Lo sviluppo a velocità vertiginosa dell’industria elettronica pone esigenze sempre più elevate all’industria di fabbricazione dei PCB (printed circuit board), tra cui un numero di strati delle schede in costante aumento, una densità di tracciatura sempre più elevata e strati interni costantemente più sottili, il che porta a una crescente importanza diimpilamento degli stratie tecnologia di laminazione.
Per evitare che si verifichino problemi di qualità durante il processo di laminazione, come ad esempio disallineamenti, di solito si ricorre alla pre-fusione prima dell’impilamento degli strati nel processo multistratoProcesso di produzione dei PCBRispetto alla tecnologia di fusione tradizionale, la moderna tecnologia di fusione presenta i vantaggi di un’elevata efficienza, di una facile operatività e di costi ridotti, il che la rende accessibile per la fabbricazione di PCB multistrato. A partire dalle tecnologie fondamentali di fabbricazione di PCB mediante fusione, questo articolo discuterà i fattori di parametro che influenzano l’effetto di fusione e il livello di applicazione della tecnologia di fusione, fornendo un riferimento affidabile con i parametri di fusione ottimali ottenuti.
Principi della tecnologia di fusione
In quanto tecnologia tradizionale, la tecnologia dei rivetti è stata ampiamente applicata nella fabbricazione di schede PCB. Tuttavia, la tecnologia dei rivetti presenta anche alcuni svantaggi, come l’elevato costo della scheda PCB dovuto all’alto costo dei rivetti, lo spostamento dovuto alla deformazione della scheda, la vulnerabilità del telaio (stencil) ai danni, le impronte a forma di rivetto sulla scheda, ecc. Di conseguenza, la tecnologia di fusione è stata costantemente utilizzata per sostituire la tecnologia dei rivetti.
A seconda della proprietà di fusione del preimpregnato in resina epossidica, la tecnologia di fusione funziona facendo fondere il preimpregnato a una determinata temperatura, in modo che la resina epossidica in fase B venga convertita in resina epossidica in fase C, con gli strati interni collegati tramite adesivi. La fusione è uno dei processi più importanti durante la laminazione e le sue prestazioni determinano direttamente il comportamento della laminazione. Gli elementi chiave relativi alla tecnologia di fusione includono:
• Accuratezza del sistema di posizionamento
Il tipo di sistema di posizionamento è direttamente associato alla precisione di allineamento tra gli strati interni, il che influisce ulteriormente sulla percentuale di tasso di conformità. I sistemi di posizionamento eccellenti devono essere stabili, affidabili e altamente ripetibili.
• Design del Punto di Fusione
Il punto di fusione è un aspetto essenziale per quanto riguarda la tecnologia di fusione, con numerose forme come quadrata, circolare e ovale. Il punto di fusione deve essere adeguato in termini di area, poiché punti di fusione con un’area troppo piccola tendono a produrre una saldatura per fusione non molto solida, mentre punti di fusione con un’area troppo grande tendono a causare la penetrazione dell’immagine, che può provocare macchie bianche, connessioni deboli tra gli strati interni o delaminazione.
• Planarità delle apparecchiature
La planarità dell’attrezzatura influisce sull’angolarità della scheda PCB durante la procedura di fusione, sulla distribuzione delle forze durante la procedura di fusione e sull’equilibrio dei momenti. L’irregolarità porterà la scheda a deformarsi, causando ulteriormente uno spostamento tra gli strati.
• Controllo della temperatura e del tempo
Nel processo di implementazione della tecnologia di fusione, temperatura e tempo devono essere accuratamente gestiti e controllati per evitare bruciature, macchie bianche, dissaldature e invecchiamento. Inoltre, l’impilamento degli strati del circuito stampato (PCB) svolge anche un ruolo significativo nel determinare l’effetto della fusione.
Fattori che influenzano le prestazioni di fusione nella fabbricazione di PCB a fusione
• Giunto di saldatura per fusione
I diversi legami di fusione e gli effetti della fusione sono riassunti nella seguente tabella, in funzione dei diversi tipi di giunti di saldatura per fusione.
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Forma del giunto di saldatura per fusione
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Tra L1/2 e PP
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Tra L3/4 e PP
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Tra L5/6 e PP
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Obbligazione media
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| Cerchio |
6,19 |
4,51 |
5,99 |
5,62 |
| 5,81 |
4,82 |
6,07 |
| 6,06 |
5,38 |
5,77 |
| Rettangolo |
9,77 |
7,89 |
9,46 |
8,71 |
| 9,90 |
6,78 |
9,58 |
| 8,75 |
6,94 |
9,32 |
Sulla base della tabella mostrata sopra, poiché l’area del giunto di saldatura a fusione rettangolare è tre volte più grande di quella del giunto di saldatura a fusione circolare, il legame generato dal giunto di saldatura a fusione rettangolare è ovviamente maggiore di quello generato dal giunto di saldatura a fusione circolare. Tuttavia, il flusso di resina generato dal giunto di saldatura a fusione rettangolare è molto più elevato di quello generato dal giunto di saldatura a fusione circolare. Quando il flusso di resina è eccessivo, una parte del lato della scheda può risultare più alta della scheda stessa, causando eventualmente una pressione fittizia sul lato della scheda. Per quanto riguarda i prodotti PCB di piccole dimensioni, poiché i punti di fusione progettuali sono molto limitati e i giunti di saldatura a fusione circolari presentano una superficie ridotta, il legame di fusione risulterà insufficiente. Di conseguenza, è opportuno scegliere il giunto di saldatura a fusione rettangolare e progettare con attenzione le posizioni di fusione. Spostando opportunamente la scheda verso l’interno, è possibile eliminare il difetto dell’eccessivo flusso di resina.
• Temperatura di fusione
Quando la temperatura di fusione raggiunge i 300°C, l’area di espansione della fusione è relativamente ampia con un effetto di fusione scarsamente attivato. Quando la temperatura di fusione raggiunge i 270°C, l’area di espansione della fusione è irregolare con rischio di crepe e con un effetto di fusione scarsamente attivato. Quando la temperatura di fusione raggiunge i 285°C, l’espansione della fusione è uniforme senza rischio di crepe, portando a un effetto di fusione ottimale. Pertanto, si può concludere che, a parità di tempo di fusione e di impilamento degli strati, 285°C è la migliore temperatura di fusione per la fabbricazione di PCB multistrato.
• Tempo di Fusione
A una temperatura di fusione equivalente e con lo stesso impilamento di strati, tempi di fusione diversi influenzano l’area di espansione della fusione e l’effetto di fusione. Quando il tempo di fusione è di 12 secondi, l’area di espansione della fusione è irregolare, con rischio di crepe e un effetto di fusione scadente. Quando il tempo di fusione è di 18 secondi, l’area di espansione della fusione è ampia, con un cattivo effetto di fusione. Quando il tempo di fusione è di 15 secondi, l’espansione della fusione è uniforme, senza rischio di crepe e con un effetto di fusione ottimale. Pertanto, a temperatura di fusione equivalente e con lo stesso impilamento di strati, 15 secondi rappresentano un tempo di fusione ottimale per la fabbricazione di PCB multistrato. Un tempo di fusione troppo lungo o troppo breve comporterà un cattivo effetto di fusione.
• Impilamento degli strati
A pari temperatura e tempo di fusione, diversi impilamenti di strati determinano l’area di fusione e l’effetto di fusione. A pari tempo e temperatura di fusione, l’area di espansione della fusione è uniforme e senza crepe quando si utilizza il prepreg 2116, portando a un effetto di fusione ottimale. A pari tempo e temperatura di fusione, l’area di espansione della fusione è uniforme ma con crepe quando si utilizza il prepreg 7628. Ciò indica che, a pari tempo e temperatura di fusione, quanto più sottile è il prepreg, tanto migliore sarà l’effetto di fusione. Pertanto, si può concludere che un impilamento di strati con prepreg 2116 o inferiore è adatto all’implementazione della tecnologia di fusione durante la fabbricazione di PCB multistrato.
In conformità con la discussione in questo articolo, ci sono molti fattori che influenzano l’effetto di fusione: la forma del giunto di saldatura a fusione, la temperatura di fusione, il tempo di fusione e l’impilamento degli strati. Il giunto di saldatura a fusione rettangolare offre un effetto di fusione migliore rispetto al giunto di saldatura a fusione circolare. A parità di impilamento degli strati e di tempo di fusione, più alta è la temperatura di fusione, più ampia sarà l’area di espansione della fusione. Una temperatura di fusione troppo bassa porterà a un’area di espansione della fusione irregolare con rischi di cricche. Più lungo è il tempo di fusione, più grande sarà l’area di espansione della fusione. Quando il tempo di fusione supera i 15 secondi, l’area di espansione della fusione si ingrandirà generando un cattivo effetto di fusione. Più sottile è la struttura del preimpregnato, più uniforme sarà l’espansione della fusione. Pertanto, il preimpregnato 2116 o inferiore è il più adatto per la fusione.
