformācija un ievilkums), izlīdzināšanas precizitātes problēmas (piemēram, starpslāņa nobīde) un sveķu sadales problēmas (piemēram, nepietiekams vai pārmērīgs sveķu daudzums). Šīs problēmas pēc izskata var šķist atšķirīgas, taču patiesībā tās ir cieši saistītas ar procesa parametru kontroli, materiālu pirmapstrādi un darbības standartiem.
2. Četras izplatītas problēmas daudzslāņu dēļu laminēšanas procesā: izpausmes, cēloņi un pārvarēšanas stratēģijas
1. Starpslāņu burbuļi: starp slāņiem ir "gaisa slānis", kas ietekmē izolāciju un saķeres izturību.
Problēmas izpausme: uz laminētās daudzslāņu plātnes šķērsgriezuma-vai virsmas ir redzami nelieli burbuļi, un daži burbuļi turpmākās apstrādes vai lietošanas laikā var izplesties, izraisot starpslāņu atdalīšanu. Smagos gadījumos burbuļi var sabojāt izolāciju starp ķēdēm un radīt elektriskās noplūdes risku.
Galvenie cēloņi: ① Nepareiza prepreg uzglabāšana absorbē mitrumu no gaisa, izraisot mitruma iztvaikošanu un burbuļu veidošanos laminēšanas laikā; ② Uz iekšējās pamatnes virsmas ir piesārņotāji, piemēram, eļļas traipi un putekļi, kas kavē saikni starp sveķiem un pamatni un veido gaisa atlikumus; ③ Laminēšanas sildīšanas ātrums ir pārāk ātrs, izraisot sveķu kušanu un plūst ātrāk nekā gaisa izplūdes ātrums, kā rezultātā gaiss iesprūst starp slāņiem; ④ Sveķu saturs sagatavē nav pietiekams, lai aizpildītu starpslāņa spraugas, atstājot spraugas.
Atbildes stratēģija:
Materiāla pirmapstrāde: Prepreg jāuzglabā sausā un noslēgtā vidē un pirms lietošanas jāizžāvē atbilstoši prasībām, lai noņemtu mitrumu; Pirms laminēšanas iekšējā pamatne ir jānotīra (piemēram, ultraskaņas tīrīšana), lai nodrošinātu, ka virsma ir brīva no eļļas un putekļiem, un pirms laminēšanas procesa tā ir jāizžāvē.
Procesa parametru optimizācija: mēreni palēnināt sildīšanas ātrumu un uzturēt noteiktu laiku posmā, kad sveķi sāk kust (zemas temperatūras zona), ļaujot pilnībā izvadīt starpslāņa gaisu; Tajā pašā laikā kontrolējiet laminēšanas spiediena pieauguma ritmu, pakāpeniski palieliniet spiedienu sildīšanas procesā un palīdziet izvadīt gaisu un sveķu plūsmu.
Materiāla pārbaude: Pirms lietošanas pārbaudiet prepreg sveķu saturu un plūstamību, lai izvairītos no prepreg izmantošanas ar nepietiekamu sveķu saturu vai novecošanos.
2. Starpslāņu slāņojums: daudzslāņu struktūra "atdalās", kā rezultātā ievērojami samazinās mehāniskā izturība.
Problēmas izpausme: ja laminētas daudzslāņu plātnes tiek pakļautas ārējai ietekmei vai sekojošai apstrādei (piemēram, urbšanai), notiek starpslāņu atdalīšanās; Lokot dēli ar roku, var skaidri sajust "vaļīgumu" starp slāņiem, un smagos gadījumos pat tieši var redzēt starpslāņu spraugas.
Galvenie cēloņi: ① Prepreg sveķu nepilnīga sacietēšana un nepietiekams starpslāņu savienošanas spēks; ② Laminēšanas temperatūra ir pārāk zema vai izolācijas laiks ir nepietiekams, kā rezultātā nav pietiekamas šķērssavienojuma un sveķu sacietēšanas; ③ Iekšējās pamatnes virsmas raupjums ir nepietiekams, un sveķi nevar veidot "enkurošanās" struktūru, kā rezultātā ir vāja saķere; ④ Nepietiekams laminēšanas spiediens noved pie tā, ka katrs materiāla slānis nespēj cieši pielipt, un sveķi nevar pilnībā iekļūt pamatnes virsmā.
Atbildes stratēģija:
Procesa parametru kalibrēšana: pielāgojiet laminēšanas temperatūru un izolācijas laiku, pamatojoties uz prepreg sacietēšanas īpašībām, lai nodrošinātu pilnīgu sveķu sacietēšanu augstās temperatūrās (sacietēšanas pakāpi var pārbaudīt eksperimentos, lai izvairītos no zemas temperatūras vai īslaicīgas izolācijas); Tajā pašā laikā atbilstoši palieliniet laminēšanas spiedienu, lai nodrošinātu ciešu kontaktu starp katra slāņa materiāliem un veicinātu pietiekamu saķeri starp sveķiem un pamatni.
Pamatnes virsmas apstrāde: iekšējās pamatnes ražošanas procesā ir jānodrošina, lai virsmai būtu atbilstošs raupjums (piemēram, veidojot mikro ieliektas struktūras ar ķīmisku apstrādi), lai uzlabotu saķeri starp sveķiem un pamatni; Izvairieties no pārāk gludām pamatnes virsmām vai oksīda slāņu klātbūtnes.
Pēcsacietēšanas apstrāde: pēc laminēšanas un atdzesēšanas var veikt "pēccietēšanas" apstrādi atbilstoši vajadzībām (t. i., zemas -temperatūras sildīšana un atkal izolācija), lai vēl vairāk uzlabotu sveķu sacietēšanas pakāpi un starpslāņu saķeres stiprību.
3. Plātņu deformācija: daudzslāņu plātņu kopējā "lieces deformācija" ietekmē turpmāko montāžu.
Problēmas izpausme: pēc laminēšanas un atdzesēšanas daudzslāņu plāksne vairs nesaglabā līdzenumu un uzrāda vienvirziena vai divvirzienu lieces (piemēram, "loka" vai "seglu" forma); Ja deformācija ir nopietna, plāksne nevar ievietot turpmākos montāžas piederumus, kā rezultātā rodas detaļu metināšanas novirzes vai slikts ķēdes kontakts.
Galvenie cēloņi: ① Katra materiāla slāņa termiskās izplešanās koeficienti nav saskaņoti, un dažādu slāņu saraušanās ātrums dzesēšanas procesa laikā ievērojami atšķiras, kā rezultātā rodas iekšējais spriegums un deformācija (piemēram, ievērojama termiskās izplešanās koeficientu atšķirība starp iekšējo substrātu un prepregu); ② laminēšanas dzesēšanas ātrums ir pārāk ātrs, materiāls saraujas nevienmērīgi, un iekšējo spriegumu nevar atbrīvot; ③ Laminēšanas laikā spiediena sadalījums ir nevienmērīgs, vietējais spiediens ir pārāk augsts vai pārāk zems, kā rezultātā katrs slānis saraujas nevienmērīgi.
Atbildes stratēģija:
Materiālu saskaņošana: izvēlieties iekšējās pamatnes un iepriekš impregnētus materiālus ar līdzīgiem termiskās izplešanās koeficientiem, lai samazinātu dzesēšanas saraušanās atšķirību no avota; Ja ir jāizmanto materiāli ar dažādām īpašībām, iekšējo spriegumu var līdzsvarot, pielāgojot katra slāņa biezuma attiecību.
Dzesēšanas ātruma kontrole: Kad laminēšana ir pabeigta, tiek izmantota "pakāpju dzesēšanas" metode, lai lēnām samazinātu temperatūru (piemēram, vispirms kādu laiku uztur laminēšanas iekārtu siltu un pēc tam pakāpeniski atdzesē līdz istabas temperatūrai), dodot materiālam pietiekami daudz laika, lai atbrīvotu iekšējo spriegumu un izvairītos no deformācijas, ko izraisa strauja dzesēšana.
Spiediena un instrumentu optimizācija: pārbaudiet laminēšanas iekārtas spiediena sadalījumu, lai nodrošinātu, ka spiediena plāksnes virsma ir plakana un spiediens ir vienmērīgs; Ja nepieciešams, izmantojiet "pretsvarus" vai specializētus armatūru, lai nostiprinātu dēli dzesēšanas procesā un ierobežotu deformāciju.
4. Starpslāņu nobīde: vairāku slāņu iekšējā substrāta "neatbilstība", ķēdes savienojuma kļūme
Problēmas izpausme: pēc laminēšanas ķēžu modeļu izlīdzināšanas novirze uz katra iekšējā substrāta slāņa pārsniedz pieļaujamo diapazonu, izraisot caurumus (piemēram, vadošus caurumus), kuriem vajadzētu būt vadošiem, nesaskaņot ar ķēdes modeļiem, padarot neiespējamu starpslāņu ķēdes savienojumus; Smagos gadījumos nobīdes ķēde var radīt īssavienojumu ar blakus esošā slāņa vadiem.
Galvenie cēloņi: ① Pirms laminēšanas iekšējās pamatnes pozicionēšanas zīmes ir izplūdušas vai bojātas, kā rezultātā kraušanas laikā rodas izlīdzināšanas kļūdas; ② Laminēšanas procesā spiediens uz plātni ir nevienmērīgs vai materiāla lokālais izplešanās ātrums ir atšķirīgs, kad tas tiek uzkarsēts, kā rezultātā notiek iekšējā pamatnes pārvietošanās; ③ Kraušanas operācijas laikā operators manuāli izlīdzināja novirzi un laikus to neizlaboja.
Atbildes stratēģija:
Pozicionēšanas atzīmju optimizēšana: iekšējās pamatnes izgatavošanas laikā pārliecinieties, ka pozicionēšanas atzīmes (piemēram, atskaites caurumi un izlīdzināšanas līnijas) ir skaidras, pilnīgas un atrodas viegli atpazīstamās vietās uz dēļa malas; Pirms laminēšanas pārbaudiet marķējumus un noņemiet pamatnes ar izplūdušām atzīmēm.
Kraušanas un laminēšanas kontrole: manuālas darbības vietā izmantojiet automatizētu kraušanas aprīkojumu, lai uzlabotu izlīdzināšanas precizitāti; Kontrolējiet sildīšanas ātrumu laminēšanas laikā, lai izvairītos no materiāla nevienmērīgas izplešanās, ko izraisa pēkšņa vietējā temperatūras paaugstināšanās; Tajā pašā laikā nodrošiniet vienmērīgu spiedienu uz spiediena plāksni un samaziniet substrāta pārvietošanās iespēju.
Noviržu noteikšana un korekcija: pēc laminēšanas pārbaudiet slāņu izlīdzināšanu, izmantojot rentgenstaru noteikšanas aprīkojumu. Ja tiek konstatēta neliela novirze, noregulējiet urbšanas pozīciju turpmākajā apstrādē (pieļaujamā novirzes diapazonā); Ja novirze ir nopietna, laicīgi analizējiet cēloni un pielāgojiet procesu, lai izvairītos no partijas problēmām.
3. Daudzslāņu plātņu laminēšanas procesa profilaktiskā kontrole: svarīgāka kvalitātes nodrošināšana nekā reakcija
Patiesībā atbilde uz laminēšanas problēmu ir labāka nekā "iepriekšēja profilakse". Papildus mērķtiecīgām stratēģijām konkrētu problēmu risināšanai, profilaktiskas kontroles sistēmas izveide visā procesā var būtiski samazināt problēmu rašanās iespējamību.
Materiāla pilna cikla pārvaldība: iepriekš impregnēti materiāli un iekšējās pamatnes ir jāuzglabā pēc vajadzības (sausā, nemainīgā temperatūrā), un materiāla statuss (piemēram, iepriekš impregnētu materiālu sveķu plūstamība un substrātu virsmas tīrība) ir regulāri jāpārbauda, lai izvairītos no tādu materiālu izmantošanas, kuriem beidzies derīguma termiņš vai bojājumi;
Procesa parametru standartizācija: izstrādājiet skaidrus laminēšanas parametrus (temperatūra, spiediens, sildīšanas ātrums, izolācijas laiks) dažādu specifikāciju daudzslāņu plāksnēm un regulāri kalibrējiet aprīkojumu (piemēram, temperatūras sensorus un spiediena instrumentus), lai nodrošinātu precīzu parametru izpildi;
Vides kontrole: laminēšanas darbnīcā ir jāuztur nemainīga temperatūra un mitrums (parasti 20-25 grādi, 40% -60% mitrums), lai izvairītos no vides temperatūras un mitruma svārstībām, kas ietekmē materiāla īpašības un procesa stabilitāti; Vienlaikus nodrošināt putekļu novēršanu darbnīcā un samazināt putekļu piesārņojumu gaisā;
Personāla darbības standarti: operatoriem ir jāiziet profesionāla apmācība, jāpārzina materiālu īpašības un procesa prasības, kā arī jāizvairās no problēmām, ko izraisa nepareiza darbība (piemēram, nevienmērīgs spēks sakraušanas laikā un nepilnīga tīrīšana).