כיום יצרני המעגלים מציפים את השוק במגוון בעיות מחירים ואיכות שאנו כלל לא מודעים להן. אז השאלה המתבקשת העומדת בפנינו היא, כיצד לבחור את החומרים לעיבוד לוח PCB רב שכבתי? החומרים הנפוצים בעיבוד הם למינציה מצופה נחושת, סרט יבש ודיו. להלן מבוא קצר לחומרים אלו.
למינציה מצופה נחושת
ידוע גם כלוח חיפוי נחושת דו צדדי. האם רדיד הנחושת יכול להיצמד בחוזקה למצע תלוי בדבק, וחוזק הקילוף של למינטים מצופים נחושת תלוי בעיקר בביצועי הדבק. העוביים הנפוצים של למינטים מצופים נחושת הם 1.0 מ"מ, 1.5 מ"מ ו-2.0 מ"מ.
סוגי PCB/למינטים מצופים נחושת
ישנן שיטות סיווג רבות לרבדים מצופים נחושת. בדרך כלל, לפי חומרי חיזוק שונים של הלוח, ניתן לחלק אותם לחמש קטגוריות: מבוססי נייר, מבוססי בד סיבי זכוכית, מבוססי מרוכבים (סדרת CEM), מבוססי לוח רב-שכבתי וחומרים מיוחדים (קרמיקה, מתכת וכו'). אם הסיווג מבוסס על דבק השרף המשמש ללוח, ה-CCL מבוססי הנייר הנפוצים כוללים שרף פנולי (XPC, XXXPC, FR-l, FR-2 וכו'), שרף אפוקסי (FE-3), שרף פוליאסטר וסוגים שונים. ה-CCL המבוסס על סיבי זכוכית הנפוצים כוללים שרף אפוקסי (FR-4, FR-5), שהוא כיום הסוג הנפוץ ביותר המבוסס על בד סיבי זכוכית.
חומרי לוח PCB בחיפוי נחושת
ישנם גם חומרים מיוחדים אחרים המבוססים על שרף (עם בד סיבי זכוכית, סיבי פוליאמיד, בד לא ארוג וכו' כחומרי חיזוק): שרף טריאזין (BT), שרף פוליאמיד-אימיד (PI), שרף ביפניל אציל (PPO), שרף מאלאיין אנהידריד-סטירן (MS), שרף פוליאוקסואיד מסווג על ידי רזין, polyoxoacid, etc. של CCL, ישנם שני סוגים של לוחות מעכבי בעירה ולא מעכבי בעירה. בשנים האחרונות, עם הדאגה הגוברת לנושאים סביבתיים, פותח סוג חדש של CCL מעכב בעירה שאינו מכיל הלוגנים, הנקרא "CCL מעכב בעירה ירוק". עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית מוצרים אלקטרוניים, CCLs נדרשים לביצועים גבוהים יותר. לכן, מתוך סיווג הביצועים של CCLs, ניתן לחלק אותם עוד יותר ל-CCLs ביצועים כלליים, CCLs קבוע דיאלקטרי נמוך, CCLs עמידים בחום גבוה, CCLs מקדם התפשטות תרמית נמוך (המשמשים בדרך כלל עבור מצעי חבילה) וסוגים אחרים.
בנוסף למדדי הביצועים של לרבדים מצופים נחושת, החומרים העיקריים שיש לקחת בחשבון בעיבוד לוחות PCB הם טמפרטורת מעבר הזכוכית של לרבדים PCB מצופים נחושת. כאשר הטמפרטורה עולה לאזור מסוים, המצע משתנה מ"מצב הזכוכית" ל"מצב הגומי". הטמפרטורה בזמן זה נקראת טמפרטורת מעבר הזכוכית (TG) של הלוח. במילים אחרות, TG היא הטמפרטורה הגבוהה ביותר (％) שבה חומר הבסיס שומר על קשיחותו. כלומר, תחת טמפרטורות גבוהות, חומרי מצע רגילים מציגים לא רק תופעות כמו ריכוך, דפורמציה והתכה אלא גם מתבטאים בירידה חדה של תכונות מכניות וחשמליות.
תהליך לוח PCB בחיפוי נחושת
ה-TG הכללי של לוח עיבוד לוחות PCB הוא מעל 130T, TG גבוה בדרך כלל גדול מ-170°, ו-TG בינוני גדול מ-150° בקירוב. בדרך כלל, לוחות מודפסים בעלי ערך TG של 170 נקראים לוחות מודפסים גבוהים TG. כאשר ה-TG של המצע גדל, עמידות החום, עמידות הלחות, עמידות הכימית והיציבות של הלוח המודפס משתפרים. ככל שערך ה-TG גבוה יותר, כך ביצועי עמידות הטמפרטורה של חומר הלוח טובים יותר, במיוחד בתהליכים נטולי עופרת שבהם נעשה שימוש נרחב יותר ב-TG גבוה.
עם ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה האלקטרונית והעלייה בעיבוד המידע ובמהירות השידור, על מנת להרחיב ערוצי תקשורת והעברת תדרים לאזורים בתדר גבוה, יש צורך בחומרי מצע לעיבוד לוח PCB רב שכבתי בעלי קבוע דיאלקטרי נמוך יותר (e) ואובדן דיאלקטרי נמוך TG. רק על ידי הפחתת e ניתן להשיג מהירות התפשטות אות גבוהה, ורק על ידי הפחתת TG ניתן להפחית את אובדן התפשטות האות.
עם הדיוק והרב-שכבות של לוחות מודפסים ופיתוח של BGA, CSP וטכנולוגיות אחרות, מפעלי עיבוד לוחות PCB הרב-שכבתיים הציגו דרישות גבוהות יותר ליציבות המימדית של למינציה מצופה נחושת. למרות שיציבות הממדים של למינטים מצופים נחושת קשורה לתהליך הייצור, היא תלויה בעיקר בשלושת חומרי הגלם המרכיבים את הלמינטים המצופים בנחושת: שרף, חומר חיזוק ונחושת נייר. השיטה המקובלת היא לשנות את השרף, כגון שרף אפוקסי שונה; להפחית את חלקו של השרף, אבל זה יפחית את הבידוד החשמלי ואת התכונות הכימיות של המצע; ההשפעה של רדיד נחושת על יציבות הממדים של למינציה מצופה נחושת קטנה יחסית.
בתהליך של עיבוד לוח רב-שכבתי PCB, עם הפופולריות והשימוש בהתנגדות הלחמה רגישות לאור, על מנת למנוע הפרעות הדדיות ולייצר רוחות רפאים בין שני הצדדים, כל המצעים חייבים להיות בעלי פונקציה של מיגון UV. ישנן שיטות רבות לחסימת קרניים אולטרה סגולות, ובדרך כלל ניתן לשנות אחד או שניים מבד סיבי הזכוכית ושרף האפוקסי, כגון שימוש בשרף אפוקסי עם UV-BLOCK ופונקציית זיהוי אופטי אוטומטי.
