2025-10-15
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고전력 전자 부문에서 2층 알루미늄 기반 PCB는 LED 조명, EV 전력 모듈 및 산업 전력 컨트롤러에 대한 "중요한 부품"이되었습니다.열을 방출할 수 있는 탁월한 기능 덕분에그랜드뷰 리서치 보고서에 따르면, 전 세계 알루미늄 기반 PCB 시장 규모는 2023년에 18억 달러에 달합니다.2층 알루미늄 기반 PCB가 35%를 차지하고 연평균 25% 이상 증가하고 있습니다.그러나 그들의 제조 생산량은 전통적인 FR4 PCB보다 오랫동안 낮았습니다 (FR4의 평균 생산량은 75% 대 90%), 주요 병목은 세 가지 기술적 과제에 있습니다.알루미늄 기반과 다이렉트릭 층 사이의 호환성이 문제들은 생산 비용을 높이는 것뿐만 아니라 과열과 단전으로 인한 장비 고장 위험도 있습니다.한 자동차 제조사는 2층 알루미늄 기반 PCB가 EV 전력 모듈의 장애로 인해 수천 대의 차량을 회수했습니다..
이 기사는 2층 알루미늄 기반 PCB 제조의 핵심 기술 문제점을 깊이 분석하고 업계의 최상의 사례를 기반으로 실행 가능한 솔루션을 제공합니다.그리고 제조업체가 생산량을 향상시키고 위험을 줄이는 데 도움이되는 품질 검사 프로세스 테이블을 포함합니다..
주요 내용
1결합 품질 관리: 진공 열 압축 (온도 170-180°C,압력 30-40kg/cm2) 는 플라즈마 표면 처리와 결합하여 알루미늄 기반과 다이 일렉트릭 층 사이의 분화 속도를 0 이하로 줄일 수 있습니다.0.5%, 전통적인 고온 압축 (3.5-5.0%) 의 분화율을 훨씬 초과합니다.
2.레신 선택 기준: 중~고전력 시나리오 (예를 들어 자동차 전등 LED) 에서, 세라믹으로 채워진 에팍시 레신 (열전도 1.2-2.5 W/mK) 을 우선시한다.높은 온도 시나리오 (e예를 들어, 산업 오븐), 열 순환으로 균열을 방지하기 위해 폴리아미드 樹脂 (250-300°C의 온도 저항성) 을 선택하십시오.
3. 솔더 마스크 결함 예방: 알루미늄 베이스 표면은 "소유 해제 → 피클링 → 애노디제이션"처리를 받아야합니다. 접착력은 가로 절단 테스트에서 5B 등급 (피일링이 없습니다) 에 도달해야합니다.AOI에 의해 감지된 핀홀 지름은 <0이어야 합니다..1mm로 단축 위험을 90% 줄일 수 있습니다.
4전체 공정 품질 검사: 의무 검사 항목에는 초음파 결함 탐지 (라미네이션 후), 레이저 플래시 열 전도성 테스트 (수염 완화 후),그리고 비행 탐사 시험 (완료 된 비아에 대해)IPC 표준을 준수하면 88% 이상의 수확량을 증가시킬 수 있습니다.
2층 알루미늄 기반 PCB 제조의 3 가지 핵심 기술 도전
2층 알루미늄 기반 PCB의 구조적 독특성 (알루미늄 기판 + 다이 일렉트릭 계층 + 이중 계층 구리 필름) 은 FR4 PCB의 제조 과정보다 훨씬 복잡합니다. The inherent "compatibility gap" between the metallic properties of aluminum and the non-metallic nature of dielectric layers and solder masks means that even minor process deviations can lead to fatal defects.
도전 1: 알루미늄 기본 과 다이 일렉트릭 층 사이 에 결합 실패 (분층화, 거품)
결합은 2층 알루미늄 기반 PCB 제조의 "첫 번째 중요한 장애물"입니다.그리고 알루미늄 기반과 다이 일렉트릭 층 사이의 결합 강도는 PCB의 장기 신뢰성을 직접 결정합니다.그러나 알루미늄의 화학적 특성과 잘못된 공정 제어로 인해 결합 실패가 종종 발생합니다.
근본적 원인: 물질적 차이 와 공정 의 오차
1. 알루미늄 표면에 있는 산화물 필름은 결합을 방해한다: 알루미늄은 공기 중에 2-5nm 두께의 Al2O3 산화물 필름을 빠르게 형성한다. 이 필름은 무활성이며, 다이 일렉트릭 레이어 합금과 화학적으로 반응할 수 없다.부적절한 결합 강도를 초래합니다.가공 전에 완전히 제거되지 않으면 산화물 필름은 열 순환 (예를 들어, -40 °C ~ 125 °C) 도 열전도층에서 분리되어 탈층화됩니다.
2.CTE 불일치로 열 스트레스가 발생: 알루미늄의 열 팽창 계수는 23ppm/°C이며, 일반적인 변압층 (예를 들어,에포시 樹脂) 는 단지 15ppm/°C입니다. 53%의 차이PCB가 온도 변동에 시달릴 때, 알루미늄 기반과 다이 일렉트릭 층은 서로 다른 정도로 팽창하고 수축합니다.시간이 지남에 따라 결합 층의 균열을 유발하는 찢어지는 스트레스를 생성합니다..
3통제되지 않은 라미네이션 매개 변수 결함: 전통적인 핫 프레스링에서,온도 변동 (±5°C 이상) 또는 불규칙한 압력으로 인해 불규칙한 전압층 유출물이 흐르며, 과도한 온도는 樹脂의 과도한 완화를 유발합니다 (파괴가 되고 접착 강도를 감소시킵니다).
효과: 기능 장애 에서 안전 위험 까지
1방열 성능 붕괴: 탈층화 후 다이 일렉트릭 층의 틈은 전기 장애를 유발합니다 (특히 EV 인버터와 같은 고전압 시나리오에서).단장 및 장비 소모로 이어집니다..
2열 분산 장애: 알루미늄 기판의 핵심 기능은 열 전도성입니다. 디 라미네이션은 열 저항의 급격한 증가 (0.5 ° C / W에서 5 ° C / W 이상) 을 유발합니다.그리고 고전력 부품 (e예를 들어, 20W LED) 는 열 분산이 좋지 않아서 소화되어 수명 기간이 50,000 시간에서 10,000 시간으로 줄어들었습니다.
3.매스 재작업 손실: LED 제조업체는 한 번 전통적인 핫 프레스링으로 4.8%의 탈층률을 경험했으며, 그 결과 5개의 폐기물이 발생했습니다.2층 알루미늄 기반 PCB 및 직접 손실은 $ 30을 초과합니다.,000.
결함 검출 방법
a. 초음파 결함 탐지: 20-50MHz 고주파 탐사를 사용하여 IPC-A-600G 표준 2를 준수하여 0.1mm보다 큰 분화 또는 거품을 탐지 할 수 있습니다.4.3.
b. 튼력 테스트: IPC-TM-650 표준 2에 따라4.9, 접착 강도는 ≥1.5kg/cm (보리 포일과 알루미늄 기판 사이의 껍질 껍질 힘) 이어야 합니다. 이보다 낮은 값은 자격을 부여받지 않은 것으로 간주됩니다.
c. 열 충격 테스트: -40°C ~ 125°C의 100회 회전 후 단층화 또는 균열이 없는 것은 자격으로 간주됩니다. 그렇지 않으면 결합 프로세스가 최적화되어야 합니다.
서로 다른 결합 과정의 성능 비교
결합 과정 | 온도 범위 (°C) | 압력 범위 (kg/cm2) | 처리 시간 (분) | 델라미네이션 비율 (%) | 열 충격 통과 속도 (100회) | 적용 시나리오 |
---|---|---|---|---|---|---|
전통적 인 핫 프레스 결합 | 160-170 | 25~30 | 15-20 | 3.5-50 | 75~80% | 저전력 소비 LED (예: 표시등) |
진공 핫 프레스 결합 | 170-180 | 30 ~ 40 | 20-25 | 00.3-0.8 | 98~99% | 고전력 EV 전원 공급 장치, LED 거리 조명 |
진공 핫 프레스 + 플라즈마 처리 | 170-180 | 30 ~ 40 | 25~30 | 00.1-0.3 | 99.5% 이상 | 높은 신뢰성 시나리오 (군사, 항공우주) |
도전 2: 솜씨 가 부족 함 으로 인해 발생하는 열순환 결함 (크래킹, 거품)
합금은 2층 알루미늄 기반 PCB에서 "열전도교"와 "구조 접착제"로 작용합니다. 그러나 열 안정성과 유동성이 응용 시나리오와 일치하지 않으면가공 또는 사용 중에 치명적인 결함이 발생할 수 있습니다..
근본적 원인: 합금 을 잘못 선택 하고 고칠 과정 을 잘못 하는 것
1樹脂 열전도성과 시나리오 사이의 불일치: 저전력 시나리오에 고가의 세라믹 樹脂을 사용하면 비용이 증가하지만 일반 에포시 樹脂 (열전도 0.3-0.8 W/mK) 가 고전력 시나리오에 적용됩니다 (e예를 들어, EV 충전 모듈) 는 열 축적을 유발합니다. 樹脂은 높은 온도 상태 (> 150 ° C) 에서 오랫동안 유지되며 탄화와 균열을 유발합니다.
2불합리한 경화 곡선 설계: 樹脂 경화는 세 단계가 필요합니다.
a. 지나치게 빠른 난방 속도 (>5°C/min) 는 합액 내의 휘발성 성분이 시간 내에 빠져 나가는 것을 방지한다 (공을 형성한다);
b. 일정한 온도 시간 (<15분) 이 충분하지 않아 완화가 불완전하다 (고장 강도가 낮고 마모가 쉽다);
c. 지나치게 빠른 냉각 속도 (>10°C/min) 는 내적 스트레스를 발생시켜 樹脂 균열을 유발한다.
3합금과 알루미늄 베이스 사이의 호환성: 일부 합금 (예를 들어, 일반 페놀성 합금) 은 알루미늄 베이스에 부적절한 접착력을 가지고 있으며 경화 후 "인터페이스 분리"을 경향이 있습니다.습한 환경에서 (e예를 들어, 야외 LED), 습기가 인터페이스에 침투하여 樹脂 노화를 가속화합니다.
영향: 성능 저하 및 수명 감소
a.열전도 장애: EV 제조업체는 한때 전력 PCB를 만들기 위해 일반 에포кси 樹脂 (열전도 0.6 W/mK) 을 사용했습니다.모듈 작동 온도가 140°C (설계 한도 120°C를 초과) 에 도달하고 충전 효율이 95%에서 88%로 떨어지는 것을 유발합니다..
b. 樹脂 균열로 인한 단회로: 균열된 樹脂은 구리 필름 회로를 노출시킵니다. 응축 된 물이나 먼지가 있으면 인접 한 회로 사이의 단회로,장비의 정지시간을 초래합니다 (e예를 들어, 산업 제어 장치의 갑작스러운 종료).
d.배치 품질 변동: 통제되지 않은 경화 매개 변수는 동일한 배치 내의 樹脂 경도에 15%의 차이를 유발합니다.일부 PCB는 너무 부드러운 樹脂로 인해 설치 중에 깨집니다..
서로 다른 樹脂의 성능 비교 (키 매개 변수)
합성물 종류 | 열전도 (W/mK) | 열순환 안정성 (-40°C~125°C, 1000회) | 최대 온도 저항 (°C) | 다이렉트릭 강도 (kV/mm) | 상대적 비용 | 적용 시나리오 |
---|---|---|---|---|---|---|
일반 에포시 樹脂 | 00.3-0.8 | 15-20% 크래킹율 | 120-150 | 15-20 | 1.0 | 저전력 LED 표시기, 작은 센서 |
세라믹으로 채워진 에포시 樹脂 | 1.2-25 | 3-5% 크래킹율 | 180~200 | 20-25 | 2.5-3.0 | 자동차 전등 LED, EV 저전압 모듈 |
실리콘으로 변형된 에포시 樹脂 | 0.8-12 | 2~4% 크래킹율 | 160-180 | 18-22 | 20.0-22 | 야외 LED 디스플레이 (습기 저항성) |
폴리아미드 합성물 | 0.8-15 | 1~2% 크래킹율 | 250~300 | 25~30 | 40.0-5.0 | 산업용 오븐 센서, 군사용 장비 |
樹脂 경화 공정 최적화 핵심 사항
a.열속도: 휘발성 구성 요소가 끓어 버블을 형성하는 것을 방지하기 위해 2-3°C/min에서 제어된다.
(b) 일정한 온도/시간: 일반 에포시 樹脂에 대해서는 150°C/20min, 세라믹으로 채워진 樹脂에 대해서는 170°C/25min, 폴리마이드에 대해서는 200°C/30min.
냉각 속도: ≤5°C/min. 내부 스트레스를 줄이기 위해 단계적 냉각 (예를 들어, 150°C→120°C→80°C, 각 단계에서 10분 단열) 을 사용할 수 있습니다.
도전 3: 솔더 마스크 접착 고장 및 표면 결함 (피싱, 핀홀)
용매 마스크는 2층 알루미늄 기반 PCB의 "보호층"으로 작용하며 단열, 부식 저항 및 기계적 손상 예방에 책임이 있습니다.알루미늄 기본 표면의 부드러움과 화학적 무력성 때문에 용접 마스크 접착이 어렵습니다.여러 가지 결함을 초래합니다.
근본적 원인: 부적절 한 표면 처리 및 코팅 과정 의 결함
1.불완전 알루미늄 베이스 표면 청소: 처리 중에 알루미늄 베이스 표면은 기름 (단액, 지문) 또는 산화물 척도를 쉽게 유지합니다.용접 마스크 樹脂 알루미늄 기반과 단단히 결합 할 수 없으며 완화 후 벗겨지는 경향이 있습니다..
2부적절한 표면 처리 프로세스: 일반적인 화학 청소는 표면 기름을 제거 할뿐만 아니라 산화물 필름 (Al2O3) 을 제거 할 수 없습니다.용매 마스크와 알루미늄 기판 사이의 접착은 3B 등급 (ISO 2409 표준에 따라) 에 도달합니다.봉쇄되지 않은 고금층은 구멍을 유지하며, 용접 마스크 樹脂은 코팅 중에 이 구멍으로 침투하여 핀홀을 형성합니다.
3통제되지 않은 코팅 매개 변수: 스크린 프린팅 중에 불규칙한 압력 (예를 들어, 불충분한 가장자리 압력) 은 불규칙한 용접 마스크 두께 (지역 두께 < 15μm) 를 유발합니다.그리고 얇은 부위가 붕괴되기 쉽다.너무 높은 건조 온도 (> 120°C) 는 용매 마스크의 표면 고장을 조기에 유발하여 용매가 내부에 갇혀 거품이 형성됩니다.
영향: 신뢰성 및 안전 위험 감소
부식으로 인한 회로 고장: 용접 마스크가 벗겨진 후 알루미늄 기판과 구리 포일은 공기에 노출됩니다. 야외 시나리오에서 (예를 들어 거리 조명 PCB),비수와 소금 스프레이가 부식, 회로 저항을 증가시키고 LED 밝기를 30% 이상 줄입니다.
b. 핀홀로 인한 단회로: 0.1mm보다 큰 핀홀은 "전도 채널"이됩니다." 먼지나 금속 잔해가 이 구멍으로 들어가면 인접한 용접점들 사이에 단회로 발생한다"., EV PCB의 단축은 피지 폭발을 유발합니다.
부적절한 외모로 인한 고객 거부: 불규칙한 용매 마스크와 거품은 PCB 외모에 영향을 미칩니다. 소비자 전자제품 제조업체는 한 번 3,이 문제로 인해 2층 알루미늄 기반 PCB, 22달러를 초과하는 재작업 비용으로,000.
알루미늄 기반 표면 처리 프로세스의 성능 비교
표면 처리 과정 | 핵심 단계 | 처리 시간 (분) | 접착도 (ISO 2409) | 소금 스프레이 저항성 (500h, 경화율) | 표면 거칠성 (Ra, μm) | 상대적 비용 |
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일반 화학 청소 | 지방 분해 → 비늘 깎기 → 물 로 씻기 | 10 ~ 15 | 3B-4B (변 껍질 껍질 벗기) | 8~10% | 0.2-0.3 | 1.0 |
화학적 소극화 | 지방 분해 → 피클링 → 패시베이션 (크로마트) → 물 씻기 | 15-20 | 2B-3B (중소 껍질 벗기) | 3-5% | 00.3-0.4 | 1.8 |
안오디화 (밀폐) | 탈지름화 → 고금화 → 밀폐 (니켈 소금) → 물 씻기 | 25~30 | 5B (피질 벗기면 안 된다) | < 1% | 0.8-10 | 3.5 |
플라즈마 정화 + 애노디화 | 플라즈마 정화 → 안오디화 → 밀폐 | 30-35 | 5B+ (표준 접착력을 초과) | <0.5% | 10.0-12 | 4.2 |
용접 마스크 코팅 프로세스 최적화 핵심 사항
a. 스크린 선택: 유니폼 용접 마스크 두께 (20-30μm) 를 보장하기 위해 300-400 마일 폴리에스터 스크린을 사용한다.
b. 스퀴지 매개 변수: 압력 5-8kg, 각 45-60°, 속도는 30-50mm/s, 표지판이 없어지거나 두께가 불규칙하지 않도록 한다.
c. 건조 및 완화: 두 단계의 건조 80°C/15min (용매를 제거하기 위한 사전 건조) 및 150°C/30min (완전 완화) 에 의해 거품 형성을 방지합니다.
2층 알루미늄 기반 PCB 제조: 권위있는 솔루션 및 최상의 관행
위의 세 가지 과제를 해결하기 위해업계의 선도적인 제조업체는 "과정 최적화 + 장비 업그레이드 + 품질 검사 강화"를 통해 75%에서 88% 이상으로 2층 알루미늄 기반 PCB의 생산량을 증가 시켰습니다.." 아래는 검증된 실행 가능한 솔루션입니다.
솔루션 1: 정밀 결합 과정 밸라미네이션 및 거품 문제를 해결
핵심 아이디어: 옥시드 필름을 제거하고 핫 프레스 매개 변수를 정확하게 제어합니다.
1알루미늄 기반 표면 전처리: 플라즈마 청소
대기 플라즈마 클리너 (전력 500-800W, 가스: 아르곤 + 산소) 를 사용하여 알루미늄 베이스 표면을 30-60 세 동안 청소하십시오. 플라즈마는 산화물 필름 (Al2O3) 을 분해하여 하이드록실 (-OH) 활성 그룹을 형성합니다.,다이렉트릭 레이어 합금과 알루미늄 기반 사이의 화학 결합 힘을 40% 이상 증가시킵니다. EV PCB 제조업체의 테스트는 플라즈마 처리 후접착력 팽창력은 1에서 증가했습니다.0.2kg/cm에서 2.0kg/cm까지, IPC 표준을 훨씬 초과합니다.
2. 라미네이션 장비: 진공 핫프레스 + 실시간 모니터링PID 온도 제어 시스템 ( 진공도 ≤-0.095MPa) 을 갖춘 진공 핫프레스를 선택하여:
a.온도 조절: 변동 ±2°C (예를 들어, 세라믹으로 채워진 합액의 라미네이션 온도는 175°C이며, 실제 오차는 ≤±1°C)
b.압 조절: 정밀도 ±1kg/cm2, 압력 조절 구역 (중심 압력보다 5% 더 높은 가장자리 압력) 을 통해 불규칙한 이전층 흐름을 피합니다.
c.시간 조절: 양화합물의 종류에 따라 설정 (예를 들어, 폴리아미드 양화합물의 30분 lamination 시간) 을 통해 양화량이 부족하거나 과잉되는 것을 방지합니다.
3접착 후 검사: 100% 초음파 결함 검출
라미네이션 후 즉시 20MHz 초음파 탐사기로 스캔하여 탈라미네이션 및 거품을 감지합니다. 거품 ≥ 0으로 PCB를 표시하십시오.직경 2mm 또는 길이가 ≥1mm의 선형화 및 재처리 (재플라즈마 처리 + 선형화), 90% 이상의 재처리 성과가 있습니다.
신청사건
"플라즈마 정화 + 진공 열 압축" 솔루션을 채택 한 LED 거리 조명 제조업체는 2층 알루미늄 기반 PCB의 분화율을 4.5%에서 0.3%로 줄였습니다.길거리 조명 모듈의 작동 온도는 135°C에서 110°C로 떨어졌습니다., 수명은 30,000시간에서 50,000시간으로 늘었고, 판매 후 비용은 60% 감소했습니다.
솔루션 2: 樹脂 선택 및 경화 최적화
핵심 아이디어: 시나리오 + 디지털 쿨링 곡선에 합성 합금
1렉신 선택 가이드 (전력/환경별)
a.저전력 (<5W): 실내 센서 및 작은 LED용 일반 에포시 樹脂 (저비용, 예를 들어 FR-4 등급 樹脂)
b.중심 전력 (5-20W): 자동차 헤드라이트 및 가정용 LED 천장 조명용으로 세라믹으로 채워진 에팍시 樹脂 (예를 들어, 60% 알루미나 함유의 樹脂, 열 전도성 2.0 W/mK)
c.대전력 (>20W): 전기전기 충전 모듈 및 산업용 전력 컨트롤러용 실리콘 변형 에포시 樹脂 (좋은 열 충격 저항성) 또는 폴리아미드 樹脂 (고온 저항성).
d. 고온 환경 (>180°C): 군사 및 항공우주 장비용 폴리아미드 樹脂 (온도 저항성 300°C).
2.건축 과정의 디지털 제어PLC 제어 시스템과 함께 완화 오븐을 사용 하 여 미리 설정 "개 맞춤형 완화 곡선".
a.열화 단계: 방온에서 170°C (65분) 까지 2°C/분
(b. 일정한 온도 단계: 170°C 25분 동안 (완전한 樹脂 완화를 보장하기 위해);
냉각 단계: 3°C/min, 170°C에서 80°C (30분) 까지, 그 후 자연 냉각으로 방온까지.
디지털 제어로 동일한 팩트 내의 樹脂의 경도가 ± 3%까지 감소합니다. 전통적인 경화 오븐의 ± 10%보다 훨씬 낫습니다.
3.레신 성능 검증: 열 저항 시험
진열 후 무작위로 샘플을 채취하고 레이저 플래시 열전도 테스트를 수행 (ASTM E1461 표준에 따라) 하여 열전도 오차 ≤±10%를 보장합니다.동시에 열 저항 테스트를 수행 (IPC-TM-650 표준 2에 따라).6.2.1) 예를 들어, EV 전력 PCB의 열 저항은 ≤0.8°C/W가 되어야 합니다. 그렇지 않으면, 樹脂 비율 또는 경화 매개 변수를 조정해야 합니다.
신청사건
EV 제조업체는 원래 충전 모듈 PCB를 만들기 위해 일반 에포시 樹脂 (열전도 0.6 W/mK) 을 사용했으며, 그 결과 모듈 온도는 140°C였습니다.세라믹으로 채워진 에포크시 樹脂 (열전도 2.2 W/mK) 로 고장 곡선을 최적화하면 모듈 온도가 115°C로 떨어지고 충전 효율이 88%에서 95%로 회복되어 빠른 충전 요구 사항을 충족시킵니다.
솔루션 3: 솔더 마스크 부착 최적화 껍질 벗기 및 핀홀 문제를 해결
핵심 아이디어: 정밀 표면 처리 + 전체 프로세스 결함 탐지
13단계 알루미늄 베이스 표면 처리고 높은 신뢰성 시나리오 (예를 들어, EV, 군사), "플라즈마 청소 → 애노디제이션 → 밀폐" 3단계 프로세스를 채택:
플라즈마 청소: 산화물 필름과 기름 (30s, 아르곤 + 산소) 을 제거합니다.
b.안오디화: 황산 용액 (전류 밀도 1.5A/dm2, 20min) 에서 10-15μm 두께의 산화물 필름을 형성하기 위해 전해질화 (접속을 강화하기 위한 엽기성 구조);
c. 밀폐: 옥산 필름의 구멍을 막고 용접 마스크 합액이 침투하여 핀홀을 형성하는 것을 방지하기 위해 니켈 소금 밀폐 (80 °C, 15min).
처리 후, 알루미늄 기본 표면 거칠기는 Ra 1.0μm에 도달하고, 로더 마스크 접착력은 5B 등급 (ISO 2409) 에 도달하며, 소금 스프레이 저항성은 경직없이 500h까지 향상됩니다.
2용매 마스크 코팅: 스크린 프린팅 + 100% AOI 검사
a. 코팅 프로세스: 350 메시 스크린, 스키저 압력 6kg, 각 50°, 속도 40mm/s로 용접 마스크 두께 20-25μm (일률 ±2μm) 를 보장합니다.
b. 건조 및 완화: 80°C/15분 전 건조, 150°C/30분 전체 완화, 표면 껍질을 피하기 위해
c. 결함 탐지: 2D+3D AOI 탐지기 (10μm 해상도) 를 사용하여 핀홀의 100% 검사 (≤0.1mm는 자격), 껍질을 벗기기 (변 껍질을 벗기지 않는 것이 자격)그리고 불규칙한 두께 (거리는 ≤10%는 자격을 갖는다)부적격 제품들은 다시 코팅되거나 폐기됩니다.
신청사건
"세 단계의 표면 처리 + 100% AOI 검사" 솔루션을 채택한 후 야외 LED 디스플레이 제조사는 용접 마스크 껍질 벗기율을 8%에서 0으로 줄였습니다.5%와 핀홀 비율은 5%에서 0.2% 디스플레이는 2년 동안 해안 소금 스프레이 환경에서 부식 장애 없이 작동했습니다.
2층 알루미늄 기반 PCB의 전체 공정 품질 검사 시스템 (표준 테이블과 함께)
제조업 과제에 대한 궁극적인 해결책은 "예방 + 검출"을 결합한 전체 프로세스 품질 검사 시스템입니다." 아래는 IPC 및 ASTM 표준에 따라 개발 된 품질 검사 시스템입니다, 직접 실행할 수 있습니다.
전체 프로세스 품질 검사 테이블 (핵 항목)
제조 단계 | 검사 항목 | 검사 장비 | 기준 표준 | 자격 한계 | 검사 비율 | 비자격 제품의 취급 |
---|---|---|---|---|---|---|
알루미늄 기반 전처리 | 표면 오일/옥시드 필름 | 화이트 라이트 인터페로미터 + 접촉 각도 미터 | IPC-TM-650 2.3.18 | 접촉 각 ≤30° (수족성, 기름이 없다); 산화물 필름 두께 ≤1nm | 100% | 플라즈마 재 정화 |
래미네이션 후 | 디라미네이션, 거품 | 20MHz 초음파 결함 감지기 | IPC-A-600G 24.3 | 밸라미네이션이 없습니다. 거품 지름 <0.2mm, 수 <3/m2 | 100% | 재가공 lamination 또는 폐기물 |
樹脂 가공 후 | 열전도성, 경직성 | 레이저 플래시 열전도 검사기, 셔드 D 경화 검사기 | ASTM E1461, IPC-4101B | 열전도 오차 ±10% 강도 ≥85D | 5% ( 샘플링) | 완화 곡선을 조정, 재생산 |
용접 마스크 코팅 후 | 접착력, 핀홀, 두께 | 크로스 커트 테스터, 2D+3D AOI, 두께 측정기 | ISO 2409, IPC-A-600G 2.8.1 | 접착도 5B; 핀홀 <0.1mm; 두께 20-25μm | 100% | 소금 마스크 또는 폐기물 재포장 |
완제품 | 전도성, 열 저항을 통해 | 비행 탐사 시험기, 열 저항 시험기 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | 전도성 100%; 열 저항 ≤ 설계 값의 10% | 100% | 수리 비아스 또는 폐기물 |
완제품 | 온도 저항성 (열 충격) | 고저온화실 | IEC 60068-2-14 | -40°C~125°C의 100회 회전 후 결함이 없습니다. | 1% ( 샘플링) | 실패의 원인을 분석하고 프로세스를 최적화 |
주요 품질 검사 장비의 권장 선택
a. 엔트리 레벨 (작고 중견 제조업체): 기본 초음파 결함 탐지기 (예를 들어, 올림푸스 EPOCH 650), 수동 가로 절단 검사기 및 셔드 경화 검사기. 비용: 약 $ 15,000, 기본적인 품질 검사 요구 사항을 충족합니다.
b.중~고등 수준 (큰 제조업체/고위 신뢰성 시나리오): 2D+3D AOI (예를 들어, Koh Young KY-8030), 레이저 플래시 열전도 검사기 (예를 들어, Netzsch LFA 467),그리고 완전 자동 비행 탐사 시험기 (e예를 들어, 세이카 파일럿 V8). 비용: 대략 $75,000-$150,000, 완전히 자동화된 검출을 가능하게 하고 효율성을 향상시킵니다.
FAQ: 2층 알루미늄 기반 PCB 제조에 대한 일반적인 질문
12층 알루미늄 기반 PCB가 일반 FR4 PCB보다 제조하기가 더 어려운 핵심 이유는 무엇입니까?
핵심은 재료 호환성과 프로세스 복잡성입니다.
a.재료의 측면에서 알루미늄 (23ppm/°C) 와 다이 일렉트릭 층 (15ppm/°C) 사이의 CTE 차이는 크며 열압력을 쉽게 생성합니다.FR4 (110ppm/°C) 와 구리 포일 (17ppm/°C) 사이의 CTE 차이는 합금으로 완화 될 수 있습니다.추가 치료가 필요하지 않습니다.
b. 프로세스 측면에서, 2층 알루미늄 기반 PCB는 FR4보다 추가 알루미늄 기반 표면 처리 (예를 들어, 플라스마 청소, 애노디제이션) 및 진공 뜨거운 프레스 결합이 30% 더 많은 단계를 필요로합니다.FR4는 직접 뚫고 성숙한간단한 과정입니다.
2어떻게 합무물 선택이 적절한지 빠르게 결정할 수 있을까요?
사전 판단은 "전력-열전도" 일치 공식을 사용하여 이루어질 수 있습니다.
요구되는 樹脂 열전도성 (W/mK) ≥ 부품 전력 (W) × 허용 온도 상승 (°C) / 열 분산 면적 (m2)
예를 들어: 20W LED 부품의 허용 온도 상승 50 °C와 열 분산 면적 0.001m2의 경우 필요한 열 전도성 ≥ (20 × 50 / 0.001 = 1000?열 저항 중복 (알루미늄 기반 열 저항 + 樹脂 열 저항) 을 고려해야 합니다.단순화를 위해: 중간 전력 (5-20W) 에 대해 1.2-2.5 W/mK의 세라믹으로 채워진 합액과 높은 전력 (> 20W) 에 대해 ≥2.0 W/mK의 합액을 선택하십시오.
3껍질 벗긴 용접 마스크는 재작업 할 수 있습니까?
상황에 따라 달라요
a. 껍질 면적이 <5%이고 樹脂 잔해가 없으면 "2000-망 砂紙 磨き → 이소 프로필 알코올 청소 → 재 코팅 용접 마스크 → 경화"를 통해 재작업 할 수 있습니다." 재작업 후 접착력을 다시 테스트해야합니다 (그라드 5B에 도달하기 위해) ".
b. 껍질을 벗기는 면적이 > 5% 또는 알루미늄 베이스 표면에 잔류 樹脂이 존재하면 ( 제거하기가 어렵습니다), 재처리 후 재껍질을 벗기지 않도록 폐기하는 것이 좋습니다.
결론: 2층 알루미늄 기반 PCB 제조의 "혁신 열쇠"와 미래 추세
The manufacturing challenges of 2-layer aluminum base PCBs essentially stem from the "compatibility conflict between metallic and non-metallic materials"—the heat conduction advantage of aluminum conflicts with the process requirements of dielectric layers and solder masks이 문제들을 해결하는 핵심은 하나의 기술적인 돌파구에 의존하는 것이 아니라 "과정 세부사항의 정확한 제어"에 의존합니다.알루미늄 베이스 표면에 1nm 옥시드 필름을 제거하여 樹脂 진열의 ±2°C 온도 조절까지, 그리고 10μm 두께의 소금 마스크의 균일성 모든 단계는 표준에 따라 수행되어야합니다.
현재 업계는 성숙한 솔루션을 개발했습니다: 진공 열 압축 + 플라즈마 처리시나리오 기반의 樹脂 선택 + 열 안정성 문제를 해결하기 위한 디지털 경화이 솔루션은 88% 이상의 생산량을 증가시키고 20-30%의 비용을 절감하여 LED, EV,산업용 전자제품.
미래에는 고전력 전자 장비의 대중화 (예를 들어, 800V EV 플랫폼, 고전력 에너지 저장 인버터) 와 함께 2층 알루미늄 기반 PCB에 대한 수요가 계속 증가 할 것입니다.그리고 제조 기술은 "더 높은 정확성과 더 큰 자동화"로 나아갈 것입니다.: 인공지능 시각 검사는 결합 거품 (0.05mm까지의 정확도) 을 실시간으로 식별하고, 기계 학습은 자동으로 완화 곡선을 최적화합니다.그리고 3D 프린팅 기술은 맞춤형 다이 일렉트릭 레이어 (복합적인 알루미늄 베이스 구조에 적응) 를 위해 사용될 수 있습니다..
제조업체의 경우2층 알루미늄 기반 PCB의 핵심 제조 기술을 마스터하는 것은 제품 경쟁력을 향상시킬뿐만 아니라 고전력 전자 시장에서 "첫 번째 장점"을 확보합니다.결국, 전자 시대에서는 "효율적인 열 분산과 높은 신뢰성"을 추구합니다." 2층 알루미늄 기반 PCB의 중요성은 증가할 뿐이고 제조업의 문제를 해결하는 것이 이 기회를 잡는 첫 번째 단계입니다..
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