Công nghệ PCB - Thiết kế đồng PCB

Các thiết kế tản nhiệt thường được sử dụng cho bảng mạch in thường có tản nhiệt mật độ cao, bảng mạch dựa trên kim loại hoặc chất nền kim loại hàn của bảng mạch và như vậy, vai trò tản nhiệt của bảng tản nhiệt mật độ cao không chỉ hạn chế, mà còn lãng phí không gian khoan, và chất nền kim loại cơ sở mạch hoặc bảng mạch hàn thiết kế chất nền kim loại có tiêu thụ vật liệu kim loại lớn, khối lượng lớn, thiết kế cấu trúc hạn chế và chi phí thấp. Nhúng đồng PCB được sản xuất trong một môi trường như vậy, cái gọi là nhúng đồng khối, có nghĩa là nhúng cục bộ hoặc nhúng đồng trong PCB, các yếu tố làm nóng sẽ được cài đặt trực tiếp trên đầu của khối đồng, sử dụng đồng sẽ dẫn nhiệt cao nhiệt nhanh chóng phát ra. Nhúng đồng PCB không chỉ có thể đóng một vai trò tản nhiệt tốt, mà còn có thể tiết kiệm không gian trên bảng, được nhiều nhà thiết kế ưa chuộng trong những năm gần đây.

Hiện nay, có rất nhiều cách để giải quyết vấn đề tản nhiệt PCB, chẳng hạn như thiết kế lỗ tản nhiệt dày đặc, mạch đồng dày, cấu trúc bảng dựa trên kim loại (lõi), thiết kế khối đồng nhúng, thiết kế bảng dựa trên đồng, vật liệu dẫn nhiệt cao, v.v.

Nhúng các khối đồng kim loại trực tiếp vào bảng mạch là một trong những cách hiệu quả để giải quyết vấn đề tản nhiệt. Tuy nhiên, các quy trình sản xuất hiện tại tồn tại các vấn đề như kết hợp khối đồng và chất nền không đủ, khả năng chịu nhiệt kém, keo tràn khó loại bỏ và tỷ lệ tuân thủ sản phẩm thấp, hạn chế việc áp dụng và quảng bá các thành tựu công nghệ PCB khối đồng nhúng. Do đó, công nghệ hiện tại cần được cải thiện hơn nữa.

Nhằm vào các đặc điểm "dày đặc, mỏng và phẳng", công suất truyền tín hiệu ngày càng cao và yêu cầu về tính toàn vẹn của tín hiệu ngày càng cao. Hiện nay, chất nền đồng và chất nền nhôm với thiết kế tản nhiệt xuất hiện trên thị trường PCB, nhưng thiết kế khối đồng lớn không thể đáp ứng các yêu cầu về tính toàn vẹn tín hiệu để tạo ra mạch vi sóng tần số cao nhiều lớp; Tuy nhiên, nhúng các khối đồng với thiết kế kích thước tốt trực tiếp vào bảng sẽ giải quyết tốt các vấn đề trên:

1) Khả năng tản nhiệt mạnh, có thể giải quyết vấn đề tản nhiệt của ống khuếch đại bằng bảng mạch PCB;

2) Thích hợp để làm PCB vi sóng tần số cao không dây, ít ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu;

Hiện nay, công ty chúng tôi sản xuất hàng loạt khối đồng chôn 4 và 6 lớp, kích thước khối đồng tối thiểu được thiết kế là 2mm × 2mm.

Vấn đề tản nhiệt của vi sóng PCB luôn là một trong những vấn đề được ngành công nghiệp điện tử quan tâm. Làm thế nào để giảm độ dày điện môi của lớp RF (tần số vô tuyến) và giảm độ nhám bề mặt của lá đồng trong khi rút ngắn đường dẫn tản nhiệt và sản xuất nhiệt. Phương pháp chính là thông qua công nghệ để cải thiện độ dẫn nhiệt của chất nền vi sóng. Hệ số, lỗ tản nhiệt dày đặc hoặc lớp mạ đồng dày cục bộ hoặc đồng dày tấm vi sóng, cục bộ chôn khối đồng tản nhiệt. Trên cơ sở các tấm vi sóng trưởng thành hiện có, hai sơ đồ thiết kế sau thường được áp dụng.

Cấu trúc nhiều lớp

Nhúng đồng khối PCB có thể được tóm tắt thành hai loại từ cấu trúc nhiều lớp: loại đầu tiên là cấu trúc ba hoặc nhiều lớp của khối đồng nhúng trong vật liệu FR4 (epoxy) (Hình 4). Thứ hai là nhúng khối đồng trong cấu trúc tấm đa lớp áp suất hỗn hợp FR4 lõi và vật liệu tần số cao

Các rãnh đồng bị chôn vùi được nghiền trong khu vực đồng bị chôn vùi của tấm lõi FR4 và phôi pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-nâu và ép các khối đồng với nhau để kết hợp các khối đồng với nhau. Phương pháp xử lý của vật liệu tần số cao trộn cục bộ PCB khối đồng, đầu tiên là phay rãnh đồng chôn và rãnh trộn cục bộ trong khu vực trộn lõi bên trong và trước khi nhúng khối đồng, sau đó cán nóng khối đồng. Nhúng nó vào các rãnh và sau đó ép lại với nhau để các khối đồng được trộn với chất nền FR4 và chất nền tần số cao cho chức năng tản nhiệt.

Quy trình sản xuất khối đồng chôn

(1) Phù hợp với kích thước khe phay của khối đồng với tấm (hoặc vùng áp suất hỗn hợp): khối đồng được đặt trong khe phay, khối đồng quá lỏng hoặc quá chặt, ảnh hưởng đến chất lượng và lực bám dính của việc ép và đổ đầy.

(2) Kiểm soát độ phẳng của khối đồng và tấm (hoặc vùng áp suất hỗn hợp): Khi ép, độ phẳng của khối đồng và tấm lõi FR-4 (hoặc vùng áp suất kết hợp) rất khó kiểm soát, do đó cần đảm bảo độ phẳng của khối đồng và bảng điều khiển. Kiểm soát độ trong vòng ± 0,075mm.

(3) keo dư trên khối đồng khó loại bỏ: nhựa tràn ra từ khe hở giữa khối đồng và tấm trong quá trình ép khó loại bỏ keo dư trên khối đồng, ảnh hưởng đến độ tin cậy của sản phẩm.

(4) Độ tin cậy của khối đồng và bảng mạch (hoặc vùng áp suất hỗn hợp): Trong quá trình ép, có một sự khác biệt về chiều cao nhất định giữa khối đồng và bảng lõi FR-4 (hoặc vùng áp suất composite), điều này sẽ dễ dàng dẫn đến kết nối giữa khối đồng và bảng mạch được lấp đầy. Không đủ keo, lỗ chân lông, vết nứt, lớp và các vấn đề khác.

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp điện tử, PCB đồng đang dần trở thành một trong những công nghệ quan trọng trong ngành như một giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề tản nhiệt của bảng mạch mật độ cao. Trong tương lai, khi các thiết bị điện tử di chuyển theo hướng nhỏ hơn, mỏng hơn và hiệu suất cao hơn, loại bảng này sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn trong việc đảm bảo hoạt động ổn định của các thiết bị điện tử và kéo dài tuổi thọ.