Papan sirkuit, sebagai komponen inti, memikul tanggung jawab transmisi sinyal dan sambungan listrik. Seiring dengan kemajuan produk elektronik menuju miniaturisasi dan kinerja tinggi, penerapan papan sirkuit multi-lapisan menjadi semakin meluas, dan proses laminasi papan sirkuit telah menjadi faktor kunci dalam menentukan kualitas dan kinerja papan sirkuit multi-lapisan.
Prinsip Kompresi Papan Sirkuit
Laminasi papan sirkuit, secara sederhana, adalah proses mengikat erat beberapa lapisan foil tembaga, lembaran semi-cured, dan bahan isolasi ke dalam struktur papan sirkuit lengkap melalui teknik tertentu. Diantaranya, lembaran semi-cured memainkan peran yang sangat penting, terutama terdiri dari resin epoksi dan serat kaca. Selama proses kompresi, ketika berada dalam lingkungan-suhu dan-tekanan tinggi, resin epoksi dalam lembaran setengah kering akan melunak dan mengalir secara bertahap. Resin yang melunak ini dapat mengisi celah kecil di antara lapisan bahan, membentuk lapisan ikatan yang seragam. Pada saat yang sama, rantai molekul besar dalam molekul resin epoksi akan terjalin dan terjerat dengan molekul pada permukaan kertas tembaga dan bahan isolasi lainnya melalui difusi dan permeasi. Setelah pendinginan, bahan-bahan tersebut akan mengikat lapisan material dengan kuat melalui ikatan kimia, sehingga membentuk struktur papan sirkuit multi-lapisan yang stabil dan andal.
Penjelasan rinci tentang proses pengepresan
Tahap persiapan bahan
Papan inti: Papan inti memberikan dukungan mekanis untuk papan sirkuit multi-lapisan dan merupakan fondasi keseluruhan struktur. Biasanya ini merupakan papan insulasi yang diperlakukan secara khusus, dan kualitas serta kinerjanya secara langsung mempengaruhi stabilitas papan sirkuit akhir. Saat menyiapkan papan inti, perlu dipastikan bahwa keakuratan dimensinya memenuhi persyaratan desain, permukaannya rata dan tanpa cacat, untuk memastikan kelancaran proses pengepresan selanjutnya.
Bahan PP: Sebagai bahan utama yang menghubungkan berbagai lapisan, kualitas bahan PP sangat penting. Terdapat perbedaan kandungan resin, metode tenun kain serat kaca, dan aspek lain antara berbagai jenis dan spesifikasi lembaran PP, yang dapat mempengaruhi kemampuan alir, kekuatan ikatan, dan kinerja insulasi papan sirkuit akhir selama proses kompresi. Oleh karena itu, penting untuk memilih bahan PP yang sesuai secara akurat sesuai dengan persyaratan desain papan sirkuit tertentu.
Foil tembaga: Foil tembaga digunakan untuk membentuk sirkuit luar, yang harus memiliki konduktivitas dan stabilitas yang baik. Selama proses persiapan, perlu dipastikan bahwa ketebalan lapisan tembaga seragam dan permukaannya bebas dari cacat seperti oksidasi dan goresan, jika tidak maka dapat menyebabkan konduktivitas sirkuit yang buruk atau korsleting.
Proses penumpukan dan penentuan posisi
Langkah ini memerlukan kepatuhan yang ketat terhadap persyaratan desain, menumpuk papan inti bagian dalam, bahan PP, dan foil tembaga bagian luar secara berurutan. Urutan penempatan yang salah atau penyimpangan posisi lapisan material apa pun dapat menyebabkan kegagalan kinerja kelistrikan pada papan sirkuit. Untuk memastikan keselarasan yang tepat antar lapisan, metode seperti lelehan panas atau paku keling biasanya digunakan untuk penentuan posisi. Penentuan posisi lelehan panas adalah penggunaan pemanasan untuk melelehkan material pemosisian tertentu, sehingga memperbaiki setiap lapisan material pada posisi yang benar; Riveting adalah metode mekanis yang menggunakan paku keling dan konektor lainnya untuk mengencangkan terlebih dahulu setiap lapisan, memastikan bahwa tidak akan ada perpindahan pada setiap lapisan selama proses pengepresan berikutnya.
Proses laminasi dan pemanasan
Papan yang ditumpuk akan ditempatkan ke dalam mesin laminating profesional. Dalam mesin laminating, kondisi suhu tinggi dan tekanan tinggi tertentu diatur untuk mendorong pelunakan dan aliran resin dalam lembaran PP. Peningkatan suhu dapat mempercepat aktivitas molekul resin, meningkatkan fluiditasnya, dan mengisi celah antar papan inti dengan lebih baik; Penerapan tekanan memastikan bahwa bahan dari setiap lapisan dapat melekat erat, menghilangkan udara dan kotoran antar lapisan, mendorong distribusi resin yang seragam antar lapisan, dan mencapai ikatan yang erat antar lapisan. Kontrol suhu dan tekanan yang akurat sangat penting dalam proses ini, karena memerlukan pengaturan yang tepat dan pemantauan-waktu nyata berdasarkan karakteristik bahan yang digunakan dan persyaratan desain papan sirkuit.
Tahap pendinginan dan solidifikasi
Setelah kompresi selesai, papan harus segera didinginkan hingga suhu kamar. Selama proses pendinginan, resin mengalir yang melunak akan mengeras secara bertahap, membentuk struktur multi-lapisan yang stabil. Pada tahap ini, kecepatan pendinginan, suhu, dan tekanan perlu dikontrol secara ketat. Jika laju pendinginan terlalu cepat, hal ini dapat menyebabkan penyusutan yang tidak konsisten pada setiap lapisan material, yang mengakibatkan lengkungan dan deformasi pada papan sirkuit; Kontrol tekanan yang tidak tepat selama proses pendinginan juga dapat mempengaruhi kekuatan ikatan antar lapisan dan bahkan menyebabkan delaminasi. Oleh karena itu, metode pendinginan lambat biasanya digunakan, dan sejumlah tekanan tertentu terus diterapkan selama proses pendinginan untuk memastikan kualitas papan sirkuit.
Prosedur pasca pemrosesan
Pengujian: Setelah pendinginan dan pengawetan, papan sirkuit harus menjalani pengujian menyeluruh terlebih dahulu. Pengujian dimensi digunakan untuk memastikan apakah dimensi eksternal papan sirkuit memenuhi standar desain; Pengujian sambungan rangkaian menggunakan peralatan pengujian profesional untuk memeriksa apakah sambungan antara setiap lapisan rangkaian sudah benar dan apakah konduktivitasnya baik, untuk menghindari gangguan listrik seperti rangkaian terbuka dan korsleting; Inspeksi penampilan terutama memeriksa apakah ada cacat, gelembung, delaminasi, dan masalah lain pada permukaan papan sirkuit untuk memastikan kualitas tampilan papan sirkuit.
Pemangkasan: Pangkas dan poles papan sirkuit yang telah lulus inspeksi, hilangkan gerinda, bahan berlebih, dll. yang mungkin terjadi selama proses pengepresan, selanjutnya pastikan bahwa ukuran papan sirkuit secara akurat memenuhi persyaratan desain, dan buat tepi papan sirkuit lebih halus dan halus untuk perakitan dan penggunaan selanjutnya.
Pentingnya Kompresi Papan Sirkuit
Meningkatkan kekuatan dan stabilitas struktural
Melalui teknologi kompresi-suhu dan-tekanan tinggi, material dari setiap lapisan papan sirkuit multi-lapisan terikat erat, sehingga secara signifikan meningkatkan kekuatan dan stabilitas mekanis secara keseluruhan. Struktur yang diperkuat ini dapat secara efektif mencegah papan sirkuit melengkung dan berubah bentuk selama perakitan, pengangkutan, dan penggunaan selanjutnya, memastikan bahwa papan sirkuit dapat bekerja dengan andal di berbagai lingkungan kompleks dan memberikan jaminan kuat untuk pengoperasian perangkat elektronik yang stabil dalam jangka panjang. Untuk beberapa produk elektronik yang harus tahan terhadap kondisi keras seperti getaran dan benturan, seperti elektronik otomotif, peralatan luar angkasa, dll., kualitas pengikatan papan sirkuit yang baik bahkan lebih penting lagi.
Mempengaruhi kinerja listrik dan karakteristik impedansi
Proses kompresi secara langsung menentukan struktur geometris dan impedansi karakteristik saluran transmisi sinyal pada papan sirkuit multi-lapisan. Kompresi yang akurat dapat memastikan kerataan jalur transmisi sinyal dan konsistensi jarak antar lapisan, sehingga memastikan transmisi sinyal antar lapisan yang stabil dan efisien, menghindari masalah seperti redaman sinyal, distorsi, dan refleksi. Di era transmisi sinyal berkecepatan tinggi-saat ini, seperti komunikasi 5G, komputasi-performa tinggi, dan bidang lainnya, persyaratan kinerja kelistrikan untuk papan sirkuit sangatlah tinggi. Kualitas proses laminasi papan sirkuit secara langsung mempengaruhi integritas sinyal dan kualitas transmisi seluruh sistem.
Terkait dengan manajemen termal dan kinerja pembuangan panas
Pemanasan merupakan masalah yang tidak bisa dihindari selama pengoperasian perangkat elektronik. Bahan yang dipilih untuk proses laminasi dan kekompakan papan sirkuit cetak setelah laminasi akan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap konduktivitas termalnya. Teknologi pengepresan berkualitas tinggi dapat melekat erat pada bahan di setiap lapisan, membentuk jalur konduksi panas yang baik, memastikan bahwa panas dapat ditransfer dengan cepat dan efektif dari elemen pemanas ke permukaan papan sirkuit, dan kemudian dibuang melalui perangkat pembuangan panas. Khususnya untuk perangkat elektronik dengan daya tinggi dan pembangkitan panas yang parah, seperti server, modul daya, dll., kinerja manajemen termal yang baik memainkan peran penting dalam memastikan pengoperasian normal peralatan dan memperpanjang masa pakainya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas ikatan kompresi
kontrol suhu
Suhu merupakan salah satu faktor kunci dalam proses kompresi. Temperaturnya terlalu rendah, dan resin dalam lembaran setengah kering tidak dapat melunak dan mengalir dengan cukup, mengakibatkan lemahnya ikatan antar lapisan bahan dan mudah delaminasi; Jika suhu terlalu tinggi, hal ini dapat menyebabkan pengerasan resin yang berlebihan, bahkan terbakar, yang tidak hanya mempengaruhi kekuatan ikatan, tetapi juga dapat menyebabkan kerusakan pada bahan seperti foil tembaga, sehingga mempengaruhi kinerja kelistrikan papan sirkuit. Oleh karena itu, selama proses pengepresan, diperlukan sistem kontrol suhu-presisi tinggi untuk memantau dan menyesuaikan suhu di dalam mesin press secara real-time secara akurat, memastikan bahwa suhu berfluktuasi dalam rentang yang sesuai.
regulasi stres
Besarnya tekanan secara langsung mempengaruhi derajat adhesi antar bahan pada setiap lapisan. Tekanan yang tidak mencukupi mencegah pembuangan udara dan kotoran yang cukup antar lapisan, sehingga menyulitkan resin untuk mengisi celah secara merata, sehingga mengurangi kekuatan ikatan; Tekanan yang berlebihan dapat menyebabkan kompresi papan yang berlebihan, sehingga ketebalan papan sirkuit tidak merata dan bahkan kerusakan pada struktur material. Bahan papan sirkuit dan persyaratan desain yang berbeda memerlukan adaptasi terhadap parameter tekanan yang berbeda, yang memerlukan peralatan kompresi untuk memiliki fungsi pengaturan tekanan yang fleksibel dan tepat untuk memenuhi beragam kebutuhan produksi.
Kontrol waktu
Waktu pengepresan juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualitas pengepresan. Waktunya terlalu singkat, dan resin belum sepenuhnya mengalir dan menyelesaikan ikatan kimia, sehingga ikatan antar lapisan tidak mencukupi; Jika waktunya terlalu lama, hal ini dapat menyebabkan penuaan resin dan penurunan kinerja, yang juga dapat mempengaruhi kualitas papan sirkuit. Oleh karena itu, waktu pengepresan perlu diatur secara akurat berdasarkan karakteristik material tertentu dan persyaratan proses pengepresan, dan diterapkan secara ketat melalui sistem kontrol otomatis.
kualitas bahan
Seperti disebutkan di atas, kualitas bahan baku seperti papan inti, bahan PP, dan foil tembaga memainkan peran yang menentukan dalam kualitas laminasi. Setiap penyimpangan dalam kinerja, keakuratan dimensi yang tidak mencukupi, atau cacat pada bahan apa pun dapat menyebabkan masalah selama proses laminasi, sehingga mempengaruhi kualitas dan kinerja papan sirkuit akhir. Oleh karena itu, ketika membeli bahan mentah, kontrol yang ketat harus dilakukan, pemasok yang dapat diandalkan harus dipilih, dan setiap batch bahan mentah harus diperiksa dan diuji secara ketat.