Производство эпоксидных печатных плат: Полное руководство по процессам, Материалы & Стандарты
Как “нейронная сеть” электронных устройств, печатные платы с эпоксидной смолой (ПХБ) доминируют на мировом рынке благодаря своей исключительной термической стабильности, механическая прочность, и электроизоляция. Это подробное руководство раскрывает тайну эпоксидной смолы. ПХБ производство, покрытие ключевых материалов, процессы, контроль качества.
1. Что такое эпоксидная печатная плата?
Эпоксидные печатные платы относятся к печатным платам, в которых в качестве связующего материала используется эпоксидная смола., обычно армируется стеклотканью (стекло из эпоксидной смолы CCL) или композитные подложки. Самый распространенный тип — эпоксидная печатная плата FR4 — используется более 70% мирового производства печатных плат, встреча с UL 94 V.-0 стандарты воспламеняемости и спецификации IPC-4101. Ключевые преимущества включают в себя:
- Диэлектрическая постоянная (4.3-4.8 @1 МГц) для надежной передачи высокочастотного сигнала
- Температура стеклянного перехода (Тг) от 130°C до 180°C (варианты с высокой Tg до 200°C)
- Низкое поглощение влаги (<0.2%) и прочность на растяжение (310-380 МПа)
- Экономическая эффективность по сравнению со специальными материалами, такими как полиимид.
2. Основные материалы: Классификация эпоксидных подложек
Характеристики печатных плат из эпоксидной смолы начинаются с выбора подложки.. Согласно стандартам ASTM/NEMA, Общие подложки на основе эпоксидной смолы включают:
| Тип подложки | Ключевые особенности | Приложения |
|---|---|---|
| FR-4 (Огнестойкий 4) | Без галогенов, Тс 130-180°С, UL94 В-0 | Бытовая электроника, Автомобиль, промышленное управление |
| ФР-5 | Высокий Тг (180°С+), совместимость с бессвинцовой пайкой | Аэрокосмическая, высокотемпературные датчики |
| G10 | Неогнестойкий, экономически эффективный | Промышленные устройства с низким уровнем риска |
| СЕМ-3 | Композитная эпоксидная смола, лучшая обрабатываемость, чем FR4 | Бытовая электроника среднего класса |
Для высокочастотных приложений (НАПРИМЕР., 5Г, радиочастотные модули), эпоксидные подложки с низкими потерями, такие как Rogers RO4350B, уменьшают затухание сигнала до <0.003 дБ/см.
3. Процесс производства эпоксидной печатной платы (Шаг за шагом)
3.1 Предпроизводственная подготовка
- Проверка файла Gerber: Обеспечьте соответствие стандарту IPC-6011. (Формат RS-274X)
- Резка материала: Обрежьте листы FR4 до нужного размера (допуск ±0,1 мм) и зачистить края
- Резка препрега ПП: Нарезаем листы стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой, для склеивания слоев.
3.2 Изготовление ядра
- Рисунок внутреннего слоя: Используйте прямую визуализацию лазера LDI (3точность ширины линии в милах)
- Травление: Щелочное травление внешних слоев; кислотное травление внутренних слоев
- AOI Inspection: 5Оптическое разрешение в мкм для обнаружения линейных дефектов
3.3 Многослойное склеивание
- Стекап & Ламинирование: Вакуумное горячее прессование (170° C., 400пси) основных слоев + ПП препрег
- Бурение: Сверление сквозных/сквозных отверстий на станке с ЧПУ (диаметр ≥0,1 мм)
- ПТХ (Позолоченное сквозное отверстие): Импульсная гальваника для достижения толщины медных стенок отверстий ≥25 мкм (Класс МПК 2 стандартный)
3.4 Варианты обработки поверхности
| Процесс | Преимущества | Ограничения | Идеальные варианты использования |
|---|---|---|---|
| Провести кровотечение (Выравнивание припоя горячего воздуха) | Бюджетный, хорошая паяемость | Плохая плоскостность | Бытовая электроника |
| Соглашаться (Электролетное никелевое погружение) | Коррозионная стойкость, Совместимость с BGA | Более высокая стоимость | Медицинские приборы, аэрокосмическая |
| Оп (Органическая припаяя консервант) | Экологически чистый | Короткий срок годности | Автомобильная электроника |
3.5 Последний осмотр & Тестирование
- Тест летающего зонда: 100% проверка подключения к сети (50-100V.)
- Тестирование импеданса: Метод TDR с допуском ±10 % (критично для высокоскоростных сигналов)
- Термический стресс-тест: 288°C погружение в ванну для пайки (Стандарт IPC-TM-6502.6.8)
- КАФ-тестирование: 500 часов при 50°C/85% относительной влажности для проверки надежности
4. Контроль качества: Ключевые показатели для печатных плат из эпоксидной смолы
Соответствовать международным стандартам, сосредоточьтесь на этих важнейших показателях качества:
- Допуск ширины линии: ±8% для плат HDI; ±15% для стандартных печатных плат
- Однородность толщины меди: Изменение ≤10% после гальваники
- Скорость заполнения смолой: >95% для слепых/скрытых переходных отверстий
- Ионное загрязнение: <1.56мкг/см² эквивалент NaCl
- Сопротивление термическому циклированию: -55°С~125°С (100 цикл) без расслоения
5. Промышленные приложения & Тенденции рынка
Эпоксидные печатные платы используются в различных отраслях, предлагая индивидуальные решения.:
- Автомобильная электроника: Высокий Tg FR4 с устойчивостью к CAF (среднее время безотказной работы: 58,000 часы)
- 5Г Инфраструктура: Эпоксидные подложки с низкими потерями снижают потери сигнала за счет 22%
- Медицинские устройства: FR4, обработанный ENIG, соответствует стандартам биосовместимости
- Аэрокосмическая: Субстраты FR-5 с Tg >180°C для экстремальных условий
Эпоксидные печатные платы, фиксируется универсальными подложками, такими как FR4 и FR5, являются основой современной электроники, сочетая в себе исключительные тепловые, механический, и электрические характеристики с экономической эффективностью. От точности нанесения рисунка LDI и вакуумного ламинирования до строгого контроля качества, соответствующего требованиям IPC., каждый этап их производственного процесса спроектирован с учетом потребностей различных отраслей: от автомобилестроения и сетей 5G до аэрокосмической и медицинской техники..
