Précision d'alignement et étapes de prétraitement dans le processus de lamination des circuits imprimés multicouches

Précision d'alignement et étapes de prétraitement dans le processus de stratification multicouche circuits imprimés
Dans la fabrication des circuits imprimés multicouches, la lamination est le procédé d'assemblage de plusieurs cartes à noyau interne (Cores) et feuilles de préimprégné (Prepregs) en une seule unité par haute température et pression. La précision d'alignement et les étapes de prétraitement sont des facteurs cruciaux pour garantir la fiabilité des contacts électriques intercouches.CItoutes les connexions et l'intégrité du signal.

I. Comment garantir la précision de l'alignement intercouche ?
La précision d'alignement des circuits imprimés multicouches influe directement sur le positionnement des vias intercouches et sur la fiabilité de la transmission du signal. Les principales mesures techniques comprennent :
1. Trous de positionnement mécanique (trous d'outillage)
Conception des trous de positionnement : Des trous de positionnement de haute précision (généralement 4) sont pré-percés sur chaque panneau central et feuille préimprégnée, qui correspondent aux broches de positionnement de la lamineuse.
Contrôle des erreurs : La tolérance de diamètre des trous de positionnement doit être contrôlée à ±0,025 mm près pour garantir que l'écart lors de l'empilement des cartes centrales soit inférieur à 50 μm.

2. Système d'alignement optique
Repères de référence : des repères d’alignement optique (tels que des lignes croisées ou des marques circulaires) sont placés sur le bord ou la zone non fonctionnelle de la carte mère. La position des repères sur chaque couche est capturée par une caméra CCD.
Compensation automatique : L’équipement de lamination ajuste en temps réel la position du panneau central en fonction du décalage du repère, compensant ainsi les écarts causés par la dilatation thermique ou les erreurs mécaniques.

3. Contrôle de la stabilité des matériaux
Prétraitement du panneau central : Le panneau central est cuit avant la stratification afin d’éliminer l’humidité et les contraintes, réduisant ainsi la déformation causée par la dilatation du matériau à haute température.
Sélection du préimprégné : Le préimprégné à faible fluidité est utilisé pour réduire l’impact de l’écoulement de la résine sur la position de la couche intermédiaire.

4. Optimisation des paramètres du processus de lamination
Courbe de température et de pression : La vitesse de chauffage et la valeur de la pression sont contrôlées par étapes afin d’éviter le glissement intercouche causé par un écoulement trop rapide de la résine.
Stratification sous vide : les bulles sont éliminées dans un environnement sous vide afin de réduire les déformations dues aux contraintes locales causées par une répartition inégale de la résine.

II. Impact des étapes de prétraitement (oxydation noire/oxydation brune) sur la qualité du laminage
Avant la lamination, la couche interne de cuivreRFL'ACE doit subir un traitement chimique (oxydation noire ou brune) afin d'améliorer l'adhérence entre la couche de cuivre et la résine et d'éviter le décollement. Ses fonctions spécifiques sont les suivantes :

1. Traitement d'oxydation noire
Procédé chimique : La surface du cuivre est oxydée pour former une structure microcristalline d'oxyde de cuivre noir (CuO), ce qui augmente considérablement la surface (rugosité).
Fonctions :
Il procure un effet d'ancrage mécanique, améliorant la force d'adhérence entre la résine et le cuivre.
Empêche la formation de vides dus à la séparation de l'interface lors du durcissement et du retrait de la résine.
Inconvénient : une oxydation excessive peut rendre la couche de cuivre cassante, réduisant ainsi la fiabilité du circuit.

2. Traitement d'oxydation brune
Procédé chimique : Un complexe organométallique brun (tel que des composés de benzotriazole) est formé pour créer une couche de passivation uniforme.
Fonctions :
Forme un film organique chimiquement lié à la surface du cuivre, améliorant ainsi la mouillabilité de la résine.
Convient aux cartes à haute fréquence et à haute vitesse (telles que PTFE substrats), en évitant l'impact de l'oxyde de cuivre sur la perte de signal.

3. Choix entre l'oxydation noire et l'oxydation brune
Oxydation noire : Convient aux substrats FR-4 ordinaires, à faible coût mais peut introduire des pertes à haute fréquence.
Oxydation brune : Convient aux matériaux haute fréquence (tels que Rogers, Isola), plus respectueuse de l’intégrité du signal.

4. Conséquences de l'échec du prétraitement
Risque de délamination : si la surface du cuivre n’est pas suffisamment rugueuse ou si elle est contaminée, la résine et la couche de cuivre risquent de se séparer après la stratification.
Effet de la pastille noire : Dans le traitement de surface ENIG, les résidus d’oxydation noire peuvent provoquer une mauvaise liaison entre la couche de nickel et le cuivre, entraînant le détachement des joints de soudure.

III. Exemple de flux de processus de lamination typique
1、Préparation des cartes à noyau de couche interne : Gravure complète du motif → traitement d'oxydation noire/brune → cuisson pour déshumidification.
2、Structure d'empilage (construction de livres) : Empilez les panneaux centraux, les préimprégnés et les feuilles de cuivre en séquence et alignez-les à travers les trous de positionnement.
3. Paramètres de la plastifieuse :
Température : 170–190°C (ajustée en fonction du type de résine).
Pression : 200 à 400 psi, avec pressurisation par étapes.
Durée : 60 à 120 minutes (y compris les phases de chauffage, de maintien de la pression et de refroidissement).
4、Post-traitement : Refroidir à température ambiante → éliminer les débordements de résine → vérifier la délamination et la précision de l'alignement.

IV. Indicateurs clés de contrôle de la qualité
1. Désalignement couche à couche : La concentricité des vias et des plots de la couche interne est détectée par rayons X, et le désalignement doit être inférieur à 20 % du diamètre du via.
2. Degré de remplissage de la résine : L'analyse en coupe transversale est utilisée pour observer si la résine remplit complètement les vides intercouches.
3. Test de contrainte thermique : Le test de flottation de la soudure à 288 °C est utilisé pour vérifier la résistance au délaminage.