Толстые медные пластины широко используются в областях с высокими требованиями к рассеиванию тока и тепла, таких как промышленный контроль, новая энергетика и автомобильная электроника, благодаря их превосходной токопроводящей способности и характеристикам рассеивания тепла. Однако во время обработки из-за толстого медного слоя разница в коэффициенте теплового расширения между пластиной и медным слоем, концентрация напряжений и другие проблемы могут легко вызвать появление трещин, влияющих на надежность продукта. Чтобы эффективно избежать риска растрескивания во время обработки толстых медных пластин, необходимо точно контролировать семь ключевых параметров, которые проходят на протяжении всего процесса, от подготовки сырья до обработки готового продукта, чтобы обеспечить структурную целостность и производительность толстых медных пластин.
1, характеристические параметры листовой подложки
Характеристики подложки платы напрямую определяют потенциал устойчивости к растрескиванию при обработке толстых медных пластин и являются основными параметрами контроля для предотвращения растрескивания. Следует обратить внимание на ударопрочность и термическую стабильность подложки - подложки с превосходной ударопрочностью могут лучше противостоять местным напряжениям, вызванным механическими силами (такими как сверление и резка) во время обработки, уменьшая растрескивание подложки, вызванное концентрацией напряжений; Подложка с высокой термической стабильностью может снизить внутреннее напряжение, вызванное разницей в коэффициенте теплового расширения между толстым медным слоем и последующими этапами -высокотемпературной обработки (такими как отверждение паяльной маской и обработка поверхности), избегая межслоевого разделения или растрескивания подложки, вызванного термическим напряжением. В то же время следует учитывать плоскостность основания. Если на основе возникают такие проблемы, как деформация и вмятины, это приведет к неравномерному напряжению во время обработки, косвенно увеличивая риск растрескивания. Поэтому необходимо выбирать подложку с плоскостностью, соответствующей требованиям обработки, чтобы снизить риск предотвращения взрыва от источника.
2, параметры прочности соединения медного слоя
Прочность связи между медным слоем толстой медной пластины и подложкой является ключевым параметром, который влияет на то, произойдет ли отслаивание медного слоя и растрескивание подложки. Когда прочность сцепления медного слоя недостаточна, медный слой склонен к отделению от подложки под механическим воздействием (например, травление, полировка) или термическим воздействием во время обработки, а растягивающая сила, возникающая в процессе отделения, может вызвать трещины в подложке. Перед обработкой необходимо подтвердить прочность соединения медного слоя с помощью профессиональных методов тестирования, чтобы убедиться, что он соответствует требованиям сценария использования толстой медной пластины; Во время обработки необходимо избегать использования технологических методов, которые могут повредить поверхность соединения между медным слоем и подложкой, например, контроль степени коррозии поверхности соединения с помощью травильного раствора, уменьшение снижения прочности соединения, вызванное неправильными процессами, и, таким образом, предотвращение проблем с растрескиванием, вызванных отделением слоя меди.
3, параметры процесса бурения
Сверление – важный этап обработки толстых медных пластин. Неправильный контроль параметров процесса бурения легко может привести к концентрации напряжений вокруг отверстия и вызвать растрескивание. Следует обратить внимание на скорость резания и подачу во время сверления - чрезмерная скорость резания или необоснованная скорость подачи могут привести к чрезмерному механическому напряжению в процессе сверления, вызывающему небольшие трещины в подложке и медном слое вокруг отверстия; Если скорость подачи слишком мала, это увеличит время контакта между сверлом и пластиной, вызывая локальное повышение температуры, усугубляя термическое напряжение, а также может привести к растрескиванию. Кроме того, при контроле параметров необходимо учитывать состояние режущей кромки сверла. Сверла с изношенными или пассивированными режущими кромками повысят сопротивление сверлению, повредят структурную целостность окружающих материалов и повысят риск образования трещин. Поэтому необходимо регулярно проверять и заменять сверло, чтобы обеспечить плавный процесс сверления с низкими нагрузками и снизить риск образования трещин вокруг отверстия.
4, параметры процесса травления
Процесс травления используется для формирования рисунка схемы из толстых медных пластин, а точность параметров травления напрямую влияет на баланс напряжений между слоем меди и подложкой, что, в свою очередь, влияет на риск образования трещин. Необходимо сосредоточиться на контроле активности реакции и времени травления травильного раствора - чрезмерная активность травильного раствора может привести к слишком высокой скорости травления медного слоя, что приведет к резким изменениям толщины локального слоя меди и неравномерному напряжению внутри медного слоя; Если время травления слишком велико, это приведет к чрезмерной эрозии края медного слоя, затрагивая даже поверхность подложки и нарушая стабильность структуры материала; Если время травления недостаточно, это приведет к образованию остаточного медного шлака на краю контура, что легко может вызвать концентрацию напряжений при последующей обработке. При этом необходимо контролировать и интенсивность перемешивания в процессе травления. Чрезмерное перемешивание может привести к чрезмерному воздействию травильного раствора на границу раздела между медным слоем и подложкой, ослабить прочность соединения и косвенно увеличить вероятность образования трещин. Следовательно, необходима оптимизация параметров для достижения равномерного и щадящего процесса травления и поддержания баланса напряжений между медным слоем и подложкой.
5. Параметры температурной кривой для горячей обработки.
Обработка толстых медных пластин включает в себя такие этапы термической обработки, как отверждение паяльной маской и обработка поверхности. Температурная кривая термической обработки является основным параметром для контроля термического напряжения и предотвращения растрескивания. Следует обратить внимание на скорость нагрева, температуру изоляции и скорость охлаждения -. Если скорость нагрева слишком высокая, это приведет к неравномерному нагреву в разных частях толстой медной пластины (медный слой, подложка), что приведет к мгновенному тепловому напряжению из-за различий в коэффициентах теплового расширения. Если напряжение превысит предел несущей способности материала, это приведет к растрескиванию; Если температура изоляции слишком высока или время изоляции слишком велико, это усилит термическое старение подложки и медного слоя, уменьшит ударную вязкость материала и ослабит трещиностойкость; Если скорость охлаждения слишком высокая, это помешает своевременному выделению внутреннего тепла материала, что приведет к накоплению внутреннего напряжения, которое также может легко привести к растрескиванию. Поэтому необходимо разработать плавную температурную кривую, основанную на характеристиках материала толстых медных пластин, чтобы обеспечить равномерное и медленное изменение температуры во время горячей обработки, уменьшить образование и накопление термического напряжения и избежать проблем с растрескиванием, вызванных термическим напряжением.
6. Параметры покрытия слоя паяльной маски.
Слой паяльной маски не только защищает толстую медную пластину, но и повышает общую структурную стабильность платы. Контроль параметров его покрытия играет важную вспомогательную роль в предотвращении взрывного растрескивания. Необходимо уделять особое внимание контролю толщины покрытия и степени отверждения слоя паяльной маски - неравномерная толщина покрытия может привести к неравномерному распределению напряжений на поверхности толстых медных пластин. При последующей обработке или использовании более тонкие участки могут стать точками концентрации напряжений, вызывая растрескивание; Если отверждение недостаточно, адгезия и механическая прочность слоя паяльной маски недостаточны, что не позволяет эффективно рассеивать внешние и внутренние напряжения на плате и теряет эффект защиты от трещин; Если отверждение будет чрезмерным, паяльная маска станет хрупкой, уменьшится ее прочность и легко появятся трещины, которые повлияют на общую структуру платы. Кроме того, необходимо контролировать выравнивание слоя паяльной маски. Плохое выравнивание может привести к появлению пузырей и микроотверстий на поверхности слоя паяльной маски, что может повредить целостность защиты и увеличить риск растрескивания. Следовательно, необходима оптимизация параметров для достижения равномерного и достаточного отверждения слоя паяльной маски и улучшения общей трещиностойкости толстой медной пластины.
7. Параметры температуры и влажности рабочей среды.
Хотя температура и влажность среды обработки не оказывают прямого влияния на технологию обработки толстых медных пластин, они могут влиять на физические свойства материала и стабильность процесса обработки, косвенно влияя на риск образования трещин. Необходимо сосредоточиться на контроле температуры и влажности окружающей среды -. Если температура окружающей среды слишком высокая или слишком низкая, это приведет к тому, что материал толстой медной пластины заранее подвергнется тепловому расширению и сжатию, изменит внутреннее напряженное состояние материала и легко перекроет технологическое напряжение во время последующей обработки, вызывая растрескивание; Чрезмерная влажность окружающей среды может привести к впитыванию влаги субстратом. На этапе горячей обработки влага испаряется под воздействием тепла, образуя пузырьки, которые повреждают структуру материала и снижают прочность сцепления между подложкой и медным слоем; Если влажность слишком низкая, поверхность материала станет сухой и хрупкой, снизится ударопрочность, он легко растрескается от небольших внешних сил при обработке. Следовательно, необходимо контролировать температуру и влажность среды обработки в соответствующем диапазоне, поддерживать материал в стабильном физическом состоянии, обеспечивать основу для точного выполнения последующих этапов процесса и уменьшать проблемы растрескивания, косвенно вызванные факторами окружающей среды.