Le développement à une vitesse fulgurante de l’industrie de l’électronique impose des exigences de plus en plus élevées à l’industrie de fabrication de PCB (circuits imprimés), notamment l’augmentation constante du nombre de couches, une densité de routage de plus en plus élevée et des couches internes de plus en plus fines, ce qui conduit à une importance croissante deempilement de coucheset la technologie de stratification.
Pour éviter que des problèmes de qualité ne surviennent pendant le processus de lamination, tels que des mauvais positionnements, une fusion est généralement requise avant l’empilage des couches lors du processus multicouche.Processus de fabrication des PCB. Par rapport à la technologie de fusion traditionnelle, la technologie de fusion moderne présente les avantages d’une haute efficacité, d’une utilisation aisée et de coûts réduits, ce qui la rend accessible à la fabrication de PCB multicouches. En partant des technologies fondamentales de fabrication de PCB par fusion, cet article examinera les paramètres influençant l’effet de fusion et le niveau d’application de la technologie de fusion, et fournira une référence fiable grâce à l’obtention de paramètres de fusion optimaux.
Principes de la technologie de fusion
En tant que technologie traditionnelle, la technologie de rivetage a été largement appliquée dans la fabrication de cartes PCB. Néanmoins, la technologie de rivetage présente également certains inconvénients, tels que le coût élevé de la carte PCB dû au coût élevé des rivets, les erreurs de positionnement causées par la déformation de la carte de circuit, la vulnérabilité du pochoir aux dommages, l’empreinte en forme de rivet sur la carte de circuit, etc. Par conséquent, la technologie de fusion a été constamment utilisée pour remplacer la technologie de rivetage.
Selon la propriété de fusion du préimprégné en résine époxy, la technologie de fusion fonctionne en faisant fondre le préimprégné à une certaine température, de sorte que la résine époxy de phase B soit convertie en résine époxy de phase C, avec des couches internes reliées par des adhésifs. La fusion est l’un des processus les plus importants pendant le laminage et ses performances déterminent directement le comportement du laminage. Les éléments clés concernant la technologie de fusion comprennent :
• Précision du système de positionnement
Le type de système de positionnement est directement associé à la précision d’alignement entre les couches internes, ce qui influence ensuite le pourcentage de taux de réussite. D’excellents systèmes de positionnement doivent être stables, fiables et offrir une bonne répétabilité.
• Conception du point de fusion
Le point de fusion est un enjeu essentiel en ce qui concerne la technologie de fusion, avec de nombreuses formes telles que le carré, le cercle et l’ovale. Le point de fusion doit être approprié en termes de surface, car des points de fusion avec une surface trop petite ont tendance à entraîner une soudure par fusion insuffisamment solide, tandis que des points de fusion avec une surface trop grande ont tendance à provoquer une pénétration de l’image, ce qui peut éventuellement causer des taches blanches, une liaison lâche entre les couches internes ou un délaminage.
• Planéité de l’équipement
La planéité de l’équipement influence l’angularité de la carte PCB pendant la procédure de fusion, la répartition des forces pendant la procédure de fusion et l’équilibre des moments. Les irrégularités entraîneront une déformation de la carte de circuit, ce qui provoquera ensuite un mauvais alignement entre les couches.
• Contrôle de la température et du temps
Dans le processus de mise en œuvre de la technologie de fusion, la température et le temps doivent être soigneusement maîtrisés et contrôlés afin d’éviter les brûlures, les taches blanches, le dessoudage et le vieillissement. En outre, l’empilement des couches de la carte PCB joue également un rôle significatif dans la détermination de l’effet de fusion.
Facteurs influençant les performances de fusion dans la fabrication de circuits imprimés Fusion
• Joint de soudage par fusion
Les différents types de liaison par fusion et leurs effets sont résumés dans le tableau suivant, en fonction des différents types de joints de soudage par fusion.
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Forme de joint de soudage par fusion
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Entre L1/2 et PP
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Entre L3/4 et PP
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Entre L5/6 et PP
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Obligation moyenne
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| Cercle |
6,19 |
4,51 |
5,99 |
5,62 |
| 5,81 |
4,82 |
6,07 |
| 6,06 |
5,38 |
5,77 |
| Rectangle |
9,77 |
7,89 |
9,46 |
8,71 |
| 9,90 |
6,78 |
9,58 |
| 8,75 |
6,94 |
9,32 |
D’après le tableau présenté ci-dessus, comme la surface du joint de soudure par fusion rectangulaire est trois fois plus grande que celle du joint de soudure par fusion circulaire, la liaison générée par le joint de soudure par fusion rectangulaire est évidemment plus importante que celle générée par le joint de soudure par fusion circulaire. Néanmoins, l’écoulement de résine généré par le joint de soudure par fusion rectangulaire est bien plus important que celui généré par le joint de soudure par fusion circulaire. Lorsque l’écoulement de résine est trop important, une partie du bord du circuit peut éventuellement être plus haute que la carte, ce qui peut provoquer une pression virtuelle sur le bord de la carte. Pour les produits de PCB de petite taille, comme les points de fusion pouvant être conçus sont très limités et que les joints de soudure par fusion circulaires présentent une petite surface, la liaison par fusion sera insuffisante. Par conséquent, il convient de choisir un joint de soudure par fusion rectangulaire et de concevoir soigneusement les positions de fusion. En déplaçant légèrement la carte vers l’intérieur, le défaut d’un excès d’écoulement de résine peut être éliminé.
• Température de fusion
Lorsque la température de fusion atteint 300 °C, la zone d’expansion de fusion est relativement grande et l’effet de fusion est fortement perturbé. Lorsque la température de fusion atteint 270 °C, la zone d’expansion de fusion est irrégulière avec un risque de fissuration et l’effet de fusion est fortement perturbé. Lorsque la température de fusion atteint 285 °C, l’expansion de fusion est uniforme sans risque de fissuration, ce qui conduit à un effet de fusion optimal. Par conséquent, on peut en conclure qu’avec le même temps de fusion et le même empilement de couches, 285 °C est la meilleure température de fusion pour la fabrication de circuits imprimés multicouches.
• Temps de fusion
À température de fusion équivalente et empilement de couches identique, différents temps de fusion affectent la zone d’expansion de fusion et l’effet de fusion. Lorsque le temps de fusion est de 12 secondes, la zone d’expansion de fusion est irrégulière avec un risque de fissures et un mauvais effet de fusion. Lorsque le temps de fusion est de 18 secondes, la zone d’expansion de fusion est grande avec un mauvais effet de fusion. Lorsque le temps de fusion est de 15 secondes, l’expansion de fusion est uniforme, sans risque de fissures, et l’effet de fusion est optimal. Ainsi, à température de fusion équivalente et empilement de couches équivalent, 15 secondes est un temps de fusion optimal pour la fabrication de PCB multicouches. Un temps de fusion trop long ou trop court entraînera un mauvais effet de fusion.
• Empilement de couches
À température de fusion et temps de fusion équivalents, différentes configurations d’empilement de couches déterminent la zone de fusion et l’effet de fusion. À temps de fusion et température de fusion équivalents, la zone d’expansion de fusion est uniforme et sans fissures lorsque le préimprégné 2116 est utilisé, ce qui conduit à un effet de fusion optimal. À temps de fusion et température de fusion équivalents, la zone d’expansion de fusion est uniforme mais présente des fissures lorsque le préimprégné 7628 est utilisé. Cela indique qu’à temps de fusion et température de fusion équivalents, plus le préimprégné est fin, meilleur est l’effet de fusion obtenu. Par conséquent, on peut en conclure qu’un empilement de couches utilisant un préimprégné 2116 ou inférieur est adapté à la mise en œuvre de la technologie de fusion lors de la fabrication de circuits imprimés multicouches.
Conformément à la discussion présentée dans cet article, de nombreux facteurs influencent l’effet de fusion : la forme du joint de soudure par fusion, la température de fusion, le temps de fusion et l’empilement des couches. Un joint de soudure par fusion de forme rectangulaire offre un meilleur effet de fusion qu’un joint de forme circulaire. À empilement de couches et temps de fusion équivalents, plus la température de fusion est élevée, plus la zone d’expansion de fusion sera importante. Une température de fusion trop basse entraînera une zone d’expansion de fusion irrégulière avec des risques de fissuration. Plus le temps de fusion est long, plus la zone d’expansion de fusion sera grande. Lorsque le temps de fusion dépasse 15 secondes, la zone d’expansion de fusion s’agrandit tout en générant un mauvais effet de fusion. Plus la structure du préimprégné est fine, plus l’expansion de fusion sera homogène. Ainsi, le préimprégné 2116 ou inférieur est le plus adapté à la fusion.
