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厚銅板多層PCB板

超厚銅多層PCB是具有強弱電連接功能的一體化連接器件。針對0.41 mm以上的超厚銅多層PCB板的制作工藝展開研究,采用單面覆銅板+1.0 mm黑化銅板+環氧板+單面覆銅板進行疊壓,層與層之間采用非流動性半固化片進行粘接,有效解決了超厚銅層壓白斑、分層等業界難題。
特殊超厚銅多層PCB最早起源于北美地區,如加拿大的UPE公司。該公司在上世紀90年代開始研發生產超厚銅多層PCB,取得很好業績。該類特殊板產品應用于強電流連接傳輸以及強弱電混合連接的部件上,隨著我國汽車電子以及電源通訊模塊的快速發展,逐漸成為一類具有廣闊市場前景的特殊PCB。
據市場了解,在汽車電子、IGBT裝聯、風電變流器、點火線圈等方面都有需求;另一方面,隨著印制電路板在電子領域的廣泛應用,對其功能要求也越來越高,印制電路板將不僅要為電子元器件提供必要的電氣連接以及機械支撐,同時也逐漸被賦予了更多的附加功能,因而能夠將電源集成、提供大電流、高可靠性的超厚銅多層PCB逐漸成為PCB行業研發的新型產品,前景廣闊,利潤空間較傳統線路板要大,具有非常大的開發價值。
超厚銅多層PCB在未來的高端電路連接市場中將會占有重要的地位,勢必將迎來更加廣闊的市場前景。
目前業內普遍都是采用電鍍沉銅逐次增厚后,多次阻焊印刷輔助的積層方式或采用超厚銅箔來實現超厚銅印制電路板的制造。
 

厚銅PCB加工工藝流程如圖所示,主要機加工有表層和中層銑板、厚銅板數銑,經過表面處理后,疊裝于整體模具內升溫壓合,脫模后按照PCB常規工藝流程完成成品制作。

 



 關鍵工藝加工方法

1. 超厚銅內層疊合技術

超厚銅內層疊合:超厚銅若采用銅箔將難以達到此厚度,本文超厚銅內層采用1 mm電解銅板,為常規材料易于采購,經銑床直接加工成型;內層中銅板外輪廓采用同等厚度的FR4板(玻璃纖維環氧樹脂板)加工成型作為整體填充,為了利于疊壓并保證其與銅板周邊的配合緊密,如圖結構所示兩輪廓的間隙值控制在0~0.2 mm之內。在FR4板的填充作用下,解決了超厚銅板的銅厚問題,并且保證了疊合后壓合緊密和內部絕緣問題,使得內層銅厚度的設計可以大于0.5 mm。

 
2.超厚銅黑化技術

超厚銅在層壓前表面需做黑化處理,銅板黑化可增加銅面與樹脂接觸表面積,并增加高溫流動樹脂對銅的潤濕性,使樹脂深入氧化層空隙,在硬化后展現強勁的附著力,提高了壓合效果。同時改善可層壓白斑現象與和烘烤試驗(287 ℃±6 ℃)后造成的板面泛白、氣泡等問題。具體黑化參數如表2所示。

 

3.超厚銅PCB層壓技術

因內層超厚銅板與周邊填充用的FR-4板厚度存在制造誤差,厚度不可能完全一致,如果采用常規層壓方式壓合,容易產生層壓白斑、分層等缺陷,壓合難度大。為了降低了超厚銅板層的壓合難度與保證尺寸精度,經試驗驗證,用整體式壓合模具結構,模具上、下模板采用鋼模,硅膠墊作為中間緩沖層,通過設置合適的層壓溫度、壓力、保壓時間等工藝參數,達到了層壓效果,也解決了超厚銅層壓白斑和分層等技術問題,滿足超厚銅PCB板的壓合要求。


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