Pembangunan pada kelajuan pesat dalam industri elektronik meletakkan tuntutan yang semakin tinggi kepada industri fabrikasi PCB (papan litar bercetak) termasuk peningkatan berterusan pada bilangan lapisan papan, ketumpatan jejak yang semakin tinggi dan lapisan dalaman yang semakin nipis, yang semuanya membawa kepada peningkatan kepentingansusunan lapisandan teknologi laminasi.
Untuk mengelakkan masalah kualiti daripada berlaku semasa proses laminasi seperti salah penempatan, proses peleburan biasanya diperlukan sebelum penyusunan lapisan dalam proses berbilang lapisanProses pembuatan PCB. Berbanding dengan teknologi peleburan tradisional, teknologi peleburan moden mempunyai kelebihan seperti kecekapan tinggi, operasi yang mudah dan kos yang rendah, yang menjadikannya sesuai digunakan untuk fabrikasi PCB berbilang lapisan. Bermula daripada teknologi asas fabrikasi PCB peleburan, artikel ini akan membincangkan faktor parameter yang mempengaruhi kesan peleburan dan tahap aplikasi teknologi peleburan serta menyediakan rujukan yang boleh dipercayai dengan parameter peleburan optimum yang diperoleh.
Prinsip Teknologi Pelakuran
Sebagai teknologi tradisional, teknologi rivet telah digunakan secara meluas dalam pembuatan papan PCB. Walau bagaimanapun, teknologi rivet juga mempunyai beberapa kelemahan seperti kos papan PCB yang tinggi disebabkan oleh kos rivet yang tinggi, salah penempatan akibat ubah bentuk papan litar, kebolehcapaian stensil terhadap kerosakan, lekukan berbentuk rivet pada papan litar dan sebagainya. Oleh itu, teknologi lebur telah digunakan secara berterusan untuk menggantikan teknologi rivet.
Bergantung pada sifat pencairan prepreg resin epoksi, teknologi peleburan berfungsi dengan mencairkan prepreg pada suhu tertentu supaya resin epoksi fasa B ditukarkan kepada resin epoksi fasa C dengan lapisan dalaman disambungkan melalui bahan pelekat. Peleburan ialah salah satu proses yang paling penting semasa laminasi dan prestasinya secara langsung menentukan tingkah laku laminasi. Elemen utama yang berkaitan dengan teknologi peleburan termasuk:
• Ketepatan Sistem Penentududukan
Jenis sistem pemposisian berkait secara langsung dengan ketepatan penjajaran antara lapisan dalaman, yang seterusnya mempengaruhi peratus kadar lulus. Sistem pemposisian yang cemerlang hendaklah stabil, boleh dipercayai dan mempunyai kebolehulangan yang baik.
• Reka Bentuk Titik Gabungan
Titik lebur ialah isu penting dalam teknologi peleburan yang melibatkan pelbagai bentuk seperti segi empat, bulat dan bujur. Titik lebur perlu sesuai dari segi keluasan kerana titik lebur yang terlalu kecil cenderung menghasilkan kimpalan lebur yang kurang kukuh manakala titik lebur yang terlalu besar cenderung menyebabkan penembusan imej yang berkemungkinan mengakibatkan tompok putih, sambungan longgar antara lapisan dalaman atau pengelupasan.
• Kekerapan Peralatan
Kekerapan peralatan mempengaruhi keangularan papan PCB semasa prosedur peleburan, pengagihan daya semasa prosedur peleburan dan keseimbangan momen. Ketidakrataan akan menyebabkan papan litar menjadi cacat, yang seterusnya akan menyebabkan ketidaksejajaran antara lapisan.
• Kawalan Suhu dan Masa
Dalam proses pelaksanaan teknologi peleburan, suhu dan masa perlu dikuasai dan dikawal dengan teliti untuk mengelakkan pembakaran, tompok putih, nyahpateri dan penuaan. Selain itu, susunan lapisan papan PCB juga memainkan peranan penting dalam menentukan kesan peleburan.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Prestasi Penyatuan dalam Fabrikasi PCB Penyatuan
• Sambungan Kimpalan Fusi
Ikatan lebur dan kesan lebur yang berbeza dirumuskan dalam jadual berikut bagi memenuhi pelbagai jenis sambungan kimpalan lebur.
|
Bentuk Sambungan Kimpalan Fusi
|
Di antara L1/2 dan PP
|
Di antara L3/4 dan PP
|
Di antara L5/6 dan PP
|
Bon Purata
|
| Bulatan |
6.19 |
4.51 |
5.99 |
5.62 |
| 5.81 |
4.82 |
6.07 |
| 6.06 |
5.38 |
5.77 |
| Segi empat |
9.77 |
7.89 |
9.46 |
8.71 |
| 9.90 |
6.78 |
9.58 |
| 8.75 |
6.94 |
9.32 |
Berdasarkan jadual yang ditunjukkan di atas, disebabkan kawasan sambungan kimpalan lebur berbentuk segi empat tepat adalah tiga kali lebih besar daripada sambungan kimpalan lebur berbentuk bulat, ikatan yang dijana oleh sambungan kimpalan lebur berbentuk segi empat tepat jelas lebih besar daripada yang dijana oleh sambungan kimpalan lebur berbentuk bulat. Walau bagaimanapun, aliran resin yang dijana oleh sambungan kimpalan lebur berbentuk segi empat tepat adalah jauh lebih banyak daripada yang dijana oleh sambungan kimpalan lebur berbentuk bulat. Apabila aliran resin terlalu besar, sebahagian sisi papan mungkin akan lebih tinggi daripada papan, yang berkemungkinan menyebabkan tekanan maya pada sisi papan. Bagi produk PCB bersaiz kecil, disebabkan titik lebur yang boleh direka bentuk adalah sangat terhad dan sambungan kimpalan lebur berbentuk bulat mempunyai kawasan yang kecil, ikatan lebur akan menjadi tidak mencukupi. Oleh itu, sambungan kimpalan lebur berbentuk segi empat tepat harus dipilih dan kedudukan lebur perlu direka bentuk dengan teliti. Dengan papan digerakkan sedikit ke arah dalam, kecacatan aliran resin berlebihan boleh diatasi.
• Suhu Lebur
Apabila suhu peleburan mencapai 300°C, kawasan pengembangan peleburan adalah agak besar dengan kesan peleburan yang kurang baik. Apabila suhu peleburan mencapai 270°C, kawasan pengembangan peleburan adalah tidak sekata dengan risiko retak serta kesan peleburan yang kurang baik. Apabila suhu peleburan mencapai 285°C, pengembangan peleburan adalah sekata tanpa risiko retak, menghasilkan kesan peleburan yang optimum. Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa pada masa peleburan dan susunan lapisan yang sama, 285°C ialah suhu peleburan terbaik untuk fabrikasi PCB berbilang lapisan.
• Masa Gabungan
Pada suhu lebur dan susunan lapisan yang setara, masa peleburan yang berbeza mempengaruhi kawasan pengembangan lebur dan kesan peleburan. Apabila masa peleburan ialah 12 saat, kawasan pengembangan lebur tidak sekata dengan risiko retak dan kesan peleburan yang lemah. Apabila masa peleburan ialah 18 saat, kawasan pengembangan lebur adalah besar dengan kesan peleburan yang buruk. Apabila masa peleburan ialah 15 saat, pengembangan lebur adalah sekata tanpa risiko retak dan kesan peleburan yang optimum. Oleh itu, pada suhu lebur dan susunan lapisan yang setara, 15 saat ialah masa peleburan yang optimum untuk fabrikasi PCB berbilang lapisan. Sama ada masa peleburan terlalu lama atau terlalu singkat akan menghasilkan kesan peleburan yang buruk.
• Susunan Lapisan
Pada suhu dan masa peleburan yang setara, susunan lapisan yang berbeza menentukan kawasan peleburan dan kesan peleburan. Pada masa dan suhu peleburan yang setara, kawasan pengembangan peleburan adalah sekata tanpa retak apabila prepreg 2116 digunakan, menghasilkan kesan peleburan yang optimum. Pada masa dan suhu peleburan yang setara, kawasan pengembangan peleburan adalah sekata tetapi dengan retak apabila prepreg 7628 digunakan. Ini menunjukkan bahawa pada masa dan suhu peleburan yang setara, lebih nipis prepreg, lebih baik kesan peleburan yang akan dihasilkan. Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa susunan lapisan dengan prepreg 2116 atau lebih nipis adalah sesuai untuk pelaksanaan teknologi peleburan semasa fabrikasi PCB berbilang lapisan.
Selaras dengan perbincangan dalam artikel ini, terdapat banyak faktor yang mempengaruhi kesan peleburan: bentuk sambungan kimpalan lebur, suhu lebur, masa lebur dan susunan lapisan. Sambungan kimpalan lebur berbentuk segi empat tepat memberikan kesan peleburan yang lebih baik berbanding sambungan kimpalan lebur berbentuk bulat. Pada susunan lapisan dan masa lebur yang setara, lebih tinggi suhu lebur, lebih luas kawasan pengembangan lebur. Suhu lebur yang terlalu rendah akan menyebabkan kawasan pengembangan lebur menjadi tidak sekata dengan risiko keretakan. Semakin lama masa lebur, semakin besar kawasan pengembangan lebur. Apabila masa lebur melebihi 15 saat, kawasan pengembangan lebur akan menjadi lebih besar dengan kesan peleburan yang buruk terhasil. Semakin nipis struktur prepreg, semakin sekata pengembangan lebur. Oleh itu, prepreg 2116 atau ke bawah adalah yang paling sesuai untuk peleburan.
